DE3301302C2

DE3301302C2 - Cutting element of a rotary chisel

Info

Publication number: DE3301302C2
Application number: DE19833301302
Authority: DE
Inventors: Gennadij Filippovi&ccaron; &Scaron;aturov; Sergej Vladimirovi&ccaron; Leningrad Apraksin; Viktor Aleksandrovi&ccaron; Dubov; Nikolaj Nikitovi&ccaron; &Ccaron;ir&ccaron;ik Ko&scaron;kin; Sergej Sergeevi&ccaron; Mogilev Maljavko; Stanislav Vladislavovi&ccaron; Slesarenko
Original assignee: MOGILEVSKOE OTDELENIE FIZIKO-TECHNICESKOGO INSTITUTA AKADEMII NAUK BELORUSSKOJ SSR MOGILEV SU
Current assignee: MOGILEVSKOE OTDELENIE FIZIKO-TECHNICESKOGO INSTITUTA AKADEMII NAUK BELORUSSKOJ SSR MOGILEV SU
Priority date: 1983-01-17
Filing date: 1983-01-17
Publication date: 1985-01-10
Also published as: FR2539657B1; FR2539657A1; DE3301302A1; CA1199863A; CH658612A5; AT386366B; ATA2883A

Abstract

Das Schneidelement hat die Form eines Rings, der über seinem gesamten Umfang eine veränderliche radiale Steifigkeit aufweist. Das Schneidelement wird insbesondere bei der Bearbeitung von Papierwalzen von Superkalandern verwendet.The cutting element is in the form of a ring which has a variable radial rigidity over its entire circumference. The cutting element is used in particular in the processing of paper rolls for supercalenders.

Description

33 Ol33 Ol

Ringstärke als die angegebene genommen, wird das Schneidelement unter der Wirkung der Schnittkraft zerstört. Wenn die Ringstärke das erwähnte Maß übersteigt, führt dies keinesfalls zur Erhöhung der Lebensdauer des Schneidelements, sondern bedeutet einen Mehraufwand an Metall, Bearbeitung und Nachschleifen. If the ring thickness is taken as the specified, the cutting element will be destroyed under the action of the cutting force. If the ring thickness exceeds the mentioned dimension, this does not lead to an increase in the service life of the cutting element, but means additional work in terms of metal, machining and regrinding.

Wenn nach Anspruch 4 die Innenfläche des Rings exzentrisch in bezug auf die Außenfläche in der Versetzungsrichtung der Exzentrizität ist, läßt sich eine minimale Ringstärke erreichen. Dabei ist die Ringstärke in der zur Exzentrität entgegengesetzten Richtung am größten. Der Übergang von der kleinsten zur größten Ringstärke erfolgt stetig stufenlos. Bei der Bearbeitung mit diesem Schneidelement ändert sich die elastische Verformung des Ringes ebenfalls stetig. Die größte elastische Verformung erfolgt an der Stelle seiner kleinsten Steifigkeit, und umgekehrt. Dies bewirkt die Entstehung von erzwungenen Schwingungen, also Eigenschwingungen des Rings unterschiedlicher Frequenz, wodurch ein Zusammentreffen der Eigenschwingungsfrequenzen des Rings ausgeschlossen ist, so daß die Lebensdauer des Schneidelements erhöht ist, und sein Metallvolumen verringert werden kann.When according to claim 4 the inner surface of the ring is eccentric with respect to the outer surface in the direction of displacement the eccentricity, a minimal ring thickness can be achieved. The ring size is in the direction opposite to the eccentricity is greatest. The transition from the smallest to the largest Ring thickness is continuously stepless. When machining with this cutting element, the elastic one changes Deformation of the ring is also steady. The greatest elastic deformation occurs at the point of its smallest Stiffness and vice versa. This is what causes the emergence of forced vibrations, i.e. natural vibrations of the ring of different frequencies, whereby a Coincidence of the natural oscillation frequencies of the ring is excluded, so that the service life of the cutting element is increased, and its metal volume can be decreased.

