DE4118070C2

DE4118070C2 - Machining tool

Info

Publication number: DE4118070C2
Application number: DE19914118070
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Storch
Original assignee: Widia Heinlein GmbH
Current assignee: Widia GmbH
Priority date: 1991-06-01
Filing date: 1991-06-01
Publication date: 1995-02-09
Anticipated expiration: 2011-06-02
Also published as: DE4118070A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug für die spanende Bear beitung von Werkstücken und insbesondere einen Schneidein satz mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.The invention relates to a tool for machining Bear processing of workpieces and in particular a cutting machine Sentence with the features of the preamble of claim 1.

Ein derartiges Werkzeug ist bereits aus der DE 87 00 393 U1 bekanntgeworden und umfaßt einen mit Schneidkanten und Spanflächen versehenen Grundkörper. Auf den Spanflächen sind rippenförmige und über die Spanfläche vorstehende Er hebungen vorgesehen, die sich in Richtung des Spanflusses erstrecken. Ferner weisen die Erhebungen eine vom randnahen Teil der Spanfläche in Erstreckungsrichtung abfallende Kon tur auf.Such a tool is already known from DE 87 00 393 U1 became known and includes one with cutting edges and Basic body with rake faces. On the rake faces are rib-shaped and protruding over the rake face Lifts provided that are in the direction of the chip flow extend. Furthermore, the surveys point one from the edge Part of the rake surface falling in the direction of extension open the door.

Bei diesem Schneideinsatz entspricht ferner die Breite der Erhebungen im wesentlichen ihrer Länge und an der Oberflä che sind die Erhebungen eben. Im Zwischenraum von je zwei Erhebungen und im Abstand von der Schneidkante sind noch zusätzliche, keilförmige Erhebungen vorgesehen, so daß par allel zur Schneidkante an der Oberfläche ebene Erhebungen und keilförmige Erhebungen abwechselnd angeordnet sind.The width of this cutting insert also corresponds to Elevations essentially of their length and on the surface are the surveys. In the space of two Elevations and at a distance from the cutting edge are still additional, wedge-shaped elevations are provided, so that par Alleles to the cutting edge on the surface flat elevations and wedge-shaped elevations are arranged alternately.

Dieser bekannte Schneideinsatz bedarf der Verbesserung, weil die Anordnung der Erhebungen das Abgleiten und Ab fließen des Spans von dem Schneideinsatz und damit auch die Schnittqualität ungünstig beeinflußt.This known cutting insert needs improvement, because the arrangement of the bumps sliding and slipping flow of the chip from the cutting insert and thus also the Cut quality adversely affected.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, die be kannte Technologie zu verbessern und ein Werkzeug bzw. einen Schneideinsatz für die spanende Bearbeitung zu schaf fen, die beim Spanen einer besonders geringen thermischen Beanspruchung unterliegen.The invention is therefore based on the problem that be known technology to improve and a tool or to create a cutting insert for machining fen that a particularly low thermal Subject to stress.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Erhebungen in einer Spanformmulde angeordnet sind, daß die Erhebungen sich vom randnahen Teil der Spanformmulde bis zum Tal der Spanformmulde erstrecken und daß die Erhebungen jeweils eine bogenförmige Firstlinie aufweisen.To achieve this object, the invention provides that the Elevations are arranged in a chip mold that the Elevations from the part of the chip mold well close to the edge extend to the valley of the chip mold trough and that the elevations each have an arcuate ridge line.

Die besondere Gestaltung und Anordnung der Spanformelemente führen zu einer Reduzierung der Kontaktzeit und der Kon taktfläche des Spanes am Werkzeug. Damit verbunden sind wiederum günstige Auswirkungen auf die entstehenden Reib kräfte und die damit verbundene Wärmeentwicklung. Ein ge ringer Verschleiß und gute Standzeiten sind die Folge.The special design and arrangement of the chip form elements lead to a reduction in contact time and con cycle area of the chip on the tool. Are connected with it again beneficial effects on the resulting friction forces and the associated heat development. A ge Less wear and a long service life are the result.

