DE4100351C2

DE4100351C2 - Spanabhebendes Schneidwerkzeug

Info

Publication number: DE4100351C2
Application number: DE4100351A
Authority: DE
Inventors: Yutaka Kuroyama; Masami Maeno; Ikuo Sakakibara
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1990-01-10
Filing date: 1991-01-08
Publication date: 1997-03-20
Anticipated expiration: 2011-01-09
Also published as: DE4100351A1; KR910014168A; KR950000166B1

Description

Die Erfindung betrifft ein spanabhebendes Schneidwerkzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Ein solches ist aus der DE-OS 22 13 311 und aus der EP 0 133 716 A1 bekannt. Die in diesen Schriften beschriebenen Schneidwerkzeuge haben eine zusammengesetzte Schneidvorrichtung, welche eine Schneidspitze aus Diamant oder einem anderen Material enthält, welche an einem Träger aus Sintermaterial angesintert ist, welcher wiederum an mindestens zwei winkelig zueinander angeordneten inneren Flächen einer Ausnehmung einer Basis angelötet ist.

Harte gesinterte Körper, welche hauptsächlich Hochdruckphasen-Bornitrid oder Diamant enthalten, werden wegen ihrer hohen Härte und hohen thermischen Leitfähigkeit weithin als Schneidelemente von Schneidwerkzeugen verwendet. Diese Schneidelemente werden typischerweise auf eine Basis aus Sintercarbiden oder harte Legierungen, wie Cermet, gelötet. Da jedoch solche Schneidelemente eine schlechte Benetzbarkeit gegenüber Lötmittel haben, werden sie gewöhnlich mit einer Bindeschicht zu einem zusammengesetzen Schneidenkörper verbunden, welcher durch die Bindeschicht auf die Basis gelötet werden kann.

Typischerweise wird gelötet, weil, wenn Hochdruckphasen- Bornitrid- oder Diamant-Schneidmaterialien hohen Tempera turen unterworfen werden (wie z. B. beim Schweißen), das erstere umgekehrt in ein Niederdruckphasen-Bornitrid vom Hexagonaltyp und das letztere in einen Niederdruckphasen- Graphit mit verringerter Härte umgewandelt wird. Deshalb verlieren sie ihre Brauchbarkeit als Schneidinstrumente. Andererseits hat eine Lötung keine sehr hohe Bindekraft. Da der Preis eines solchen Schneidwerkzeugs zum Preis des Schneidelementes proportional ist, ist es wirtschaftlich, die Größe des Schneidelementes herabzusetzen. Da die Lötung jedoch eine relativ geringe Bindekraft hat, ist das Schneidwerk zeug nicht verwendbar, wenn die zusammengesetzte Schneid vorrichtung nicht mindestens eine vorbestimmte Fläche hat.

Ein typisches Schneidwerkzeug des Standes der Technik ist in den Fig. 22 und 23 dargestellt. Das Schneidwerkzeug enthält eine Basis 11 und einen zusammengesetzten Schneidteil 14. Die Basis ist aus einem Sintercarbid oder einer harten Legierung hergestellt und hat an einer Ecke eine Einkerbung. Der Schneidteil 14 enthält einen harten Sinterkörper 12 und einen Träger aus Sintercarbid 13 (zementiertes Carbid). Der Schneidteil 14 ist in der Einkerbung befestigt. Dieser Aufbau hat eine sogenannte Wegwerfspitze, welche nicht durch Schärfen wieder verwendet wird. Vielmehr wird sie weggeworfen, wenn ihre Kante abgenutzt ist.

Bei dem in den Fig. 22 und 23 dargestellten Schneidwerkzeug verringern die Schnittkräfte während des Schneidens die Bindekraft, welche den Schneidteil 14 an der Basis 11 hält. Deshalb ist der Schneidteil 14 in Gefahr, von der Basis 11 abzugehen oder abgescheert zu werden.

Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 292/1979 offenbart ein Schneidwerkzeug, bei welchem eine harte polykristalline Substanz als Schneidteil verwendet wird. Die Dicke der Schneidfläche des Schneidteils (zwischen seinen Ober- und Unterflächen) ist größer als die Breite (zwischen den Seitenflächen). Bei diesem Schneidwerkzeug ist jedoch der Schneidteil nur durch Löten an einer sehr beschränkten Verbindungsfläche an der Basis befestigt. Deshalb besteht der Nachteil eines geringen Widerstandes gegenüber den Schnittkräften.

