DE3206027A1 - "schneideinsatz" - Google Patents

Description

Latrobe, Pennsylvania 1555Ό
V.St.A.

Unser Zeichen: K 1099

Schneideinsatz

Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatz, insbesondere nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei-der Bearbeitung von Werkstücken aus Metall soll die Materialentfernung möglichst schnell geschehen, um den Arbeitsaufwand und die Herstellungskosten zu vermindern. Hierfür sind Schneideinsätze erforderlich, die so konstruiert sind, daß sie den hohen Belastungen und der starken Erwärmung widerstehen, die bei hohen Geschwindigkeiten, Vorschubgeschwindigkeiten und .großen Schneidtiefen auftreten, die erforderlich sind, um das Material schnell zu entfernen.

Ferner wird bei derartigen Schneideinsätzen eine Geometrie angestrebt, durch die die für diese Metellbearbeitung erforderliche Antriebsleistung minimal gemacht wird, indem die Gestalt der erzeugten Späne beeinflußt wird. Da ferner nicht alle Anwendungen dieselbe Geschwindigkeit, Schneidtiefe oder Vorschubgeschwindigkeit erfordern, soll

-r-ζ.

die Gestalt des Schneideinsatzes, durch die die Spänebildung gesteuert wird, diese Steuerung über einen möglichst breiten Bereich dieser Parameter gewährleisten.

Beispiele für Schneideinsätze, die unter diesen Gesichtspunkten konstruiert sind, finden sich in der US-PS 4 087 und der europäischen Patentanmeldung Nr. 81105785.0. Es handelt sich um weiterdrehbare Einsätze mit einer ebenen Schneidkantenzone, auf die eine ebene Zwischenzone folgt, die tiefer als die Schneidkantenzone liegt. Eine sekundäre Wandung fällt ausgehend von der Zwischenzone zu einem ebenen Boden ab, der parallel zu der Ebene ist, welche die Schneidkanten enthält. Bei den bekannten Schneideinsätzen bewirkt die Kante, die an der Vereinigung der Zwischenzone mit der sekundären Zone gebildet ist, das Abbrechen der Späne, während diese über diese Kante gleiten.

In der oben genannten Patentanmeldung ist ein weiterdrehbarer Einsatz beschrieben, der eine ebene Schneidkantenzone aufweist, auf die eine absinkende Wandung folgt, die in einem Boden endet, der zur Mitte des Einsatzes hin nach unten absinkt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Schneideinsatzes für höchste Beanspruchungen, durch dessen geometrische Gestalt erreicht wird, daß über einen weiten Bereich der Parameter die Spänebildung gesteuert und der Leistungsverbrauch vermindert wird.

Diese Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Der erfindungsgemäße Einsatz enthält eine Schneidkantenzone und eine Zwischenzone, die hinter der Schneidkante und tiefer als diese liegt. Hinter der Zwischenzone und tiefer als

-y-t

diese befindet sich ferner ein Boden, der zur Mitte des Einsatzes hin nach unten abfällt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Einsatz weiterdrehbar bzw. weiterschaltbar und aus hartem, verschleißbeständigem Material gebildet, z.B. aus Sinterkarbid. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Einsatz mit einem hitzebeständigen Oxid, Nitrid und/oder Karbid beschichtet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ferner der abfallende Boden symmetrisch in bezug auf eine Ebene, die die Winkelhalbierende des Eckwinkels des Einsatzes enthält. Bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten, bei deren überschreiten die Innenkante der Zwischenzone zum Abbrechen der Späne unwirksam wird, kann auf diese Weise der abfallende Boden die Bildung von konischen Spänen bewirken, um auf diese Weise den Leistungsbedarf zu vermindern.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform des Schneideinsatzes;

Fig. 2 eine Schnittansicht längs Linie II-II in Fig. 1., d.h. längs einer Winkelhalbierenden; und

Fig. 3 eine Schnittansicht längs Linie III-III in Fig. 1, d.h. längs der Mittellinie zwischen den Ecken.

Der in Fig. 1 gezeigte, weiterdrehbare Schneideinsatz 1 umfaßt einen polygonalen Körper mit einer Umfangswandung 3,

die eine Schneidkante 7 an ihrem oberen Ende bildet, also zwischen der Vereinigung der Umfangswandung mit der Oberseite 5.

Die Schneidkante 7 schließt an eine Schneidkantenzone 9 an, die sich von der Schneidkante ausgehend einwärts erstreckt. An den Innenrand der Schneidkantenzone 9 schließt sich eine abfallende Wandung 11 an, die zu einer sekundären Zone 13 hin einwärts abfällt. Die sekundäre Zone 13 erstreckt sich ebenfalls einwärts und schließt an eine sekundäre Wandung 15 an. Die sekundäre Wandung 15 schließt an ihrem innenrand an einen abfallenden Boden 17 an. Der abfallende Boden 17 ist symmetrisch in bezug auf die Winkelhalbierenden der Eckwinkel. In Fig. 1 ist eine Winkelhalbierende als Linie B-B gezeigt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, kann dieser abfallende Boden 17 an einen ebenen Boden 19 anschließen, der vorzugsweise parallel zu einer Ebene ist, die durch die Schneidkantenzone 9 gebildet ist. In der Mitte dieses Einsatzes kann eine Öffnung 21 vorgesehen sein, um einen Verriegelungszapfen oder eine Schraube aufzunehmen.