Bei der Ausgestaltung des Schneidelements nach Ansprach 3 sind zwei Abschnitte mit der kleinsten radialen Steifigkeit vorhanden, die symmetrisch zueinander in einer Ebene liegen, die durch die Hauptachse der Ellipse geht Die zwei Abschnitte mit der größten radialen Steifigkeit liegen ebenfalls symmetrisch zueinander in einer Ebene, die durch die Nebenachse der Ellipse geht Die größte Verformung des Schneidelements stellt sich während der Rotation um seine Achse in den zwei Abschnitten mit der kleinsten Steifigkeit ein, die geringste Verformung in den zwei Abschnitten mit größter radialer Steifigkeit Die Zeit für die Änderung und die gegenseitige Schwächung der Frequenz der erzwungenen Schwingungen des Schneidelements ist pro Umdrehung gegenüber dem Schneidelement, dessen Außen- und Innenflächen exzentrisch zueinander sind, um das Zweifaehe verringert Ein solcher Aufbau des Schneidelements erhöht ferner seine Lebensdauer. Die Frequenzen der erzwungenen Schwingungen, d. h. Eigenschwingungen, des Rings während der Bearbeitung verändern sich und schwächen einander größenmäßig nach '/.»-Umdrehung. 4j Die Zeit die für die Veränderung und gegenseitige Schwächung der Frequenzen der erzwungenen Schwingungen dieses Schneidelements während einer Umdrehung erforderlich ist, wird gegenüber dem Schneidelement, das nur je einen Abschnitt mit kleinster und großter Steifigkeit aufweist, um das Zweifache verkürzt So gebaute Schneidelemente werden zweckmäßigerweise bei der Bearbeitung von Oberflächen mit ungleichem Übermaß verwendetIn the design of the cutting element according to spoke 3, there are two sections with the smallest radial Stiffness present, which are symmetrical to each other in a plane passing through the main axis of the ellipse The two sections with the greatest radial rigidity are also symmetrical to each other in one Plane that goes through the minor axis of the ellipse The greatest deformation of the cutting element occurs during the rotation around its axis in the two sections with the lowest stiffness, the lowest Deformation in the two sections with greatest radial Rigidity The time for the change and mutual weakening of the frequency of the forced The cutting element vibrates per revolution with respect to the cutting element, its outer and inner surfaces are eccentric to each other, reduced by two. Such a construction of the cutting element also increases its service life. The frequencies of the forced vibrations, i.e. H. Natural vibrations, of the ring change during machining and weaken each other in terms of size according to a ¼ turn. 4y The time for the change and mutual weakening of the frequencies of the forced vibrations this cutting element is required during one revolution, is compared to the cutting element, which has only one section each with the smallest and the greatest rigidity, shortened by two times So built cutting elements are useful when machining surfaces with uneven Used excess

Die elastische Verformung des Schneidelements in der axialen Richtung ist wegen seiner veränderlichen radialen Steifigkeit ebenfalls ungleich. An den Stellen der größten radialen Steifigkeit ist sie am kleinsten, und umgekehrt Da die; elastische Verformung des Rings im Einsatz unter der Wirkung der axialen Schnittkraft von der Schneidkante zur Aufnahmefläche, d. h. längs der Ringachse, gerichtet ist, bewirkt dies bei Schlagbeanspruchungen die Entstehung von erzwungenen axialen Schwingungen, d.h. axüMen Eigenschwingungen des Rings, deren Frequenz a:J»h über dem Umfang der Aufnahmefläche ungleich ist. Daher ist auch die axiale Kraft die zur Befestigung des Schneidelements an der Meißelachse angelegt wiH, im Einsatz über dem Umfang der Aufnahmefläche ungleich. Um den negativer· Einfluß der ungleichen erzwungenen axialen Schwingungen bzw. der axialen Eigenschwingungen des Rings auf seine Aufnahmefläche zu verringern bzw. zu beseitigen, ist an der Innenfläche des Rings der radiale Ringvorsprung nach Anspruch 5 vorgesehen. Der Ring besitzt an der Stelle des radialen Ringvorsprungs eine Stärke, die die Ringstärke übersteigt Folglich ist dort auch seine radiale Steifigkeit höher. Daher nimmt die elastische Verformung des Ringes unter der Wirkung der axialen Schnittkraft an der Aufnahmefläche erheblich ab, so daß die erzwungenen axialen Schwingungen bzw. die axialen Eigenschwingungen des Rings über dem Umfang erheblich abgeschwächt werden. Dies erhöht die Befestigungssicherheit des Rings und seine Lebensdauer. The elastic deformation of the cutting element in the axial direction is variable because of it radial stiffness also unequal. It is smallest at the points of greatest radial stiffness, and vice versa Since the; elastic deformation of the ring in use under the action of the axial cutting force of the cutting edge to the receiving surface, d. H. is directed along the ring axis, causes this in the case of impact loads the emergence of forced axial vibrations, i.e. axüMen natural vibrations of the Rings, the frequency of which a: J »h over the circumference of the recording surface is unequal. Hence the axial Force applied to attach the cutting element to the chisel axis, in use over the circumference unequal to the receiving area. About the negative · influence of the unequal forced axial vibrations or to reduce or eliminate the natural axial vibrations of the ring on its receiving surface, the radial ring projection according to claim 5 is provided on the inner surface of the ring. The ring owns at the location of the radial annular projection there is a strength which exceeds the annular strength also its radial stiffness is higher. Therefore, the elastic deformation of the ring decreases under the action the axial cutting force on the receiving surface is significantly reduced, so that the forced axial vibrations or the axial natural vibrations of the ring are considerably weakened over the circumference. This increases the fastening security of the ring and its service life.