Das Schneidwerkzeug, welches in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 73391/1979 offenbart ist, hat einen Schneidteil, welcher einen streifenförmigen harten Sinterkörper hat, bei welchem das eine Paar der gegenüberliegenden Seiten länger ist als das andere Paar. Der Sinterkörper ist so in der Schneidfläche eingebettet, daß eine der kürzeren Seiten als Schneidkante dient. Bei diesem Schneidwerkzeug zerspringt der streifenförmige Sinterkörper jedoch oft aufgrund des Einflusses der Wärmespannung, wenn er auf die Basis gelötet wird. Außerdem verursacht eine wiederholte Wärmebehandlung zur Neupositionierung des Sinterkörpers zur Schaffung neuer Schneidkanten einen Übergang des Hochdruckphasen-Bornitrids oder Diamanten in einen stabilen Niederdruckzustand mit geringer Härte.

Die japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 10882/1988 offenbart auch ein zusammengesetztes Schneidwerkzeug mit einer Einwegspitze. Wie in Fig. 24 dargestellt, enthält der Schneidteil 14 obere und untere Sinterkörperschichten 12 und eine Zwischenschicht des Sintercarbid-Trägers 13. Der Schneidteil ist an einer Ecke der Basis 11 über deren gesamte Dicke befestigt. Der Schneidteil 14 jedoch ist am Träger aus Sintercarbid 13 nur durch Löten befestigt. Deshalb ist der Rückhalt des harten Sinterkörpers 12 gegenüber der Schnittkräfte und der Kraft, welche senkrecht zur Schneidfläche angewendet wird nur ungenügend.

Wenn bei der Bearbeitung von Metall oder ähnlichem ein Schneidvorgang durchgeführt wird, beschädigt eine unzureichende Abfuhr der Späne das Schneidwerkzeug oder verursacht eine schlechte Bearbeitung der Oberfläche des Werkstückes. Bei einem automatischen Bearbeitungszentrum ist die Produktivität zusätzlich abhängig von der wirkungsvollen Entfernung der Späne.

Um die Späne wirkungsvoll abzuführen, kann es beabsichtigt sein, die Schneidbedingungen zu verändern oder einen Spänezerkleinerer am Schneidteil des Schneidwerkzeugs angrenzend vorzusehen, um die Späne in angemessen lange Stücke zu brechen. Der Spänezerkleinerer enthält eine Rinne oder einen Vorsprung, an denen die Späne in feinere Stücke gebrochen werden. Die Schneidbedingungen können jedoch nur in gewissen Grenzen variiert werden, da hohe Genauigkeit und ein hoher Wirkungsgrad beim Schneiden gewünscht wird. Die Verwendung eines Spänezerkleinerers erlaubt die Bildung von verschiedenen Formen von Rinnen und Vorsprüngen und hat somit ein weites Anwendungsgebiet.

Wenn ein Schneidwerkzeug mit einem Spänezerkleinerer versehen ist, sollte der Spänezerkleinerer eine hohe Bruchfestigkeit, ausgezeichnete Verschleißbeständigkeit und die Fähigkeit haben, relativ leichtes Schneiden zu ermöglichen, um seine Funktion wirkungsvoll zu zeigen. So sind in den Fig. 26 bis 29 einige Ausführungsformen von Spänezerkleinerern mit Einwegspitzen aus Sinterkarbid dargestellt.

Wie in den Fig. 26 und 27 dargestellt ist, ist eine Einwegspitze 15 mit einem Dreieck entlang den betreffenden Seiten eingekerbt, um Spänezerkleinerer 16 zu bilden. Wogegen in den Fig. 28 und 29 eine Einwegspitze 15 dargestellt ist, welche entlang ihres gesamten Umfanges eingekerbt ist, um einen Spänezerkleinerer 16 zu bilden. Bei einem Schneidwerkzeug aus einem harten Sintermetall kann solch ein Spänezerkleinerer 16 relativ leicht gebildet werden.

Wegen seiner hohen Härte ist es jedoch schwierig, am zusammengesetzten Sinterkörper einen Spänezerkleinerer zur Beseitigung der Späne zu bilden. Wegen seiner Dünnheit (z. B. gewöhnlich nicht mehr als 1 mm) ist es auch schwierig einen Spänezerkleinerer auf die Schneidvorrichtung zu löten.