Es ist allerdings bereits ein Schneideinsatz bekannt, der auf den Spanflächen und im Abstand von den Schneidkanten eine durchgehende, wellenförmige Erhebung aufweist (M + W 23/1986 - Fertigungstechnik, S. 106). Diese umlaufende, wellenförmige Erhebung weist Ausläufer auf, die in festem Abstand und parallel zueinander angeordnet sind und ent gegen dem Spanfluß in Richtung Schneidkante weisen. Dieser Schneideinsatz weist mit seiner wellenförmigen, im wesent lichen parallel zur Schneidkante angeordneten Erhebung eine große Reib- und Spankontaktfläche auf, die ferner als starker Wärmeleiter wirkt und infolgedessen zu einer hohen thermischen Beanspruchung des Schneideinsatzes führt.However, a cutting insert is already known on the rake faces and at a distance from the cutting edges has a continuous, undulating elevation (M + W 23/1986 - Manufacturing Technology, p. 106). This circumferential, undulating elevation has foothills that are in solid Distance and parallel to each other and ent point against the chip flow in the direction of the cutting edge. This Cutting insert points with its wavy, essentially Lichen arranged parallel to the cutting edge large friction and chip contact area, which also as strong heat conductor works and consequently to a high one leads to thermal stress on the cutting insert.

Das erfindungsgemäße Werkzeug bzw. der Schneideinsatz unterliegt einer we sentlich geringeren thermischen Beanspruchung insbesondere dann, wenn die Erhebungen gemäß einem bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel allmählich mit ihren Enden in die Spanform mulde auslaufen bzw. parallel zueinander verlaufen und in geringem Abstand nebeneinander angeordnet sind. Im Quer schnitt sind die Erhebungen vorzugsweise annähernd parabel förmig. Die Späne besitzen daher nur einen geringen, in Spanflußrichtung weisenden, definierten Linienkontakt mit dem Werkzeug, wobei insbesondere aufgrund der Spanform mulde sehr viel Raum für Kühlflüssigkeit verbleibt. Insge samt besitzt das Werkzeug/der Schneideinsatz daher etliche Vorzüge, die eine vielfältige Verwendung ermöglichen. The tool according to the invention or the cutting insert is subject to a we considerably lower thermal stress in particular then, if the surveys according to a preferred embodiment example gradually with their ends in the chip form run out or run parallel to each other and in are arranged close to each other. In the cross the elevations are preferably approximately parabolic shaped. The chips therefore have only a small, in Defined line contact with chip flow direction the tool, especially due to the chip shape trough very much space for coolant remains. Total The tool / cutting insert therefore has quite a few Advantages that enable a variety of uses.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei spieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher be schrieben. Dabei zeigen: The invention is illustrated below by means of an embodiment game, which is shown in the drawing, be closer wrote. Show:

Fig. 1: eine Draufsicht auf einen Schneideinsatz in größerem Maßstab; Fig. 1 is a plan view of a cutting insert in an enlarged scale;

Fig. 2: einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 in nochmals größerem Maßstab und Fig. 2: a section along the line II-II in Fig. 1 on an even larger scale and

Fig. 3: einen Schnitt längs der Linie III-III in größerem Maßstab. Fig. 3: a section along the line III-III on a larger scale.

Ein Werkzeug bzw. konkret gemäß Fig. 1 ein Schneideinsatz 1 für die spanende Bearbeitung von in den Figuren nicht dargestellten Werkstücken umfaßt einen Grundkörper 2 und weist mindestens eine, zugleich als Spanfläche dienende Deckfläche 3 und mindestens eine Schneidkante 4 auf. Gemäß Ausführungsbeispiel ist der Schneideinsatz 1 vieleckig und mit vier Schneiden bzw. Schneidkanten 4 versehen. A tool or, specifically, according to FIG. 1, a cutting insert 1 for the machining of workpieces not shown in the figures comprises a base body 2 and has at least one cover surface 3 , which also serves as a rake surface, and at least one cutting edge 4 . According to the exemplary embodiment, the cutting insert 1 is polygonal and provided with four cutting edges or cutting edges 4 .

