DE4312719A1

DE4312719A1 - Wendeschneidplatte aus Hartmetall

Info

Publication number: DE4312719A1
Application number: DE19934312719
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr Basteck
Original assignee: August Beck GmbH and Co KG
Current assignee: August Beck GmbH and Co KG
Priority date: 1993-04-20
Filing date: 1993-04-20
Publication date: 1994-10-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Wendeschneidplatte gemäß dem Oberbegriff des An spruchs 1. Dieses Gebiet ist schon sehr alt. Es gibt hier DIN-Normen oder aber auch VDI-Normen, die allein auf die Spanleitstufen gerichtet sind, wie die VDI-Norm 3332. Es gibt auf diesem Gebiet außerordentlich viele Diplom-Arbeiten und Promotionen. Die Anzahl der Fachaufsätze ist nicht zu zählen und aus der Schutzrechtsliteratur sei en lediglich genannt die US PS 3973308, die DEOS 25 45 769, die DE-PS 28 40 610, die japanischen Offenlegungsschriften 51-19271 und 48-52078, die französische Ver öffentlichung 2145291 sowie 2158984, die englische Patentschrift 1182938, 592954, die US Patentschrift 3827119, 3815192, 3885281 und viele andere.

Dem Stand der Technik ist gemeinsam, daß die Standzeiten relativ kurz sind, weil die Späne an zunächst sehr begrenzten Stellen - weil diese überlastet sind - die Hart stoffschicht abschaben. Ist einmal die Hartstoffschicht wie ein kleiner Nadelstichpunkt abgeschabt, dann nützen die zunächst noch bestehenbleibenden Hartstoffschichten wenig, denn diese werden dann in ihren Randbereichen zur Unterbrechung noch stär ker abgenutzt.

Ein anderer Nachteil besteht darin, daß der Spanbruch nicht genügend kontrolliert werden kann, insbesondere bei zähen Werkstoffen. Bestimmte Spanbruchformen sind deshalb wünschenswert:

1.) Um einen besseren Spänetransport zu erreichen,
2.) Um unerwünschte Schwingungsregungen des Systems zu verkleinern, zu kontrollieren und ggf. zu minimieren.

Ferner ist im Stand der Technik nachteilig, daß die dort versprochenen Vorteile nur für einen schmalen Bereich von Vorschubgeschwindigkeiten gilt. Natürlich wäre ein breiter Bereich wesentlich wünschenswerter:

im Stand der Technik sind die Schnittkräfte relativ hoch und hier ist eine Verkleine rung der Schnittkräfte wünschenswert.

Schließlich ist es für die Stabilität der Schneide ungünstig, wenn sie zu häufig unter brochen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbesserung der obigen Eigenschaften zu erzie len und zwar möglichst gleichmäßig. Zum Beispiel soll es nicht lediglich gelingen, die Schnittkraft zu minimieren. Vielmehr sollen auch andere Eigenschaften gefördert wer den. Außerdem soll der Span eine solche Form erhalten, daß beim Ablauf des Spans über die Spanleitstufe ein erhöhtes Widerstandsmoment vorliegt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die aus dem gekennzeichneten Teil des Anspruchs 1 ersichtlichen Merkmale gelöst.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen be schrieben. In der maßstäblichen Zeichnung zeigen

Fig. 1 die Draufsicht auf eine polygone Wendeschneidplatte,

Fig. 2 eine weiterhin vergrößerte Ansicht gemäß Pfeil 2 in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3.3 in Fig. 1,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Bereich 4 aus Fig. 1,

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5.5 aus Fig. 1,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6.6 in Fig. 1,

Fig. 7 eine Ansicht ähnlich Fig. 2, jedoch für ein 2. Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 einen Schnitt ähnlich Fig. 3, jedoch für dieses 2. Ausführungsbeispiel und

Fig. 9 eine Ansicht ähnlich Fig. 5 für ein 2. Ausführungsbeispiel.