Ein anderes Schneidwerkzeug des Standes der Technik hat eine Einweg-Schneidspitzenanordnung wie in Fig. 25 dargestellt. Ein Spänezerkleinererstück 17 wird nur auf der Einweg-Spitzenanordnung 15 durch die nach unten gerichtete Kraft eines Trägers 18 gehalten. Deshalb hat diese Schneidvorrichtung den Nachteil, daß das Spänezerkleinererstück 17 wegrutschen oder sogar verlorengehen kann, wenn die Spitzenanordnung 15 ausgewechselt wird.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Schneidwerkzeug mit geringen Herstellungskosten zu schaffen, welches einen zusammengesetzten harten Sinterkörper als Schneidteil aufweist, bei welchem die Bindungsstärke zwischen dem Schneidteil und der Basis verbessert ist, so daß ein Absplittern und ein sich Ablösen verhindert wird.

Ferner soll ein Schneidwerkzeug geschaffen werden, welches einen Spänezerkleinerer aufweisen kann, welcher an der Schneidkante angrenzend vorgesehen werden kann, um die Beseitigung der Späne zu erleichtern.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs.

Die Basis ist aus Sintercarbid oder einer gesinterten Legierung gebildet, und der Träger besteht aus Cermet oder einem Sintercarbid, daß während die Schneidspitze aus einem Material besteht, welches Diamant und/oder Hochdruckphasen-Bornitrid enthält, und der Träger ist an die Schneidspitze über eine Bindemittelschicht angesintert, welche eine Mischung aus einer Titanverbindung und Aluminium im Gewichts-Verhältnis von Ti:Al = 1:3 enthält.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen mehrere Ausführungsformen als Beispiele dargestellt sind. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Schneidwerk zeugs nach der Erfindung in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht, welche das Zerspanen eines Werkstückes mit dem Schneidwerkzeug von Fig. 1 zeigt,

Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche einen Zustand zeigt, bei welchem ein Werk stück mit dem Schneidwerkzeug von Fig. 1 zerspant wird,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines ausge schnittenen Bereiches des zusammen gesetzten Sinterkörpers,

Fig. 5 eine in Einzelteile aufgelöste per spektivische Darstellung, welche zeigt, wie der ausgeschnittene, zusammengesetzte Sinterkörper in die Ausnehmung in der Basis eingepaßt wird,

Fig. 6 bis 8 perspektivische Ansichten von verschiede nen Abwandlungen der ersten Ausführungsform des Schneidwerkzeuges nach der Erfindung,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines zusammengesetzten Schneidwerkzeuges nach der Erfindung,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht des Schneid werkzeuges von Fig. 9 bei der Anwendung,

Fig. 11 einen teilweise vergrößerten Querschnitt des Schneidwerkzeuges beim Zerspanen eines Werkstückes,

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht, welche einen ausgeschnittenen Bereich des zusammengesetz ten Sinterkörpers zeigt,

Fig. 13 eine in Einzelteile aufgelöste per spektivische Darstellung, welche zeigt, wie der ausgeschnittene Sinterkörper in die Ausnehmung in der Basis eingepaßt wird,

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht einer Ab wandlung der zweiten Ausführungsform des zusammengesetzten Schneidwerkzeuges nach der Erfindung,

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform des Schneidwerkzeugs nach der Erfindung, welche einen Spänezerkleinerer aufweist,

Fig. 16 einen Querschnitt des Schneidwerkzeuges von Fig. 15 entlang der Linie XVI-XVI,

Fig. 17 eine perspektivische Ansicht, welche zeigt, wie das Schneidwerkzeug mit einem Spänezer kleinerer angewendet wird,

Fig. 18 einen teilweise vergrößerten Querschnitt, welcher das Schneiden eines Werkstückes mit dem Schneidwerkzeug mit einem Spänezer kleinerer zeigt,

Fig. 19 und 20 perspektivische Ansichten von Ab wandlungen der dritten Ausführungsform des Schneidwerkzeuges nach der Erfindung,

Fig. 21 eine perspektivische Ansicht, welche das Zerspanen eines Werkstückes unter Anwen dung des Schneidwerkzeuges von Fig. 20 zeigt,

Fig. 22 eine perspektivische Ansicht eines zusammen gesetzten Schneidwerkzeuges des Standes der Technik,

Fig. 23 eine in Einzelteile aufgelöste perspek tivische Ansicht, welche zeigt, wie der Schneidteil von Fig. 22 an der Basis befestigt wird,

Fig. 24 eine perspektivische Ansicht, welche ein zusammengesetztes Schneidwerkzeug des Standes der Technik zeigt,

Fig. 25 einen Querschnitt, welcher einen schneiden den Körperteil des Standes der Technik zeigt, auf dessen Basis sich ein Spänezer kleinerer befindet,

Fig. 26 eine Draufsicht auf ein Schneidwerkzeug des Standes der Technik mit einem Spänezerkleinerer,

Fig. 27 einen vergrößerten Querschnitt des Schneid werkzeuges von Fig. 26 entlang der Linie XXVII-XXVII;

Fig. 28 eine Draufsicht auf ein Schneidwerkzeug des Standes der Technik mit einem Spänezerkleinerer und

Fig. 29 einen vergrößerten Querschnitt des Schneid werkzeuges von Fig. 28 entlang der Linie XXIX-XXIX.