Dabei haben sich die Abmessungsbereiche gemäß Anspruch 6- als besonders vorteilhaft erwiesen. Liegt nämlich das Verhältnis zwischen den·. Innendurchmesser des radialen Ringvorsprungs und dem Außendurchmesser des Schneidelements außerhalb der genannten Grenzen, so führt dies im Einsatz zu einer radialen Verformung der ebenen Aufnahmefläche, die die Befestigung dej Schneidelements auf der Meißelachse erschwert Liegt aber das Verhältnis des Innendurchmessers des radialen Ringvorsprungs zum Außendurchmesser des Schneidelements in engeren Grenzen als den angegebenen, so führt dies zu einer Erhöhung des Metallvolumens des Schneidelements ohne Verbesserung seiner Betriebsdaten.The dimensional ranges according to claim 6- have proven to be particularly advantageous. Lies namely the relationship between the ·. Inner diameter of the radial ring projection and the outer diameter of the cutting element outside the stated limits, this leads to radial deformation in use the flat receiving surface, which makes it difficult to attach the cutting element to the chisel axis But if there is the ratio of the inner diameter of the radial ring projection to the outer diameter of the cutting element within narrower limits than those specified, this leads to an increase in the metal volume of the cutting element without improving its operating data.

Mit zunehmendem Durchmesser des Schneidelements nimmt die axiale Schnittkraftkomponente zu. Daher muß bei der Bestimmung der Höhe des radialen Ringvorsprungs der Außendurchmesser des Schneidelements berücksichtigt werden, der durch das obenangeführte Verhältnis festgelegt ist Wenn eine geringere Größe als empfohlen gewählt wird, so schwächt die« die negative Einwirkung der axialen erzwungenen Schwingungen bzw. der axialen Eigenschwingungen des Rings nicht ab. Wird die Höhe des radialen Ringvorsprungs größer als durch das Verhältnis bestimmt, gewählt, so führt dies nur zur Erhöhung des Metallvolumens des Schneidelements ohne Verbesserung seiner Betriebsdaten. As the diameter of the cutting element increases, the axial cutting force component increases. Therefore When determining the height of the radial ring projection, the outer diameter of the cutting element must be used must be taken into account, which is determined by the above ratio If a lower one Size is chosen as recommended, then the «weakens the negative effect of the axially forced vibrations or the axial natural vibrations of the ring not off. If the height of the radial ring projection is greater than that determined by the ratio, then selected this only leads to an increase in the metal volume of the cutting element without improving its operating data.

Beim Einsatz eines Schneidelements, dessen Außenfläche kegelig mit einem Kegelwinkel von 15" bis 45° ausgeführt ist, wird der Angriffsarm der axialen Kraft an der Schneidkante des Rings in bezug auf die Befestigungsfläche größer. Das auf den Ring wirkende Biegemoment nimmt dabei gleichfalls zu. Daher wird zur Vermeidung einer Zerstörung des Rings an seiner Verbindungsstelle mit dem radialen Ringvorsprung die Höhe des radialen Ringvorsprungs nach Anspruch 6 ausgebildet When using a cutting element, its outer surface is conical with a cone angle of 15 "to 45 ° is executed, the attack arm of the axial force is applied the cutting edge of the ring is larger in relation to the mounting surface. The bending moment acting on the ring also increases. Therefore, to avoid damaging the ring at its junction with the radial ring projection, the height of the radial ring projection according to claim 6 is formed

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:The invention is explained in more detail, for example, with the aid of the drawing. It shows:

F i g. 1 einen Axialschnitt einer ersten Ausführungsform eines Schneidelements, F i g. 1 shows an axial section of a first embodiment of a cutting element,

F i g. 2 eine Draufsicht auf das Schneidelement von Fig. 1.F i g. FIG. 2 is a plan view of the cutting element of FIG. 1.

F i g. 3 einen Axialschnitt einer zweiten Ausführungsform eines Schneidelements, F i g. 3 shows an axial section of a second embodiment of a cutting element,

Fig.4 eine Draufsbht auf das Schneidelement von Fig. 3.4 shows a plan view of the cutting element from Fig. 3.

F i g. 5 einen Axialschnitt einer dritten Ausführungsform eines Schneidelements und F i g. 5 shows an axial section of a third embodiment of a cutting element and

Fig.6 eine Draufsicht auf das Schneidelement von Fig. 5.FIG. 6 is a plan view of the cutting element of FIG Fig. 5.

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Das in F i g. 1 gezeigte Schneidelement eines Rotationsmeißels ist ein Ring 1, der eine Außenfläche 2 in Form eines Kegels, sowie Stirnflächen 3 und 4 besitzt, von denen die eine Stirnfläche 3 eine Aufnahmefläche, und die gegenüberliegende Stirnfläche 4 eine Schneidkante S bildet Die Rotationssymmetrieachse 8 der Innenfläche 6 des Rings 1 ist zur Rotationssymmetrieachse 7 (F i g. 2) der Außenfläche 2 um die Exzentrizität e versetzt Infolgedessen ist die Stärke a des Rings 1 ungleich. Die kleinste Stärke a_mm des Rings 1 liegt auf der Symmetrieachse 9 des Rings 1. Die größte Stärke a_wa, des Rings 1 liegt ebenfalls auf der Symmetrieachse 9. In den durch Pfeile A angedeuteten Richtungen nimmt die Stärke a des Rings 1 monoton zu. Also ist auch die radiale Steifigkeit dieses Schneidelements über dem Ringumfang ungleich.The in Fig. 1 of a rotary chisel cutting element shown is a ring 1, which has an outer surface 2 in the form of a cone, as well as end surfaces 3 and 4, of which one end surface 3 forms a receiving surface and the opposite end surface 4 forms a cutting edge S. The axis of rotational symmetry 8 of the inner surface 6 of the ring 1 is offset from the rotational symmetry axis 7 (FIG. 2) of the outer surface 2 by the eccentricity e. As a result, the thickness a of the ring 1 is unequal. The smallest thickness a _{mm of} the ring 1 lies on the axis of symmetry 9 of the ring 1. The greatest thickness a _wa , of the ring 1 is also on the axis of symmetry 9. In the directions indicated by arrows A , the thickness a of the ring 1 increases monotonically. So the radial rigidity of this cutting element is also unequal over the circumference of the ring.