Eine Wendeschneidplatte 11 hat eine ebene Unterseite 12, eine hierzu parallele ebe ne Oberseite 13 und eine hierzu parallele geometrische Mittenebene 14. Hierzu sen krecht steht ein kreiszylindrisches, durchgehendes Befestigungsloch 16, dessen geo metrische Mittenachse 17 senkrecht zur Mittenebene 14 steht und in der geometri schen Mitte der Schneidplatte 11 steht. Oben geht das Befestigungsloch 16 in eine Fase 18 über, deren äußerer Rand 19 so weit von den nachfolgend zu beschreiben den Gestaltungen entfernt ist, daß er diese absolut nicht beeinflußt. Außen auf dem gesamten Umfang hat die Schneidplatte 11 eine Freifläche 21 im Bereich des aus Fig. 5 entnehmbaren Winkels. In ihrem oberen Endbereich geht die Freifläche 21 in eine Schneide 22 über, die beim 1. Ausführungsbeispiel mit einem Radius von 2,5 mm deshalb ballig verläuft, weil ein gem. Fig. 2 dahinterliegender Mittenbereich 23 in diesem Maß auf dem überwiegenden Teil seiner Länge in dieser Art ballig ist. Rechts und links wird der Mittenbereich 23 durch Randbereiche 24, 26 begrenzt, die wie zu einander parallele Geraden verlaufen. Alle Mittenbereiche 23 haben gleiche Gestalt. An die Mittenbereiche 23 rechts und links grenzen jeweils gleich gestaltete Einsen kungen 27 an.

Da die Randbereiche 24, 26 auch deren Randbereiche sind, verlaufen sie parallel zu einander, gerade und senkrecht zur Schneide 22, gesehen in Richtung der Fig. 1. Da die äußeren Endbereiche der Einsenkungen 27 in der Freifläche 21 enden, bilden sich dort Bögchen 28. Die Gestalt der Einsenkungen 27 folgt einem Radius von 0,45 mm, so daß der Bodenbereich 29 der Einsenkungen 27 im wesentlichen der Gestalt eines Kreiszylinder-Sektors folgt. Am Übergang von Einsenkung 27 zu Mittenbereich 23, d. h. im Randbereich 26, ist ein Übergangsradius 31 von 0,2 mm vorgesehen, so daß die Randbereiche 26 keinesfalls scharfe, schroffe, übergangslose Kanten bilden. Die Fig. 2 und 3 zeigen, daß sowohl der Mittenbereich 23 als auch die Einsenkungen 27 nach innen zu fallen und dann später wieder ansteigen. Dies zeigt besonders deutlich Fig. 5. Die Bodenmitte 32 fällt ab dem untersten Scheitelpunkt des zugehöri gen Bögchens 28 mit einem Winkel 33 von 10° auf einer Strecke von 0,4 mm. Ab da fällt die Bodenmitte nur noch mit einem Winkel 34 von 2° und ab einer Entfernung von 0,5 mm steigt die Bodenmitte 32 und damit auch wieder der Bodenbereich 29 mit ei nem Radius 36, der mit 0,6 mm verhältnismäßig groß ist, um dann mit einer kleinen Rundung 37 in die Oberseite 13 überzugehen.

Dagegen fällt die Mitte 38 des Mittenbereichs 23 ab der Schneide 22 lediglich mit ei nem Winkel 39 von 6°, ist also wesentlich flacher. In einem Abstand von 0,35 mm von der Schneide 22 beginnt ein sich nach oben krümmender Radius 41 von 0,6 mm, der gleich groß ist wie der Radius 36. An ihn schließt sich ein Radius 42 als Schmiegera dius von 0,3 mm an, mit dem der Mittenbereich 23 in die Oberseite 13 über.