Erste Ausführungsform

Mit Bezug auf die Fig. 1 bis 5 wird eine erste Ausführungsform beschrieben. Wie in den Fig. 1 und 5 dargestellt ist, hat eine rechteckige Basis 1 aus einem Sintercarbid an einer Kante eine Ausnehmung 2, welche sich über die ganze Dicke erstreckt. Ein gemischtes gesintertes Material, welches z. B. aus einem Carbid wie Wolframcarbid und einem Metall wie Nickel und Cobalt gebildet wurde, kann als Basis verwendet werden. Anstelle der Verwendung eines Sintercarbids kann eine harte Legierung wie ein Cermet, welches hauptsächlich Titancarbid und Titannitrid enthält, oder Stahl verwendet werden. Das Basismaterial sollte eine ausgezeichnete Benetzbarkeit gegenüber Lötmittel haben.

Ein Schneidteil 3 ist aus einem zusammengesetzten harten Sinterkörper gebildet und enthält einen rechteckigen säulenähnlichen Träger 3b und eine Schneidkante 3a. Der Träger 3b hat im wesentlichen die gleiche Form wie die Ausnehmung 2. Der Schneidteil 3 ist durch ein Silberlot 4, welches sich über die ganze Dicke der Basis 1 am Träger 3b angrenzend erstreckt, in der Ausnehmung 2 befestigt. Es muß gesagt werden, daß die Verbindung zwischen dem Träger 3b und der Ausnehmung 2 sich nicht über die ganze Dicke der Basis 1 erstrecken muß. Bei einer Ausführungsform kann der Träger 3b aus einer Legierung aus Wolframcarbid und Cobalt gebildet werden. Die Schneidkante 3a wird aus einem Material gebildet, welches auf kubischem Bornitrid (CBN) basiert. Alternativ kann die Schneidkante 3a aus einem Sinterkörper, welcher auf Bornitrid vom Wurtzit-Typ oder Diamant oder einer Mischung aus ihnen basiert, gebildet werden.

Im folgenden wird das Verfahren zur Herstellung des Schneidteils 3 und seine Befestigung an der Basis 1 beschrieben. Zuerst werden ein scheibenförmiges Trägermaterial 3b und ein scheibenförmiges Schneidkantenmaterial 3a, welche den gleichen Durchmesser haben, übereinander gelegt und gesintert, wie in Fig. 4 dargestellt. Bei der Durchführung der Sinterung wird ein Bindemittel, welches eine Mischung aus einer Titanverbindung [wie Titancarbid (TiC), Titannitrid (TiN) oder eine Mischung aus ihnen] und Aluminium im Verhältnis von Ti:Al = 1:3 (Gewichtsverhältnis) enthält, verwendet. Mit solch einem Bindemittel können das Schneidkantenmaterial 3a und das Trägermaterial 3b durch Sintern fest miteinander verbunden werden, um einen Rohling zu bilden, aus welchem der Schneidteil 3 ausgeschnitten werden kann.

Als nächstes wird ein Abschnitt (Mittelbereich in Fig. 4) aus dem Rohling ausgeschnitten und die Schneidkante 3a wird zugeschnitten, wie es notwendig ist, und in eine vorbestimmte Form gebracht. Anschließend, wie in Fig. 5 dargestellt, wird der Schneidteil 3 in die Ausnehmung 2 der Basis 1 zusammen mit einem Silberlot 4, welches ein Flußmittel enthält, so eingepaßt, daß die Seite des Trägers 3b der Ausnehmung 2 gegenüberliegt.

Die zusammengebaute Vorrichtung wird dann in einen Ofen gestellt, welcher mit einer Hochfrequenzinduktionsheizung ausgestattet ist, und auf eine vorbestimmte Temperatur von gewöhnlich 600 bis 800°C erhitzt. Bei solchen Temperaturen kann eine ausreichende Bindekraft zwischen der Basis 1 und dem Träger 3b gebildet werden, da beide eine ausgezeichnete Benetzbarkeit gegenüber dem Silberlot 4 haben. Die Erhitzungstemperatur zum Löten sollte so hoch sein, daß weder eine Rißbildung in der zusammengesetzten Vorrichtung aufgrund des Unterschiedes im thermischen Expansionskoeffizienten zwischen dem Hochdruckphasen- Bornitrid oder Diamant und dem harten Sinterkörper auftritt, noch eine nachteilige Umwandlung des Hochdruckphasen-Bornitrids oder Diamanten in eine Niederdruckphase. Nach dem Abkühlen erhält man das gewünschte Schneidwerkzeug.

