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Dreieckförmige Wendeschneidplatte für Drehwerkzeuge.
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Die Erfindung betrifft eine dreieckförmige Wendeschneidplatte für
Drehwerkzeuge, insbesondere für die Feinbearbeitung, bei der eine Hauptschneide
mit der angrenzenden Nebenschneide einen spitzen Winkel einschließt, am Übergang
beider Schneiden ein Radius vorgesehen ist und die Seitenlänge aller drei Seiten
gleich groß ist.
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Bei dreieckförmigen Wendeschneidplatten dieser Art bildet jeweils
ein Teil einer Kante der Wendeschneidplatte eine Hauptschneide. Diese verläuft beim
Feindrehen in der Regel radial zu dem Werkstück. Der an der Ecke der im Einsatz
befindlichen Hauptschneide angrenzende Teil der benachbarten Kante bildet dann jeweils
eine Nebenschneide, während der restliche Teil dieser benachbarten Kante auch wieder
eine Hauptschneide ist, die sich jedoch nicht im Einsatz befindet. Erst wenn eine
Hauptschneide abgenützt ist, wird die Wendeschneidplatte von ihrem Halter gelöst,
um 1200 gedreht und dann wieder in die für sie vorgesehene Aussparung des Halters
eingesetzt, so daß nunmehr ein Teil einer weiteren Kante des Dreiecks die Hauptschneide
bildet. Bei bekannten Wendeschneidplatten dieser Art ist am Übergang von der Hauptschneide
in die Nebenschneide jeweils ein Radius von etwa 0,4 bis 0,8 mm vorgesehen. Der
Mittelpunkt dieses Radius hat von der Hauptschneide und der Nebenschneide je einen
Abstand, der dem Radius selbst entspricht, so daß der Radius stetig in die Hauptschneide
und die Nebenschneide übergeht. Ein derartiger kleiner Radius am Übergang von der
Hauptschneide in die Nebenschneide hat den Nachteil, daß man beim Feindrehen nur
einen begrenzten Vorschub fahren kann, weil sonst die bearbeitete Oberfläche feine
Rillen aufweist, die vielfach unerwünscht sind. Durch den geringen Vorschub ergeben
sich längere Bearbeitungszeiten und damit auch höhere Bearbeitungskosten. Außerdem
ist die Schneidspitze mit einem verhältnismäßig kleinen Abrundungsradius hochempfindlich.
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Bei Wendeschneidplatten mit Spanleitstufen kommt noch als weiterer
Nachteil hinzu, daß der an die jeweils bearbeitete Oberfläche angrenzende Übergang
zwischen der Spanleitstufe und der Oberseite der Wendeplatte in einem größeren Abstand
von der Werkstückoberfläche angeordnet ist. Hierdurch können Späne zwischen dem
Werkstück und der Schneidplatte hindurchtreten, was zu einer Beschädigung der bearbeiteten
Oberfläche führen kann. Außerdem wird der Span, da die Spanleitstufe im Bereich
der Schneidspitze nicht vollständig ausgebildet ist, vielfach nicht gebrochen und
es bilden sich ungünstige langgezogene Späne.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine dreieckfbrmige Wendeschneidplatte
für Drehwerkzeuge, insbesondere für die Feinbearbeitung, der eingangs erwähnten
Art zu schaffen, mit der ohne Verschlechterung der bearbeiteten Werkstückoberfläche
wesentlich größere Vorschübe und damit kürzere Fertigungszeiten erreichbar sind,
gleichzeitig auch die Standzeit der Schneiden und ihre Empfindlichkeit gegen Bruch
an der Spitze verringert wird und ferner bei Schneidplatten mit Spanleitstufen ein
einwandfreies Brechen des Spanes ohne die Gefahr eines Hindurchtretens des Spanes
zwischen der Werkstückoberfläche und der Schneidplatte erreicht wird.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Radius
etwa 0,15 bis 0,3 mal so groß ist wie die Seitenlänge der Wendeschneidplatte und
der Mittelpunkt dieses Radius von der Hauptschneide in einem Abstand zum Zentrum
der Wendeschneidplatte hin versetzt angeordnet ist, der etwa 0 bis 0,3 mal dem Radius
entspricht.