Es sind mit 0,75 mm Breite die Mittenbereiche 23 breiter wie die Einsenkungen 27, die 0,65 mm breit sind. Man hat also eine verhältnismäßig breite, ungestörte Schnei de 22. Die Unterseite des Spans läuft am Radius 41 kräftig aber sanft hoch. Dieser Bereich 43 dargestellt in der Fig. 1 durch einen Strich parallel zur Schneide 22 ist breit, tragkräftig, lenkt den Span nach oben und verhindert, daß die Spanunterseite, dort wo sie wegen der Bögchen 28 nach unten ragende Rücken hat, den Radius 36 wesentlich oder überhaupt berührt.

Fig. 6 zeigt, daß in den drei spitzen Eckbereichen von 82° die Flächen 44, 46 zu ei nem gerundeten Rinnengrund 47 abfallen, der in Fig. 1 als Strich dargestellt ist. In den stumpfwinkligen Eckbereichen 48 ist der Mittenbereich 23 zeichnungsgemäß breiter und hat auch dort eine ungestörte, durchgehende Schneide 22.

Wie eingangs gesagt, ist die Fig. 1 samt den anderen Figuren maßstäblich, da die Rand bereiche 24, 26 einen Abstand von 0,65 mm haben, können alle Maße herausgemes sen werden.

Die dargestellte Wende-Schneidplatte 11 ist im mittleren Größenbereich angesiedelt. Es gibt welche, die etwas kleiner und solche, die etwas größer sind. Diese Wende- Schneidplatten 11 haben normierte Grundmaße.

Beim 2. Ausführungsbeispiel nach der Fig. 7, 8 und 9 ist ein Mittenbereich 49 vorge sehen, der eben ist und parallel zur Mittenebene 14 verläuft. Dementsprechend ist dort die Schneide 51 ganz gerade. Die dortigen Bögchen entsprechen jedoch den Bögchen 28 und die Übergangsradien entsprechen den Übergangsradien 31.

Anders sind jedoch die Gefällewinkel. Die dortige Bodenmitte 52 fällt mit einem Win kel 53 von 6°. In der gleichen Geometrie ist hier jedoch der 2° Winkel 34 als Winkel 54 vorgesehen. Der Radius 36 und 37 ist hier ebenfalls vorgesehen. Jedoch ist die bogenmäßige Länge des Radius 36 kürzer, da ja der Winkel 63 kleiner ist. Was die Mitte 56 analog der Mitte 38 im 1. Ausführungsbeispiel anlangt, so verläuft diese von der Schneide 51 ausgehend, ebenfalls unter einem geringeren Winkel 57 von hier 2°. Wie beim 1. Ausführungsbeispiel ist jedoch ein Radius entsprechend dem Radius 41 von 0,6 mm vorgesehen und ebenso der auf die Oberseite 13 führende Schmiegera dius entsprechend dem Schmiegeradius 42 des 1. Ausführungsbeispiels von 0,3 mm.

Wie man aus Fig. 1 sieht, sind die Zwischenbereiche kürzer wie die Einsenkungen, d. h. die Zwischenbereiche enden vor dem Ende der Einsenkungen. Die Einsenkun gen sind insgesamt 1,2 mm lang, während die Zwischenbereiche insgesamt 0,9 mm lang sind.

Die hier in den Ausführungsbeispielen verwendete Schneidgeometrie erzeugt einen profilierten Span, der beim Ablauf über die Spanleitstufe ein höheres Widerstandsmo ment aufweist, als dies im Stand der Technik vorhanden ist. Die Einsenkungen sind so ausgelegt, daß sie in Ablaufrichtung des Spans liegen bzw. diese unterstützen. Durch die Gestaltung wurde das Verschleißverhalten optimiert, so daß längere Stand zeiten erzielt werden.