Im folgenden wird die Anwendung des Schneidwerkzeuges beschrieben. Wie in Fig. 2 dargestellt, wird die Basis 1 durch ein allgemein bekanntes Halteelement (nicht dargestellt) in der gewünschten Position gehalten. Ein zylindrisches säulenförmiges Werkstück 5 wird so in einer Position benachbart zum Schneidwerkzeug drehbar gehalten, daß es axial verschoben werden kann.

Die Schneidkante 3a des Schneidwerkzeuges wird gegen den Umfang des Werkstückes 5 gedrückt, wie in Fig. 3 dargestellt. In dieser Lage wird das Werkstück 5 während des Drehens axial verschoben, wobei das Werkstück 5 nacheinander von einem Ende zum anderen zerspant wird. Bei diesem Verfahren wird die Schneidkante 3a der Abwärtskraft (Schnittkraft F₁) unterworfen, wie in Fig. 2 dargestellt ist, aufgrund der Rotation des Werkstücks 5. Andererseits wird die Schneidkante 3a auch der Kraft in der gleichen Richtung wie die axiale Bewegung des Werkstückes 5 (Vorschubkraft F₂) unterworfen, und ferner einer Kraft (Passivkraft F₃) von der zerspanten Fläche des Werkstückes 5 in der Richtung senkrecht zu dieser Fläche.

Das Schneidwerkzeug nach dieser Ausführungsform hat zwischen der Ausnehmung 2 und dem Träger 3b entlang von drei unabhängigen Flächen des Trägers 3b Bindungen, um eine große Bindungsfläche zu schaffen (d. h. beide Seitenflächen und die Rückseite). Demzufolge wird zwischen dem Träger 3b und der Basis 1 eine starke Bindekraft erhalten. Dies schafft einen hohen Widerstand gegen die Schnittkraft F₁. Da außerdem der Schneidteil 3 in der Ausnehmung 2 befestigt ist und die Schneidkante 3a und der Träger 3b zusammengesintert sind, ist die Bindestärke, welche zwischen der Basis 1 und dem Schneidteil 3 erreicht wird, nicht nur gegenüber der Vorschubkraft F₂ sehr widerstandsfähig, sondern auch gegenüber der Passivkraft F₃. Daher entsteht weder ein Gleiten noch ein Absplittern des Schneidteils 3.

Bei dem Schneidwerkzeug, welches nach dieser Ausführungsform gebildet ist, wird eine hohe Bindestärke zwischen der Basis 1 und dem Träger 3b des Schneidteils 3 erreicht, so daß das Schneidwerkzeug wiederholt in einem stabilen Zustand mit einer sehr guten Lebensdauer verwendet werden kann.

Ferner kann die Größe des Schneidteils 3, welche notwendig ist, um ein vorbestimmtes Niveau an Bindestärke zwischen dem Träger 3b und der Ausnehmung 2 aufrechtzuerhalten, auf ein Minimum herabgesetzt werden; und daher können die Herstellungskosten reduziert werden.

Diese Erfindung ist nicht auf die erste Ausführungsform beschränkt, sondern die folgenden Anordnungen sind auch möglich.