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Gegenüber bekannten dreieckförmigen Wendeschneidplatten ist also der
am Übergang von der Hauptschneide in die Nebenschneide vorgesehene Radius verhältnismäßig
groß. Während dieser Radius stetig, d.h. tangential in die Nebenschneide übergeht,
ist am Übergang zwischen Radius und Hauptschneide ein Spitzenwinkel von 90 oder
etwas mehr
vorhanden. Dieser verhältnismäßig große Spitzenwinkel
macht die Schneidplatte sehr stabil und bruchunempfindlich an ihrer Spitze. Überraschenderweise
hat sich gezeigt, daß man mit der neuen Wendeschneidplatte bei gleicher Oberflächengüte
mit mehrfach höheren Vorschüben fahren kann, so daß sich kürzere Bearbeitungszeiten
und damit auch geringere Bearbeitungskosten ergeben.
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Weiterhin wurde überraschenderweise festgestellt, daß durch die erfindungsgemäß
vorgesehenen, verhältnismäßig einfachen Merkmale sich weitgehende Vibrationsfreiheit
erreichen läßt. Auch die Standzeit der Schneiden ist höher als bei den vorbekannten
Wendeschneidplatten. Hinzu kommt, daß bei Schneidplatten mit Spanleitstufen sich
eine günstigere Spanform und Spanabfuhr erreichen läßt.
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Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Übergang von der Spanleitstufe
in die Oberseite der Wendeschneidplatte durch den großen Abrundungsradius verhältnismäßig
dicht an die Werkstückoberfläche herangerückt ist. Hierdurch ist die Spanleitstufe
auch im Bereich der Schneidspitze optimal ausgebildet und es wird damit die gewünschte
Krümmung des Spanes und das Brechen des Spanes erreicht.
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Auch wird verhindert, daß Späne zwischen der Werkstückoberfläche und
der Nebenschneide hindurchtreten können, was insbesondere bei der Bearbeitung von
Bohrungen von Wichtigkeit ist. Durch die größere Standzeit der Schn-eide ist es
auch möglich, größere Bohrungslängen bei gleichbleibendem oder nahezu gleichbleibendem
Bohrungsdurchmesser herzustellen, was insbesondere bei großen Bohrungsdurchmessern
und langen Bohrungslängen problematisch ist, da sich durch den beim Feindrehen langen
Kontaktweg zwischen Schneide und Werkstück diese während der Bearbeitung einer Einzelbohrung
bereits so stark abnützt, daß sich am Anfang und am Ende der Bohrung unterschiedliche
Bohrungsdurchmesser ergeben.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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Die Erfindung ist in folgendem, anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen.
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Figur 1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel# der erfindungsgemäßen
Wendeschneidplatte, Figur 2 eine Seitenansicht derselben in Richtung II der Figur
1, Figur 3 und 4 zwei weitere Ausführungsbeispiele der Ausgestaltung der Wendeschneidplatte
an ihrer Ecke, Figur 5 die Schneidecke einer herkömmlichen Wendeschneidplatte im
Einsatz.
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Die Wendeschneidplatte 1 weist im Grundriß im wesentlichen die Form
eines gleichseitigen Dreieckes mit gleich großen Seitenlängen L auf. Ausgehend von
jeweils einer Ecke 2 der Schneidplatte ist jeweils eine Hauptschneide 3, 3a, 3b
vorgesehen. Von diesen drei Hauptschneiden 3, 3a, 3b ist jedoch immer nur eine Schneide
im Einsatz.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist dies die Hauptschneide 3,
die radial zu dem zu bearbeitenden Werkstück W angeordnet ist. Der an die jeweilige
im Einsatz befindliche Ecke 2 der Hauptschneide 3 angrenzende Teil 4a der benachbarten
Hauptschneide 3 wirkt dabei wie eine Nebenschneide. Dementsprechend sind auch Nebenschneiden
4 und 4b an den übrigen Kanten der Wendeschneidplatte 1 vorhanden. Am Übergang von
den Hauptschneiden 3, 3a, 3b in die Nebenschneiden 4a, 4b, 4 ist jeweils ein Radius
R vorgesehen. Dieser Radius R ist dabei etwa 0,15 bis 0,3 mal so groß wie die Seitenlänge
L der Wendeschneidplatte 1.