Hierbei wird die kleinste Stärke a_m,„ des Rings 1 ausHere, the smallest thickness a _m , “of the ring 1 is made

der Beziehung ciTOiUcii:the relationship ciTOiUcii:

radialer Ringvorsprung 24 mit einer Höhe Λ24 und einem Innendurchmesser cfe« vorhanden, der es erlaubt, die Differenz der Beträge der axialen elastischen Verformungen und die von ihnen veranlaßten erzwungenen axialen Schwingungen bzw. axialen Eigenschwingungen des Ringes 18 zu vermindern.radial ring projection 24 with a height Λ24 and an inner diameter cfe «available, which allows the difference between the magnitudes of the axial elastic deformations and those induced by them to reduce axial vibrations or axial natural vibrations of the ring 18.

Das Verhältnis des Innendurchmessers du des radialen Ringvorsprungs 24 zum Außendurchmesser Dig des Rings 18 liegt in folgenden Grenzen:The ratio of the inner diameter du of the radial ring projection 24 to the outer diameter Dig of the ring 18 is within the following limits:

= 0,2 bis 0,8,= 0.2 to 0.8,

wobei die Höhe Λ24 des radialen Ringvorsprungs 24 aus der Beziehung ermittelt wird:where the height Λ24 of the radial ring projection 24 from the relationship is determined:

a_mtn - (1 bis 5) a _mtn - (1 to 5)

mm,mm,

wobei D den Außendurchmesser des Rings in mm bedeutetwhere D is the outer diameter of the ring in mm

Für Schneidelemente, deren Außendurchmesser 30 mm nicht übersteigt, wird die kleinste Ringstärke aus der Beziehung ermittelt:For cutting elements whose outside diameter does not exceed 30 mm, the smallest ring thickness is selected the relationship determined:

a_min = (1 bis 2,5) V(OJW mm. a _min = (1 to 2.5) V (OJW mm.

Wenn der Außendurchmesser des Rings 50 mm nicht übersteigt, gilt:If the outer diameter of the ring does not exceed 50 mm, the following applies:

(2,5 bis 3,5)(2.5 to 3.5)

Λ24 = (0,05 bis 2) V(0,1 D_itY mm.Λ24 = (0.05 to 2) V (0.1 D _it Y mm.

Ein ähnlicher radialer Ringvorsprung kann am in Fig.3 und 4 dargestellten Schneidelement ausgeführt sein.A similar radial annular projection can be implemented on the cutting element shown in FIGS be.

Für eine Werkstoffbearbeitung unter Schlagbeanspruchungen gilt zweckmäßigerweise für das VerhältnisFor material processing under impact loads, it is advisable to use the ratio

- und die Höhe h des Schneidelements: D - and the height h of the cutting element: D

-j- = 0,2 bis 0,4,-j- = 0.2 to 0.4,

Λ = (1 bis ?.) V(0,l Df ium.Λ = (1 to?.) V (0, l Df ium.

Für die Vorbearbeitung von Werkstoffen gilt:The following applies to the preprocessing of materials:

mm.mm.

in allen anderen Fällen wird die kleinste Ringstärke aus der Beziehung ermittelt:in all other cases the smallest ring size is determined from the relationship:

a_min = (34 bis 5) V(JOJW mm. a _min = (34 to 5) V (JOYW mm.

Das in F i g. 3 dargestellte Schneidelement eines Rotationsmeißels ist ein Ring 10, der eine Außenfläche 11 in Form eines Zylinders, sowie Stirnflächen 12 und 13 besitzt, von denen die eine Stirnfläche 12 die Funktion der Aufnahmefläche erfüllt, während die andere gegenüberliegende Stirnfläche 13 eine Schneidkante 14 bildet Die Innenfläche 15 des Rings 10 hat die Form einer Ellipse (F i g. 4). Dieses Schneidelement weist zwei gleiche Abschnitte minimaler Steifigkeit mit einer Stärke a_m,„ auf, die auf der Hauptachse 16 der Ellipse liegen. Zwei Abschnittt maximaler Steifigkeit mit der Stärke anux liegen auf der Nebenachse 17 der Ellipse. In den durch Pfeile B und C angedeuteten Richtungen nimmt die Stärke a des Rings 10 vom kleinsten auf den größten Wert zu, d h. von a_min bis S_011x. Die radiale Steifigkeit des Rings 10 verändert sich in diesen Richtungen ebenfalls von ihrem kleinsten Wert an den Stellen mit der minimalen Stärke a,^ des Rings 10 bis zum größten Wert an den Stellen mit der maximalen Stärke a^« des Rings 10.The in Fig. 3, the cutting element of a rotary chisel shown is a ring 10, which has an outer surface 11 in the form of a cylinder, as well as end surfaces 12 and 13, of which one end surface 12 fulfills the function of the receiving surface, while the other opposite end surface 13 forms a cutting edge 14 The inner surface 15 of the ring 10 has the shape of an ellipse (FIG. 4). This cutting element has two identical sections of minimal rigidity with a thickness a _m , " , which lie on the main axis 16 of the ellipse. Two sections of maximum rigidity with the strength anux lie on the minor axis 17 of the ellipse. In the directions indicated by arrows B and C , the thickness a of the ring 10 increases from the smallest to the largest value, i. E. from a _min to S _011x . The radial rigidity of the ring 10 also changes in these directions from its smallest value at the points with the minimum thickness a ^ of the ring 10 to the greatest value at the points with the maximum thickness a ^ «of the ring 10.