1) Wie in Fig. 6 dargestellt, können eine Vielzahl von Ausnehmungen 2 in der Basis 1 gebildet werden, wobei in jeder Ecke eine Ausnehmung vorgesehen ist. Jede Ausnehmung erhält einen Schneidteil 3 wie vorstehend beschrieben. Bei dieser Abwandlung können alle vier Kanten einer viereckigen Basis 1 als Schneidspitzen verwendet werden. Ferner hat jeder Schneidteil obere und untere Schneidkanten. Deshalb sind an einer gewöhnlichen Basis insgesamt acht Schneidkanten vorgesehen. Dies verringert die Menge des Verhältnisses der Basisgröße, welche pro Schneidkante erforderlich ist, was dazu führt, die Herstellungskosten zu senken. Es wird festgestellt, daß auch andere geometrische Formen verwendet werden könnten.
2) Der horizontale Querschnitt der Ausnehmung 2 der Basis 1 kann die Form eines Dreiecks, Trapezes, Vieleckes oder Kreisausschnittes haben, oder die eines Vierecks, wie bei der ersten Ausführungsform. Ferner kann sich die Ausnehmung, wenn eine größere Schneidkraft F₁ auf die Schneidkante 3a angewendet wird, wie in Fig. 7 dargestellt, vorzugsweise verjüngen, um zum Boden hin einen verringerten horizontalen Querschnitt zu haben, da die Schnittkraft F₁ in Richtung auf die Dicke der Basis 1 angewendet wird.
3) Wie in Fig. 8 dargestellt, können der Träger 3b und die Schneidkanten 3a abwechselnd in drei oder mehr Schichten entlang der Dicke der Basis aufeinander geschichtet sein, um den Schneidteil 3 zu bilden. Diese Konstruktion verringert die Menge des Schneidkantenmaterials 3a, was die Herstellungskosten weiter verringert.

Zweite Ausführungsform

Mit Bezug auf die Fig. 9 bis 13 wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Es wird eine Basis 1 ähnlich der bei der ersten Ausführungsform beschrieben verwendet. Eine Ausnehmung 2 mit einem Querschnitt in Form eines rechtwinkligen Dreiecks ist an einer Kante der Basis 1 so gebildet, daß sie sich über die ganze Dicke der Basis erstreckt. Auf der inneren Wandfläche der Ausnehmung 2 ist ein Schneidteil 3, welcher einen rechteckigen säulenähnlichen Träger 3b und eine Schneidkante 3a enthält, welche an einer Fläche davon gebildet ist, befestigt. Wie in Fig. 11 dargestellt, sind die Seitenfläche 3c und die Endfläche 3d des Trägers 3b mit einem Silberlot 4 auf die inneren Wandflächen der Ausnehmung 2 gelötet. Von den beiden inneren Wandflächen der Ausnehmung 2, mit welcher die Schneidkante 3a und der Träger 3b verbunden sind, ist eine innere Wandfläche 2a dem Druck des Werkstückes 5 während des Schneidens ausgesetzt.

Der Schneidteil 3 braucht sich nicht über die ganze Dicke der Basis 1 zu erstrecken. Die gleichen Materialien, welche bei der ersten Ausführungsform für den Träger 3b und die Schneidkante 3a verwendet wurden, können bei dieser Ausführungsform ebenfalls verwendet werden.

Es wird ein Verfahren zur Herstellung des Schneidteils 3 und die Art seiner Anbringung beschrieben. Zuerst werden ein scheibenförmiges Trägermaterial 3b und ein scheibenförmiges Schneidkantenmaterial 3a, welche den gleichen Durchmesser, aber verschiedene Dicken haben, zusammen gesintert, wie in Fig. 12 dargestellt. Bei der Durchführung der Sinterung wird das gleiche Bindemittel wie bei der ersten Ausführungsform verwendet, und deshalb können das Schneidkantenmaterial 3a und das Trägermaterial 3b durch die Sinterung fest verbunden werden, um einen Rohling des Schneidteils 3 zu bilden. Als nächstes wird ein Abschnitt des so erhaltenen Rohlings ausgeschnitten, und die Schneidkante 3a wird in eine vorbestimmte Form geschnitten. Anschließend, wie in Fig. 13 dargestellt, wird der Schneidteil 3 zusammen mit einem Silberlot 4, welches ein Flußmittel enthält, so in der Ausnehmung 2 der Basis 1 befestigt, daß die Seitenfläche 3c des Trägers der inneren Fläche 2a der Ausnehmung gegenüberliegen kann.

Die zusammengesetzte Vorrichtung wird dann in einen Ofen gestellt, welcher mit einer Hochfrequenzinduktionsheizung (nicht dargestellt) ausgestattet ist, und der auf dieselbe Weise wie bei der ersten Ausführungsform erhitzt, und anschließend abgekühlt wird, um das gewünschte Schneidwerkzeug zu erhalten. Wie aus den Fig. 2 und 10 hervorgeht, kann dieses Schneidwerkzeug in der gleichen Weise angewendet werden wie bei der ersten Ausführungsform.

Das Werkstück 5 wird, während es gedreht wird, allmählich nach vorne in Richtung des Pfeils (in Fig. 10 und 11) vorge schoben. Daher wird das Werkstück 5 allmählich von einem Ende zum anderen Ende hin zerspant, da die Schneidkante 3a gegen den Umfang des Werkstücks 5 drückt. Wie in den Fig. 10 und 11 dargestellt, wird die Schneidkante 3a beim Schneiden der Schnittkraft F₁, der Vorschubkraft F₂ und der Passivkraft F₃ unterworfen.