Claims

1. Mit Hartstoff beschichtete polygone Wendeschneidplatte aus Hartmetall, mit einer zur Mittenachse eines Spannlochs senkrechten Mittenebene mit einer umlaufenden Schneidkante, mit einer Mehrzahl von Einsenkungen, die unterhalb der Schneidkante die Freifläche schneiden und dort bogenförmige, beiderseits in die Schneidkante wieder übergehende Schneidkanten-Bögchen bilden, mit Randbereichen der Einsenkungen, von denen aus die Einsenkungen nach innen zu zu einem Einsenkungs-Bodenbereich fallen, mit einem - von den Bögchen aus gesehenen - Gefälle des Bodenbereichs und einem anschließenden Anstieg des Bodenbereichs relativ zur Mittenebene, mit einem Zwischenbereich zwischen den Einsenkungen, der zwischen den Randbereichen der Einsenkungen liegt, außen die Schneidkante trägt und eine Breite im Verhältnis zur Breite der Einsenkungen hat, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Der Zwischenbereich hat ein Gefälle, das kleiner ist als das Gefälle des Bodenbereichs der Einsenkungen
b) Der Zwischenbereich hat einen Anstieg in die Oberseite der Wende schneidplatte, der im Sinne eines Spanablaufs vor dem Ende des An stiegs des Bodenbereichs liegt.

2. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Randbereiche zwei gegenüberliegende Teilbereiche haben, die zumindest im wesentlichen Geraden sind und einwärts zumindest wenig konvergieren.

3. Platte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilbereiche nicht konvergieren.

4. Platte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilbereiche parallel zueinander verlaufen.

5. Platte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es Geraden sind.

6. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenbereich der Einsenkungen einer Kreissektor-Gestalt folgt.

7. Platte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kreissektoren gleichen Radius haben.

8. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstieg als ein Radius ausgebildet ist, der vergleichbar mit dem Radius der Kreissektor-Gestalt ist.

9. Platte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Radius größer als der Radius der Kreissektor-Gestalt ist.

10. Platte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß er 20-60%, vorzugsweise um ein Drittel größer ist.

11. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefälle des Bodenbereichs zwischen 3° und 15° liegt.

12. Platte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefälle um 50 bis 15° liegt.

13. Platte nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefälle 6° ± 15% ist.

14. Platte nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefälle 10° ± 15% ist.

15. Platte nach einem oder mehr der Ansprüche 1 und 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefälle kurz vor dem Anstieg in einem Teilbereich flacher wird.

16. Platte nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilbereich unter einem Winkel von 1,5° bis 2,5°, vorzugsweise um 2° verläuft.

17. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbereich zumindest im Bereich kurz nach der Schneide parallel zur Mittenebene verläuft.

18. Platte nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittenbereich bis zu seinem Anstieg parallel zur Mittenebene verläuft.

19. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbereich zumindest im Bereich kurz nach der Schneide schwach ballig verläuft.

20. Platte nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Balligkeit bei einem Radius liegt, der viel größer als der Radius des Kreissektors ist.

21. Platte nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Balligkeit drei- bis achtmal, insbesondere um vier- bis siebenmal größer ist.

22. Platte nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius bei 2,5 mm ± 60% liegt.

23. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefälle des Zwischenbereichs etwa die Hälfte bis ein Viertel des Gefälles des Bodenbereichs der Einsenkungen ist.

24. Platte nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis etwa ein Viertel bis etwas weniger wie die Hälfte ist.

25. Platte nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefälle etwa 1,5° bis 13° ist.

26. Platte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß repräsentative Winkelpaarungen im Bereich 2° : 6°, 6° : 10° sind.

27. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefälle des Zwischenbereichs von der Schneidkante aus zumindest im wesentlichen linear ist.

28. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstieg des Zwischenbereichs mit einem mittleren Radius erfolgt.

29. Platte nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Radius kleiner als 2 mm ist.

30. Platte nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß er zwischen 0,2 mm und 1,6 mm liegt.

31. Platte nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß er um 0,6 mm ± 50% liegt.

32. Platte nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß er um 0,6 mm ± 35% liegt.

33. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstieg mit einem Schmiegeradius in die Oberseite der Wendeschneidplatte übergeht.

34. Platte nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiegeradius kleiner ist als der Radius des Anstiegs des Zwischenbereichs.

35. Platte nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiegeradius etwa halb so groß wie der Radius des Anstiegs ist, ± 40%.