Es wird nun auf Fig. 2. Bezug genommen. Der dort gezeigte Schnitt längs der Winkelhalbierenden B-B läßt erkennen, daß die abfallende Wandung 11 einen Winkel mit der durch die Schneidkanten 7 definierten Ebene bildet. Dieser Winkel A beträgt vorzugsweise 20 bis 12°. Die abfallende Wandung schließt an die sekundäre Zone 13 unter einem Winkel von 155 bis 170° an.

Aus dieser Figur ist ferner ersichtlich, daß der abfallende Boden 17 einen Winkel mit einer Ebene bildet, die parallel zu der Schneidkanteneben ist. Dieser Winkel D sollte 1 bis betragen. Aus der Figur geht auch hervor, daß der abfallende

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Boden 17 im Eckbereich am nächsten an die sekundäre Zone heran gelangt. Der Abstand ist in Fig. 2 mit X bezeichnet.

Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen, die einen Schnitt des Einsatzes längs einer Linie zwischen den Ecken zeigt. Aus dieser Ansicht wird deutlich, daß der abfallende Boden 17 mit zunehmender Entfernung von den Eckbereichen parallel zu den Seiten des Einsatzes nach unten abfällt, bis er an den ebenen Boden 19 anschließt. Die maximale Höhenänderung H des abfallenden Bodens 19. vom Eckbereich bis zu dem ebenen Boden 19 sollte zwischen 0,127 und 0,38 mm liegen.

Die Gestaltung des abfallenden Bodens 19 in Verbindung mit dem Winkel C, der zwischen der sekundären Zone 13 und der sekundären abfallenden Wandung 15 gebildet ist, unterstützt die Bildung von konischen Spänen bei sehr hohen Vorschubraten und vermindert folglich die erforderliche Antriebsleistung auf ein Minimum, insbesondere wenn bei der Metallbearbeitung mit so hohen Vorschubraten gearbeitet wird, daß die Späne an der Wandung 15 entlang nach unten gleiten und mit dem abfallenden Boden 17 in Berührung gelangen.

Der Winkel C sollte zwischen 140 und 160° betragen, um optimale Ergebnisse zu erhalten. Der Abstand X sollte vorzugsweise 0,38 bis 0,76 mm betragen.

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Claims (11)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Schneideinsatz mit einem für hohe Beanspruchung ausgebildeten Körper, zwischen dessen ümfangswandung und Oberseite eine Schneidkante gebildet ist, gekennzeichnet durch eine an der Oberseite gebildete Flächenzone (9), die sich von der Schneidkante (7) aus einwärts erstreckt, eine von der Flächenzone (9) ausgehend einwärts verlaufende und abfallende Wandung (11), eine sekundäre Flächenzone (13), die sich innenseitig von der abfallenden Wandung (11) befindet, eine sekundäre Wandung (15), die sich von der sekundären Flächenzone (13) einwärts erstreckend abfällt, und einen Boden (17), der sich von der sekundären Wandung (15) ausgehend einwärts erstreckt und dabei abfällt, wobei die Höhe (X) der sekundären Flächenzone (13) über dem abfallenden Boden (17) 0,38 bis 0,76 nun beträgt.

   H D/ro

   — ο —
2. 2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper in Draufsicht polygonförmig ist und der abfallende Boden (17) mit zunehmender Entfernung von der nächsten Ecke des polygonförmigen Körpers parallel zu den Seiten desselben nach unten abfällt.
3. 3. Schneideinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich von dem abfallenden Boden (17) ausgehend ein ebener Boden (19) einwärts erstreckt, der eine Ebene definiert, die schräg zu dem abfallenden Boden ist.
4. 4. Schneideinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der abfallende Boden (17) schräg zu einer Ebene steht, die durch die Flächenzone (9) definiert ist.
5. 5. Schneideinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite polygonförmig ist und die Schneidkante (7) und die Umfangswandung (3) die Seiten bzw. Ecken des Polygons bilden.
6. 6. Schneideinsatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Flächenzone (9) oberhalb dem äußersten Ende des abfallenden Bodens (17) in den Ecken ihr Minimum erreicht.
7. 7. Schneideinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenzone (9) im wesentlichen eben ist und die abfallende Wandung (11) von der Flächenzone aus unter einen Winkel von 12 bis 20 abfällt.
8. 8. Schneideinsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Flächenzone (13) im wesentlichen eben und im wesentlichen parallel zu der Flächenzone (9) ist

   und daß die abfallende Wandung (11) und die sekundäre Flächenzone (13) einen Winkel von 155 bis 170° einschließen.
9. 9. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1,7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der abfallende Boden (17) eine Änderung seiner senkrechten Höhe von 0,127 bis 0,38 mm zwischen seinem höchsten und seinem tiefsten Punkt aufweist.
10. 10. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der abfallende Boden (17) symmetrisch in bezug auf eine Ebene ist, die die Winkelhalbierende des Winkels enthält, den die nächste Ecke bildet. .
11. 11. Schneideinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der abfallende Boden (17) unter einen Winkel (D) von 1 bis 10° abfällt.