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Der Mittelpunkt M dieses Radius ist dabei in einem Abstand a von der
zugehörigen Hauptschneide 3 angeordnet.
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Dieser Abstand ist etwa 0 bis 0,3 mal so groß wie der Radius selbst.
Der Mittelpunkt M des Radius ist weiterhin so angeordnet, daß der Radius tangential
in die jeweils angrenzende Nebenschneide übergeht.
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Vorteilhaft ist der Radius R etwa 0,2 mal so groß wie die Seitenlänge
L der Wendeschneidplatte 1. Als günstiger Abstand des Mittelpunktes M des Radius
von der Hauptschneide 3 wurde ein Abstand a ermittelt, der etwa 0,2 bis 0,25 mal
so groß ist wie der Radius R. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
beträgt die Seitenlänge der Wendeschneidplatte L 9,12 mm, der Radius R ist 2 mm
und der Abstand a 0,4 mm groß.
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Die neuartige Ausgestaltung des Überganges zwischen Hauptschneide
und Nebenschneide mit einem verhältnismäßig grossen Radius R erweist sich als besonders
vorteilhaft bei Wendeschneidplatten, die angrenzend an die Hauptschneiden 3, 3a,
3b je eine Spanleitstufe 5 aufweisen. Diese Spanleitstufe erstreckt sich jeweils
von einer Ecke 2 bis in die Nähe der Spanleitstufe der angrenzenden Hauptschneide,
sie geht jedoch nicht in die Spanleitstufe der angrenzenden Hauptschneide über.
Das Profil der Spanleitstufen 5 ist aus Figur 2 zu entnehmen, wo man erkennen kann,
daß die Spanleitstufe 5 mit einem Radius r in die Oberseite 1a der Wendeplatte übergeht.
Durch diesen Radius r soll in bekannter Weise eine Krümmung der Späne bzw. ein Brechen
der Späne erreicht werden.
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Der mit der erfindungsgemäßen Wendeschneidplatte erreichbare technische
Fortschritt soll nun durch Vergleich der Figuren 5 und 1 näher erläutert werden.
In Figur 1 ist die Eckenausgestaltung einer herkömmlichen dreieckförmigen Wendeschneidplatte
dargestellt, bei der die wirksame Hauptschneide 13 mit einem verhältnismäßig kleinen
Radius R1 in die Nebenschneide 14 übergeht. Auch diese Schneidplatte weist eine
Spanleitstufe 15 auf. Durch den Vorschub hinterläßt die bekannte Wendeschneidplatte
11 in der bearbeiteten Werkstückoberfläche Rillen, deren Profil dem Radius R1 entspricht.
Wenn die Erhebungen zwischen den Rillen zur Erzielung einer bestimmten maximalen
Oberflächenrauhigkeit eine bestimmte Höhe nicht überschreiten dürfen,
so
muß man mit einem geringen Vorschub fahren. Weiterhin ist erkennbar 9 der Punkt
S , an welchem der Radius r der Spanleitstufe 5 in die Oberseite der Wendeschneidplatte
11 übergeht, in einem verhältnismäßig großen Abstand b1 von der bearbeiteten Werkstückoberfläche
entfernt angeordnet ist. Hierdurch können Späne im Bereich der Spanleitstufe 15
zwischen der Nebenschneioe 14 und der Werkstückoberfläche hindurchtreten. Außerdem
ist gerade im Bereich der Schneidecke 12 die Spanleitstufe 15 nicht vollständig
ausgebildet, denn es fehlt im unmittelbaren Anschluß an die Schneidecke 12 der Radius
r.