Das in F i g. 5 dargestellte Schneidelement eines Rotationsmeißels ist ein Ring 18, der eine Außenfläche 19, die einen Kegelmantel mit einem Kegelwinkel α von 15° bis 45° hat, sowie Stirnflächen 20 und 21 besitzt Die eine Stirnfläche 20 erfüllt die Funktion einer Aufnahmefläche, die andere gegenüberliegende Stirnfläche 21 bildet eine Schneidekante 22. Die Innenfläche 23 des Rings 18 ist in bezug auf die Außenfläche 19 um einen Betrag d (F i g. 6) versetzt An der Innenfläche 23 ist an der Ringstirnfläche 20, die die Aufnahmefläche darstellt, einThe in Fig. 5 shown cutting element of a rotary chisel is a ring 18, which has an outer surface 19, which has a conical surface with a cone angle α of 15 ° to 45 °, and end faces 20 and 21. One end face 20 fulfills the function of a receiving surface, the other opposite end face 21 forms a cutting edge 22. The inner surface 23 of the ring 18 is offset with respect to the outer surface 19 by an amount d (FIG. 6)

-j- = 0,4 bis 0,6, -j- = 0.4 to 0.6,

A = (0,5 bis 1) V(JOJW mm.
Für die Fertigbearbeitung gilt: A = (0.5 to 1) V (YOYW mm.
The following applies to finishing:

4r = 0,6 bis 0,8, 4r = 0.6 to 0.8,

(0,05(0.05

mm.mm.

Bei der Ausführung der äußeren Kegelfläche 19 mit einem Kegelwinkel oc von 15° bis 45° ist die Höhe Λ24 des radialen Ringvorsprungs 24 im wesentlichen gleich der minimalen Stärke des Rings 18.When the outer conical surface 19 is designed with a cone angle oc of 15 ° to 45 °, the height Λ24 of the radial annular projection 24 is essentially equal to the minimum thickness of the ring 18.

Das in Fig. 1, 2 dargestellte und erfindungsgemäß ausgeführte Schneidelement eines Rotationsmeißeis arbeitet folgendermaßen:The shown in Fig. 1, 2 and according to the invention executed cutting element of a rotary chisel works as follows:

Infolge der Rotation des zu bearbeitenden Werkstükkes und des Längsvorschubs des Supports der Werk-As a result of the rotation of the workpiece to be machined and the longitudinal feed of the support of the workpiece zeugmaschine dreht sich das Schneidelement des Rotationsmeißels, das als Ring 1 ausgeführt ist, um die Rotationssymmetrieachse 7 der Außenfläche Z Die Schnittkraft, hauptsächlich ihre radiale Komponente, bewirkt eine radiale elastische Verformung des Rings 1, die sichmachine tool, the cutting element of the rotary chisel, which is designed as a ring 1, rotates around the rotational symmetry axis 7 of the outer surface Z. The cutting force, mainly its radial component, causes it a radial elastic deformation of the ring 1, which nach den beiden Seiten von der Berührungsstelle des Rings 1 mit dem Werkstück verteilt Wenn das Schneidelement mit der Werkstückoberfläche an der Stelle seiner minimalen radialen Steifigkeit in Kontakt kommt, die durch die kleinste Stärke awm des Rings 1 bestimmtdistributed to both sides from the point of contact of the ring 1 with the workpiece when the cutting element comes into contact with the workpiece surface at the point of its minimum radial rigidity, which is determined by the smallest thickness awm of the ring 1 ist, breiten sich die elastischen Verformungen des Rings 1 in den durch die Pfeile A angedeuteten Richtungen nach den beiden Seiten von der minimalen Stärke amm des Rings 1 aus. Die erzwungenen Schwingungen (Ei-is, the elastic deformations of the ring 1 spread in the directions indicated by the arrows A to the two sides of the minimum thickness amm of the ring 1. The forced vibrations (egg