Bei dieser Ausführungsform wird die Bindung zwischen der Ausnehmung 2 der Basis 1 und dem Träger 3b des Schneidteils 3 an zwei Flächen gebildet, nämlich an der Seitenfläche 3c und der Endfläche 3d des Trägers 3b. Dies schafft eine große Bindungsfläche. Demzufolge wird zwischen ihnen eine gute Bindungsstärke erhalten. Dies ermöglicht es dem Schneidwerkzeug der Schnittkraft F₁ zu widerstehen. Da der Schneidteil 3 auch an der inneren Fläche 2a der Ausnehmung 2 befestigt ist, auf welche Druck vom Werkstück 5 beim Schneiden ausgeübt wird, ist das Schneidwerkzeug ferner auch vollkommen widerstandsfähig gegenüber der Vorschubkraft F₂ und der Passivkraft F₃.

Wie oben beschrieben hat das Schneidwerkzeug dieser Ausführungsform auch eine ausgezeichnete Beständigkeit ohne dem Problem des sich Ablösens oder der Absplitterung des Schneidteils 3 zu unterliegen wie das Schneidwerkzeug der ersten Ausführungsform. Zusätzlich kann auch die Größe des Schneidteils 3 auf ein Minimum verringert werden, was die Herstellungskosten verringert.

Die zweite Ausführungsform kann auch im Bereich der Erfindung abgewandelt werden, wie bei den folgenden Abwandlungen vorgeschlagen. Wie in Fig. 14 dargestellt, kann die Ausnehmung 2 an jeder Ecke der Basis 1 gebildet werden, wie oben mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben wurde. In ähnlicher Weise können an jedem Schneidteil zwei Schneidkanten gebildet werden.

Dritte Ausführungsform

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug auf die Fig. 15 bis 18 beschrieben. Fig. 15 zeigt eine perspektivische Ansicht des Schneidwerkzeugs mit einem Spänezerkleinerer gemäß der dritten Ausführungsform. Fig. 16 stellt einen Querschnitt längs der Linie XVI-XVI in Fig. 15 dar.

Wie in Fig. 15 und 16 dargestellt, hat die Basis 1 eine Ausnehmung 2 wie bei der ersten Ausführungsform. Die Basis kann aus einem Sintermaterial gebildet werden, wie bei der ersten Ausführungsform.

Ein Schneidteil 3, welcher aus dem gleichen Material hergestellt wurde wie bei der ersten Ausführungsform, wird in die Ausnehmung 2 eingepaßt und mit einem Silberlot 4 darin befestigt. Auf der oberen Fläche des Trägers 3b des Schneidteils 3 ist ein Spänezerkleinerer 6 gebildet. Der Spänezerkleinerer 6 ist als eine verjüngte Rinne ausgebildet, welche zur Basis 1 hin tiefer wird. Der Spänezerkleinerer 6 kann durch maschinelle Bearbeitung der oberen Fläche des Trägers 3b mit einem Diamant-Schleifstein gebildet werden. Die Form, Dimensionen, Position etc. des Spänezerkleinerers 6 werden in Abhängigkeit von der Art des Werkstückmaterials und der Schneidbedingungen festgelegt. Bei der in Fig. 15 dargestellten Ausführungsform ist der Spänezerkleinerer 6 auf der oberen Fläche des Trägers 3b gebildet. Es ist zu beachten, daß Spänezerkleinerer auch auf der unteren Fläche oder auf beiden Flächen des Trägers gebildet werden können.

Das Einpassen und Befestigen des Schneidteils 3 in der Ausnehmung 2 der Basis 1 kann in gleicher Weise durchgeführt werden wie bei der ersten Ausführungsform.

Wenn das Schneidwerkzeug dieser Ausführungsform in der gleichen Weise angewendet wird wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen, tritt der Span des Werkstücks 5 kontinuierlich entlang der Schneidfläche aus und wird in Stücke gebrochen, wenn er auf den Spänezerkleinerer 6 auftrifft.

Bei diesem Schneidprozeß ist die Schneidkante 3a der Schnittkraft F₁ unterworfen, welche auf der Rotation des Werkstückes 5 beruht. Die Schneidkante 3a ist auch der Vorschubkraft F₂ und der Passivkraft F₃ ausgesetzt, welche auf der axialen Zufuhr des Werkstückes 5 beruhen, wie in Fig. 18 dargestellt.