Jede Schneide umfaßt eine Schneidkante 4, vorzugsweise eine Schneidenfase 3 und eine Spanfläche 3. Jede Spanfläche 3 weist vorstehende Erhebungen 6 auf, die länglich sind und sich in Richtung des vorgesehenen Spanflusses erstrecken. Dies ist mit Hilfe des Winkels α in Fig. 1 rechts oben an gedeutet.Each cutting edge comprises a cutting edge 4 , preferably a cutting edge 3 and a rake face 3 . Each rake face 3 has protruding elevations 6 which are elongated and extend in the direction of the intended chip flow. This is indicated by the angle α in Fig. 1 at the top right.

Die Spanfläche 3 ist gemäß einer bevorzugten Ausführungs form muldenförmig. Sie umfaßt eine Spanformmulde 7 (Fig. 2), in der die Erhebungen 6 angeordnet sind. Die Erhebun gen 6 sind rippenförmig und besitzen eine Länge, die größer ist als ihre Breite. Ferner sind die Erhebungen in geringem Abstand voneinander sowie parallel zueinander angeordnet, so daß ein Span gleichzeitig auf mehreren Erhebungen 6 auf liegt und von diesen geführt wird.The rake face 3 is trough-shaped according to a preferred embodiment. It comprises a chip mold trough 7 ( FIG. 2) in which the elevations 6 are arranged. The Erhebun gene 6 are rib-shaped and have a length that is greater than their width. Furthermore, the elevations are arranged at a short distance from one another and parallel to one another, so that a chip rests on several elevations 6 at the same time and is guided by them.

Im Querschnitt ist jede Erhebung 6 annähernd parabelförmig, wie vor allem Fig. 3 zeigt. Aufgrund des annähernd parabelförmigen Querschnitts der Erhebungen 6 berührt der Span jede Erhebung 6 nur längs einer Linie bzw. längs einer Mantellinie 16, die gemäß Fig. 2 bogenförmig oder annähernd eine Gerade ist.In cross section, each elevation 6 is approximately parabolic, as FIG. 3 in particular shows. Due to the approximately parabolic cross section of the elevations 6 , the chip only touches each elevation 6 along a line or along a surface line 16 which, according to FIG. 2, is arcuate or approximately straight.

An ihren Enden 8 und 9 laufen die als Spanformelemente dienenden Erhebungen 6 allmählich in die Spanformmulde 7 aus. Die Erhebungen 6 beginnen daher gemäß Fig. 2 span muldenseitig auch neben der Schneidenfase 4 allmählich und nicht abrupt. Ferner erstrecken sich die an ihren Enden 8 und 9 allmählich auslaufenden Erhebungen 6 vom randnahen Teil 10 der Spanformmulde 7 bis etwa zum Tal 11 der Span formmulde 7, wobei auch ihre Kontur bzw. Mantelfläche 12 vom randnahen Teil 10 zum Tal 11 hin abfällt (Fig. 2). Die Erhebungen 6 steigen somit nur allmählich aus der Spanform mulde 7 an und sind im randnahen Teil 10 der Spanformmulde 7 gleichsinnig geneigt wie diese. Die Erhebungen 6 enden im Bereich des Tales 11 der Spanformmulde 7 oder etwas jen seits von diesem im bereits wieder ansteigenden Teil 13 der Spanformmulde 7. Die Erhebungen 6 ragen schließlich auch im randnahen Teil 10 der Spanformmulde 7 nicht über diese bzw. über die Schneidenfase 5 nach oben hinaus.At their ends 8 and 9 , the elevations 6 serving as chip-forming elements gradually run out into the chip-forming recess 7 . Therefore, the start elevations 6 in FIG. 2 clamping trough each other gradually in addition to the Schneidenfase 4 and not abrupt. Furthermore, at their ends 8 and 9, gradual protrusions 6 extend from the edge-near part 10 of the chip mold 7 to approximately the valley 11 of the chip mold 7 , their contour or lateral surface 12 also dropping from the part 10 near the edge towards the valley 11 ( FIG . 2). The elevations 6 thus increase only gradually from the chip-forming recess on 7 and the chip-forming recess 7 are inclined in the same direction as those near the edge portion of the tenth The elevations 6 end in the region of the valley 11 of the chip-forming recess 7 or something Jen part of this already in the back rising part 13 of the chip-forming recess. 7 Finally, the elevations 6 do not protrude beyond the edge 10 of the chip mold recess 7 or beyond the cutting edge 5 in the part 10 close to the edge.