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genschwingungen) des Rings 1, die durch seine elastischen Verformungen bewirkt werden, breiten sich ebenfalls in diesen Richtungen aus. Im nächsten Moment verformt infolge der Drehung des Schneidelements die radiale Schnittkraftkomponente den Ring 1 an der Stel- s Ie seiner maximalen Stärke a_mix, d. h. an der Stelle seiner t.ößten radialen Steifigkeit, elastisch. Die elastischen Verformungen an dieser Stelle und die von ihnen bewirkten erzwungenen Schwingungen (Eigenschwingungen) des Rings 1 breiten sich ebenfalls über den Umfang des Rings 1 zueinander entgegengesetzt aus. Jedoch ist die Frequenz der erzwungenen Schwingungen (Eigenschwingungen) des Rings 1 an dieser Stelle von der Schwingungsfrequenz des Rings 1 an der Stelle seiner minimalen Stärke a_mm d. h. an der Stelle seiner gerings- is ten radialen Steifigkeit, verschieden, weil die Größe der elastischen Verformungen an diesen Stellen verschieden ist.vibrations) of the ring 1, which are caused by its elastic deformations, also spread in these directions. In the next moment, as a result of the rotation of the cutting element, the radial cutting force component deforms the ring 1 elastically at the point of its maximum thickness a _mix , ie at the point of its maximum radial rigidity. The elastic deformations at this point and the forced vibrations (natural vibrations) of the ring 1 caused by them also spread over the circumference of the ring 1 in opposite directions to one another. However, the frequency of the forced vibrations (natural vibrations) of the ring 1 at this point is different from the vibration frequency of the ring 1 at the point of its minimum thickness a _mm, ie at the point of its lowest radial stiffness, because of the size of the elastic deformations is different at these points.

Bei diesem Schneidelement ist aufgrund der vorhandenen veränderlichen radialen Steifigkeit über dem Ringumfang im Einsatz das Zusammenfallen der Frequenzen der erzwungenen Schwingungen (Eigenschwingungen) der verformbaren Teile, d. h. die Resonanzerscheinung, bei der die Zerstörung des Rings 1 eintritt, ausgeschlossen.In this cutting element is due to the existing variable radial stiffness above the Ring circumference in use the coincidence of the frequencies of the forced vibrations (natural vibrations) of the deformable parts, d. H. the resonance phenomenon in which the destruction of the ring 1 occurs, excluded.

In ähnlicher Weise arbeiten alle anderen Ausfü'nrungsforrrien der Schneidelemente des Rotationsmeißels.All other design shapes of the cutting elements of the rotary chisel work in a similar way.

Die erfindungsgemäße Bauart des Schneidelements eines Rotationsmeißels gibt ihm eine höhere Lebensdauer, weil die Arbeitsbedingungen günstiger als bei den bisher bekannten Konstruktionen sind. Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Schneidelemente für Rotationsmeißel sind fertigungsgerecht und einfach auszuführen. Das angegebene Verhältnis der 3s MaSe der einzelnen Teile des Schneidelements gewährleistet eine optimale Lebensdauer, ein minimales Metallvolumen, und einen reduzierten Werkzeugeinsatz bei der Herstellung.The inventive design of the cutting element of a rotary chisel gives it a longer service life because the working conditions are more favorable than at the previously known constructions. The embodiments of the cutting elements for rotary chisels according to the invention are suitable for production and easy to execute. The specified ratio of the 3s dimension of the individual parts of the cutting element guarantees an optimal service life, a minimal metal volume and a reduced use of tools in the preparation of.

4040

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

4545

5C5C

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Claims

33 Ol 302 1. ■ 2 cutting edge does not run in one plane, but claims: also forms a self-contained undulating line. The known rotating tool is

1. Schneidelement eines Rotationsmeißels in Form neben einer Vorschubbewegung eine auf seine Dreheines Rings (t) mit einer eine Drehkörperfläche bil- 5 achse bezogene exzentrische Bewegung vermittelt denden Außenfläche (2) sowie Stirnflächen (3,4), von Mit dem bekannten Werkzeug nach der DE-OS denen die eine (3) eine Aufnahmefläche und die ge- 29 37 513 soll die Aufgabe gelöst werden, die Schnittgegenüberliegende (4) eine Schneidkante (5) bildet, schwindigkeit durch Verminderung der Scmieidkräfte dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (1) bei kleinerem Reibungskoeffizienten zu erhöhen, wobei über seinen Umfang eine veränderliche radiale Stei- io das hydrodynamische Verhalten des Schmiermittels befigkeit aufweist einflußt wird.1. Cutting element of a rotary chisel in the form of, in addition to a feed movement, an eccentric movement related to its rotating body of a ring (t) with an axis-related eccentric movement Ending outer surface (2) and end faces (3, 4), from With the known tool according to DE-OS one of which (3) is a receiving surface and the other 29 37 513, the object is to be achieved, the cut opposite (4) forms a cutting edge (5), speed by reducing the melting forces characterized in that the ring (1) increases with a smaller coefficient of friction, wherein The hydrodynamic behavior of the lubricant has a variable radial gradient over its circumference.