Bei dieser Ausführungsform ist der Träger 3b des Schneidteils 3 durch eine große Verbindungsfläche an der Ausnehmung 2 der Basis 1 befestigt, wie bei der ersten Ausführungsform. Dies ergibt eine große Bindungsstärke zwischen diesen Teilen. Deshalb ist das Schneidwerkzeug widerstandsfähig gegenüber der Schnittkraft F₁, der Vorschubkraft F₂ und der Passivkraft F₃. Da der Span, welcher ständig vom Werkstück 5 entfernt wird, gebrochen wird, wenn er auf den Spänezerkleinerer auftrifft, können die gebrochenen Späne gleichmäßig abgeführt werden.

Diese Erfindung ist nicht auf die dritte Ausführungsform beschränkt, sondern es sind z. B. folgende Abwandlungen möglich. Wie in Fig. 20 dargestellt, kann an einer Kante der Basis 1 eine Ausnehmung 2 gebildet sein, welche eine dreieckige Fläche aufweist, und der Träger 3b des Schneidteils 3 ist an einer inneren Wandfläche der Ausnehmung 2 befestigt, wobei ein rippenähnlicher Spänezerkleinerer 6 auf der Außenseite des Trägers 3b auf der gegenüberliegenden Seite der verbundenen Fläche gebildet sein kann. Wie in Fig. 21 dargestellt, können, wenn das Werkstück 5 durch Bewegen des Schneidwerkzeuges mit der Schneidkante 3a zerspant wird und der Träger 3b gegen das Werkstück 5 stößt, Späne wirkungsvoll abgeführt werden.

Obwohl nur einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hier beschrieben wurden, sollte es für Fachleute offensichtlich sein, daß die vorliegende Erfindung auch in vielen anderen speziellen Formen ausgeführt werden kann, ohne den Geist oder Umfang der Erfindung zu verlassen. Deshalb sollen die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen nur beispielhaft und nicht als Beschränkung aufgefaßt werden. Die Erfindung ist nicht auf die hier angegebenen Details beschränkt, sondern kann innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche abgewandelt werden.

Claims

1. Spanabhebendes Schneidwerkzeug mit einer zusammenge setzten Schneidvorrichtung (3), welche eine Schneid spitze (3a) aus Diamant oder einem anderen Material enthält, welche an einen Träger (3b) aus Sintermaterial angesintert ist, welcher wiederum an mindestens zwei winkelig zueinander angeordneten inneren Flächen einer Ausnehmung (2) einer Basis (1) angelötet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (1) aus Sintercarbid oder einer gesinterten Legierung gebildet ist, daß der Träger (3b) aus Cermet oder einem Sintercarbid besteht, daß die Schneidspitze (3a) aus einem Material besteht, welches Diamant und/oder Hochdruckphasen-Bornitrid enthält, und daß der Träger (3b) an die Schneidspitze (3a) über eine Bindemittelschicht angesintert ist, welche eine Mischung aus einer Titanverbindung und Aluminium im Gewichts-Verhältnis von Ti:Al = 1:3 enthält.

2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (2) sich über die ganze Dicke der Basis (1) erstreckt.

3. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintercarbid eine Mischung aus Wolframcarbid und Nickel oder Cobalt enthält.

4. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesinterte Legierung Cermet enthält, welches Titancarbid und Titannitrid beinhaltet.

5. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3b) aus einer Legierung besteht, welche Wolframcarbid und Cobalt enthält.

6. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidspitze (3a) aus einem Material besteht, welches kubisches Bornitrid enthält.

7. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (1) vier Ecken hat mit je einer Ausnehmung (2) für die Schneidvorrichtung (3), und daß eine Vielzahl von Schneidvorrichtungen (3) vorgesehen ist, welche je in einer zugehörigen Ausnehmung (2) befestigt sind.

8. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (2) verjüngt ist, so daß die Breite der Ausnehmung (2) von der Schneidspitze (3a) wegführend allmählich breiter wird.

9. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Schneidspitzen (3a) in der Schneidvorrichtung (3) vorgesehen ist, und daß ein zweiter Träger (3b) zwischen den Schneidspitzen (3a) angeordnet ist, wobei beide Schneidspitzen (3a) und der zweite Träger (3b) an den ersten Träger (3b) angesintert sind.

10. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Träger (3b) eine Spanfläche und auf der Spanfläche ein Spänezerkleinerer (6) vorgesehen ist.

11. Schneidwerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Spänezerkleinerer (6) eine Ausnehmung ist mit einer von der Schneidspitze (3a) aus schräg abfallenden Fläche.