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Bei der erfindungsgemäßen Wendeschneidplatte 1 hingegen, kann bei
gleicher Oberflächenrauheit, d.h. bei gleicher Höhe der zwischen den einzelnen Rillen
verbliebenen Erhebungen der Vorschub etwa 3 bis 4 mal so groß sein, wie bei der
vorbekannten Wendeschneidplatte 11. Der größere Vorschub ist in Figur 1 durch den
größeren Abstand der zwischen den Vertiefungen vorhandenen Erhebungen E erkennbar.
Gleichzeitig erkennt man aber auch, daß die Höhe der Erhebungen E die gleiche ist
wie in Figur 5. Weiterhin ist aus Figur 1 zu entnehmen, daß der Punkt, an dem die
Spanleitstufe 5 in die Oberseite 1a im Bereich der Nebenschneide 4a übergeht, wesentlich
dichter an der bearbeiteten Oberfläche mit einem sehr geringen Abstand b liegt.
Hierdurch können im Bereich der Spanleitstufe 5 keine Späne zwischen der Nebenschneide
4a und der bearbeiteten Werkstückoberfläche hindurchtreten. Weiterhin erkennt man
aber auch, daß die Spanleitstufe 5 auch im Bereich der Schneidecke 2 vollständig
ausgebildet ist, d.h.
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daß im Anschluß an die Schneidecke 2 auch der die Späne krümmende
und brechende Radius r vorhanden ist. Hierdurch kann die Spanleitstufe gerade in
dem bei der Feinbarbeitung wichtigen Bereich der Schneidecke ihre volle Wirkung
entfalten. Außerdem erkennt man anhand der Figur 1, daß zwischen der Hauptschneide
3 und der Tangente T an den Radius R im Bereich der Schneidecke 2 ein verhältnismäßig
großer
Winkel ß von mehr als 900 vorhanden ist. Hierdurch wird die Schneidecke sehr stabil
und bruchunempfindlich. Es ist demzufolge auch mit einer längeren Standzeit der
Schneide zu rechnen. Durch die verhältnismäßig stabile Ausgestaltung der Schneidecke
2 nützt sich diese weniger stark ab. In Kombination mit dem höheren zulässigen Vorschub
können nun sehr viel größere Bohrungslängen mit gleichbleibendem oder nahezu gleichbleibendem
Bohrungsdurchmesser hergestellt werden.
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Anhand der Figuren 3 und 4 soll gezeigt werden, daß es auch möglich
ist, den Abstand a des Mittelpunktes M des Radius R zu variieren. Bei dem in Figur
3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Abstand al kleiner als bei dem in Figur
1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Abstand gleich Null, d.h. der Mittelpunkt M des Radius R liegt direkt auf
der Hauptschneide 3 . Selbstverständlich ist es auch möglich, den Abstand a größer
zu wählen, als es in Figur 1 dargestellt ist. Wie jedoch bereits oben erwähnt wurde,
hat sich ein Abstand von etwa 0,2 bis 0,25 mal dem Radius R als günstig erwiesen,
da dann der Winkel p relativ groß ist und der Vorschubdruck sowie der Rückdruck
ebenfalls in einem günstigen Bereich sind. Außerdem läßt sich hiermit auch gegenüber
den in Figur 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen die geringste Oberflächenrauhigkeit
erreichen. Erwähnt sei noch, daß in der Zeichnung die Vorschubrichtung mit V bezeichnet
worden ist.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung könnte in analoger Anwendung auch
bei anderen Wendeschneidplatten Anwendung finden, bei denen die Hauptschneide in
die Nebenschneide in einem spitzen Winkel übergeht. Gedacht ist hier an Wendeschneidplatten,
die den Grundriß eines Parallelogramms oder einer Raute aufweisen.