2. Schneidelement nach Anspruch 1, dadurch ge- Außerdem ist ein Drehmeißel mit einem drehbaren kennzeichnet daß zur Erzielung der veränderlichen ringförmigen Schneidelement bekannt (FR-PS 33 11 70, radialen Steifigkeit über dem Umfang der (1) eine SU-PS 42 88 64). Das Schneidelement hat die Form e.^:- sich ändernde Stärke (a) aufweist für deren minima- 15 nes zylindrischen oder eines kegeligen Ringes. Eine seile Größe ner Stirnflächen bildet mit der Mantelfläche die2. Cutting element according to claim 1, characterized in that a turning tool with a rotatable indicates that to achieve the variable annular cutting element is known (FR-PS 33 11 70, radial rigidity over the circumference of (1) a SU-PS 42 88 64 ). The cutting element has the shape e. ^: - has changing thickness (a) for its minimum 15 cylindrical or a conical ring. A rope size ner end faces forms with the lateral surface

3 Schneidkante. Mit der gegenüberliegenden Stirnfläche3 cutting edge. With the opposite end face

"miit ⁼ O bis 5) V'(0,1 DY (mm) stützt sich das Schneidelement z. B. am Schaft des Drehmeißels ab. "miit ⁼ 0 to 5) V '(0.1 DY (mm) the cutting element is supported e.g. on the shank of the turning tool.

gilt, wenn ßderAußcndurchnjcssc- des Ringes (i) in 20 Dieses bekannte Schneidelement hat den Nachteil,applies if ßderauscndurchnjcssc- of the ring (i) in 20 This known cutting element has the disadvantage

mm ist daß die resultierende Schnittkraft, hauptsächlich derenmm is that the resulting cutting force, mainly theirs

3. Schneidelement nach Anspruch 2, dadurch ge- radiale Komponente, das Schneidelement radial elakennzeichnet daß zur Erzielung der veränderlichen stisch nach beiden Seiten an der Berührungsstelle des radialen Steifigkeit über dem Umfang der Ring (10) Schneidelements mit dem Werkstück aus verformt Da eine Innenfläche (15) in Form einer Ellipse aufweist 25 die radiale Steifigkeit des Schneidelements, die von der3. The cutting element according to claim 2, characterized in that the radial component, the cutting element radially, is that to achieve the variable stisch on both sides at the point of contact of the radial rigidity over the circumference of the ring (10) cutting element with the workpiece deformed from Da an inner surface (15) in the form of an ellipse has 25 the radial rigidity of the cutting element, which is of the

4. Schneidelement nach Anspruch 2, dadurch ge- Ringstärke bestimmt ist, über dem Umfang gleich bleibt kennzeichnet, daß zur Erzielung der veränderlichen verteilen sich die elastischen Verformungen symmeradialen Steifigkeit über dem Umfang die Außenflä- trisch zur Berührungsstelle des Schneidelements mit ehe (19) und die Innenfläche (23) des Rings (18) ex- dem Werkstück und sind über den Ringumfang gegenzentrisch ζ !-einander sind. 30 einander gerichtet Dabei ist die Ringstärke die Diffe-4. Cutting element according to claim 2, characterized in that the ring thickness is determined, remains the same over the circumference indicates that in order to achieve the variable, the elastic deformations are distributed symmetrically along the circumference of the outer surface to the point of contact of the cutting element before (19) and the inner surface (23) of the ring (18) ex- the workpiece and are counter-centric ζ! -to each other over the circumference of the ring. 30 directed towards each other The ring thickness is the difference

5. Schneidelement nach Anspruch 4, dadurch ge- renz zwischen dem Außen- und dem Innendurchmesser kennzeichnet daß an der Stirnfläche (20) des Rings des Ringes. Wegen der Rotation des Schneidelements (18) an seiner Innenfläche (23> ein radialer Ringvor- und der ständig wirkenden Schnittkraft wird das sprung (24) vorgesehen ist Schneidelement dauernd verformt, wodurch erzwunge-5. Cutting element according to claim 4, characterized in that there is a limit between the outer and the inner diameter indicates that on the end face (20) of the ring of the ring. Because of the rotation of the cutting element (18) on its inner surface (23> a radial ring fore and the constantly acting cutting force will be jump (24) provided, the cutting element is permanently deformed, whereby forced

6. Schneidelement nach Anspruch 5, dadurch ge- 35 ne Schwingungen, d. h. Eigenschwingungen des kennzeichnet daß das Verhältnis zwischen dem In- Schneidelements, entstehen, die gleichfalls über den nendurchmesser (#24) des radialen Ringvorsprungs Ringumfang gegeneinander gerichtet sind. Die Fre-(24) und dem Außendurchmesser (D_i8) des Rings (18) quenz der erzwungenen Schwingt ,igen des Schneidele-0,2 bis 0,8 beträgt, wobei die Höhe β₂*) des radialen ments ist infolge der gleichen radialen Steifigkeit des Ringvorsprungs (24) 40 Rings ebenfalls gleich, was zur Zerstörung des Schneid-6. Cutting element according to claim 5, characterized in that the vibrations, ie natural vibrations of the characterizes that the relationship between the incisal element, arise, which are also directed against one another over the nominal diameter (# 24) of the radial ring projection ring circumference. The frequency (24) and the outer diameter (D _i8 ) of the ring (18) of the forced oscillation, igen of the cutting edge is 0.2 to 0.8, the height β ₂ *) of the radial element being the same radial rigidity of the ring projection (24) 40 ring is also the same, which leads to the destruction of the cutting