Die Flächen 14 zwischen den Erhebungen 6 sind schalenför mig. Die Länge der Erhebungen 6 entspricht annähernd der halben Breite B der Spanformmulde 7, die von der jeweiligen Schneidkante 4 bis zu einer mittig angeordneten, ebenen Fläche 15 reicht.The surfaces 14 between the elevations 6 are schalenför shaped. The length of the elevations 6 corresponds approximately to half the width B of the chip mold recess 7 , which extends from the respective cutting edge 4 to a centrally arranged, flat surface 15 .

Gemäß Ausführungsbeispiel steht die Schneidenfase 5 an nähernd senkrecht auf der Freifläche 17 und die Spanform mulde 7 ist extrem positiv ausgebildet. Bei einem Fräser mit einem negativen Seitenspanwinkel (Radialwinkel von z. B. -7°) und einem positiven Rückspanwinkel (Axialwinkel von z. B. +20°) wird durch die Spanformmulde der positive Span winkel noch weiter erhöht.According to the exemplary embodiment, the cutting edge 5 is approximately perpendicular to the free surface 17 and the chip form recess 7 is designed to be extremely positive. In the case of a milling cutter with a negative side rake angle (radial angle of e.g. -7 °) and a positive rake angle (axial angle of e.g. + 20 °), the positive rake angle is further increased by the chip form recess.

Der Schneideinsatz 1 kann eine Wendeschneidplatte sein, zwingend notwendig ist dies jedoch nicht. Auch ist es mög lich, andere, spanende Werkzeuge im Bereich ihrer Schneiden mit Erhebungen 6 und Spanformmulden 7 gemäß dem anhand eines Schneideinsatzes 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel zu fertigen.The cutting insert 1 can be an indexable insert, but this is not absolutely necessary. It is also possible to manufacture other cutting tools in the area of their cutting edges with elevations 6 and chip-forming recesses 7 in accordance with the exemplary embodiment described with reference to a cutting insert 1 .

Claims

1. Tool for the machining of workpieces, in particular cutting insert ( 1 ), with a base body ( 2 ) with at least one cutting edge ( 4 ) and with at least one rake face ( 3 ), which keep the chip shape and / or the Spanver influencing rib-shaped Elevations ( 6 ), which protrude beyond the rake face ( 3 ), extend in the direction of the chip flow and have a contour ( 12 ) sloping in the direction of extension from the part ( 10 ) of the rake face ( 3 ) near the edge, characterized in that the He lifts ( 6 ) are arranged in a chip mold cavity ( 7 ) that the elevations ( 6 ) extend from the edge-near part ( 10 ) of the chip mold cavity ( 7 ) to the valley ( 11 ) of the chip mold cavity ( 7 ) and that the elevations ( 6 ) each have an arcuate ridge line ( 16 ).

2. Tool according to claim 1, characterized in that the ends ( 8 , 9 ) of the elevations ( 6 ) gradually leak into the chip mold recess ( 7 ).

3. Tool according to claim 1 or 2, characterized in that the elevations ( 6 ) run parallel to each other and are arranged next to each other at a short distance.

4. Tool according to one of claims 1 to 3, characterized in that the elevations ( 6 ) are approximately parabolic in cross section.