₃ elements führt, weil die Frequenzen der erzwungenen ₃ elements leads because the frequencies of the forced

Λ24 = (0,05 bis 2) t/(0,1 D₁₈)² mm Schwingungen übereinstimmen, d. h. eine Resonanz auftritt. Um einer Zerstörung zu begegnen, muß aber dieΛ24 = (0.05 to 2) t / (0.1 D ₁₈ ) ² mm vibrations match, ie a resonance occurs. In order to counteract destruction, however, the

beträgt. Stärke des Schneidelements vergrößert werden, was JJs 7. Schneidelement nach Anspruch 6, dadurch ge- 45 mehr Metall und mehr Bearbeitung erfordert gj kennzeichnet, daß bei einer Neigung der Außenflä- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ehe (23) des Rings (18) mit einem Kegelwinkel von Schneidelement zu schaffen, dessen Lebensdauer bei 15° bis 45° die Höhe (Λ24) des radialen Ringvor- verringertem Metallvolumen erhöht ist if Sprungs (24) der minimalen Stärke des Rings (18) im Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des im Pa-H wesentlichen entspricht. 50 tentanspruch 1 beschriebenen Schneidelements gelöst Jj Bei dem erfindungsgemäßen Schneidelement verteilt len sich infolge seiner ungleichmäßigen radialen Steifig-amounts to. Thickness of the cutting element can be increased, which JJs 7. Cutting element according to claim 6, characterized ge 45 more metal and more machining requires gj that with an inclination of the outer surface, the invention is based on the object of a before (23) of the ring ( 18) with a cone angle of the cutting element, whose service life at 15 ° to 45 ° increases the height (Λ24) of the radial ring pre-reduced metal volume if jump (24) of the minimum thickness of the ring (18) in this task is performed with the Characteristics of the essential in the Pa- H. 50 tentan claim 1 described cutting element solved Jj In the cutting element according to the invention len are distributed due to its uneven radial stiffness

i·:· keit die elastischen Verformungen über seinem Umfangi ·: · keit the elastic deformations over its circumference

■ asymmetrisch in bezug auf die Berührungsstelle zwi-'£ Die Erfindung betrifft ein Schneidelement eines Rota- 55 sehen Schneidelement und Werkstück. Die Frequenz■ asymmetrical with respect to the point of contact between- '£ The invention relates to a cutting element of a rotary 55 see cutting element and workpiece. The frequency

■ tionsmeißels in Form eines Rings nach dem Oberbegriff der dabei erzeugten erzwungenen Schwingungen ist un- :| des Patentanspruches 1. gleich, so daß sie sich bei ihrer Ausbreitung über dem y Es ist bekannt (DE-OS 29 37 513), ein sich um seine Ringumfang gegenseitig schwächen, wodurch die Resona Achse drehendes Werkzeug in Form eines Zylinders nanz und damit die Zerstörung des Schneidelements A oder eines Kegels mit einer an den Rand dieses Zylin- 60 verhindert wird. Durch die Ausschaltung der Resonanz ί| ders oder Kegels angrenzenden Mantelfläche eines In- wird die Lebensdauer des Schneidelements erhöht, wo-H nenkegels zu verwenden. Die äußere Mantelfläche des bei sein Metallvolumen aber geringer ist.■ tion chisel in the form of a ring according to the generic term of the forced vibrations generated is un-: | of claim 1. equal, so that they spread out over the y It is known (DE-OS 29 37 513) to weaken each other around its circumference, making the Resona axis rotating tool in the form of a cylinder nanz and thus the Destruction of the cutting element A or a cone with a to the edge of this cylinder 60 is prevented. By switching off the resonance ί | DERS or cone adjacent lateral surface of a home is increased the life of the cutting element to use WO H nenkegels. However, the outer surface of the metal volume is smaller.

in Werkzeugkörpers bildet mit der sie schneidenden Basis- Wenn die Ringstärke gemäß Anspruch 2 vergrößert in the tool body forms with the base that cuts them when the ring thickness is increased according to claim 2

§ kante des inneren Kegels die Schneidkante des um seine bzw. verringert wird, ergibt sich eine Erhöhung bzw.§ edge of the inner cone the cutting edge of the or is reduced, results in an increase or

ψ- Achse rotierenden Schneidwerkzeugs. Die äußere Man- 65 Verminderung der radialen Steifigkeit. Die angeführte ψ- axis rotating cutting tool. The external man- 65 reduction in radial stiffness. The listed

ί'ί telfläche des Werkzeugkörpers oder die innere Kegel- Abhängigkeit der minimalen Ringstärke vom Außen-ί'ί top surface of the tool body or the inner cone-dependence of the minimum ring thickness on the outer

ξ fläche sind bei diesem bekannten Werkzeug entlang durchmesser des Schneidelements gestattet es, die nochIn this known tool, the surface area along the diameter of the cutting element allows the still

/j Mantellinien wellenförmig ausgebildet, so daß die mögliche Schnittkraft zu bestimmen. Wird eine kleinere/ j surface lines formed undulating, so that the possible cutting force can be determined. Will be a smaller one