DE4316470A1

DE4316470A1 - Method of producing a rotary cutting tool

Info

Publication number: DE4316470A1
Application number: DE19934316470
Authority: DE
Inventors: Helmut Prewinkel
Original assignee: PREKWINKEL MASCHINEN und WERKZ
Current assignee: PREKWINKEL MASCHINEN und WERKZ
Priority date: 1993-05-17
Filing date: 1993-05-17
Publication date: 1994-11-24

Abstract

A method of producing a rotary cutting tool in the form of a saw blade or a milling disc is to be shown, as a result of which the inherent stability with regard to the W-X-axis is substantially increased. In the method according to the invention, structures formed from recesses are made simultaneously in both end faces by non-cutting shaping by means of a press tool in the course of producing the rotary tool from a rolled blank. This results in flowing of the material so that the inner spatial form of the rotary tool is changed relative to the inner spatial form of the blank. The rolling direction is consequently no longer recognizable. The section modulus with regard to the W-X-axis is thereby substantially increased. The method according to the invention can be used in particular for circular saw blades. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verfahren zum Herstellen eines spangebenden Rotationswerkzeuges, beispiel sweise eines Sägeblattes, einer Frässcheibe oder dergleichen, wobei zunächst aus einer durch Walzen gefertigten Stahlblechplatte ein konturengerechter Rohling hergestellt wird, der eine durch den Walzvorgang bestimmte inneren Raumform aufweist.The present invention relates to a method for Manufacturing a cutting rotary tool, for example saw blade, milling disc or the like, initially from a roll-made one Sheet steel plate made a contour-correct blank becomes the inner spatial shape determined by the rolling process having.

Ein in Rede stehendes Rotationswerkzeug wird beispielsweise zur Bearbeitung von Holz oder holzartigen Werkstoffen verwendet. Dabei werden extrem große Schnittgeschwindigkeiten gefahren, aus denen sich entsprechend hohe Drehzahlen ergeben. Der Rohlung wird aus einem geeigneten Werkzeugstahl hergestellt. Jedes Rotationswerkzeug ist mit einer zentrischen Bohrung versehen, um es auf die Werkzeugspindel einer Bearbeitungs- bzw. Werkzeugmaschine auf zustecken. Im äußeren Umfangsbereich sind zur Bildung der Zähne Spanräume eingearbeitet. Dies kann auf verschiedene Weise erfolgen. Die schneidenden Kanten eines Rotationswerkzeuges werden üblicherweise durch Schneidblättchen aus Hartmetall oder einem Diamanten gebildet. Es ist jedoch auch möglich, daß die Spanräume so gestaltet werden, daß auf die Schneidblättchen verzichtet werden kann, wobei dann ein entsprechender Werkzeugstahl für das Werkzeug notwendig ist, wobei dann darüber hinaus die Standzeit noch verhältnismäßig gering ist. A rotary tool in question becomes, for example Processing of wood or wood-like materials used. Extremely high cutting speeds are used from which result correspondingly high speeds. Of the Rohlung is made from a suitable tool steel. Each rotary tool has a central bore provided to place it on the tool spindle of a machining or machine tool on. In the outer peripheral area chip spaces are incorporated to form the teeth. This can done in different ways. The cutting edges of a Rotary tools are usually made by cutting blades made of hard metal or a diamond. However, it is also possible that the chip spaces are designed so that on the cutting blades can be omitted, then a appropriate tool steel is necessary for the tool, then the service life is still proportionate is low.

Bei dem bisher bekannten Verfahren werden in einer vorbestimmten Fertigungsstufe mehrere vorbearbeitete Rotations werkzeuge zu einem Paket gestapelt und mittels stabiler Spannvorrichtungen zusammengepreßt und dann einer thermischen Behandlung unterzogen.In the previously known method in a predetermined manufacturing stage several pre-machined rotations tools stacked into a package and using stable Clamps are compressed and then a thermal Undergone treatment.

Unabhängig wie die Herstellung eines Rotationswerkzeuges erfolgt, ist ein Widerstandsmoment auf die sogenannte, senkrecht zur Rotationsachse stehende W-X-Achse relativ gering. Im praktischen Einsatz ist es deshalb nicht auszuschließen, daß bei den extrem hohen Drehzahlen das Rotationswerkzeug klemmt, insbesondere dann, wenn es sich um ein Sägeblatt von relativ geringer Dicke handelt. Die hohen Drehzahlen sind insbesondere beim Bearbeiten von Holz oder holzartigen Werkstoffen erforderlich, um die notwendige Oberflächengüte zu erzielen. Kommt es zum Verklemmen eines Werkzeuges, wird dies in äußerst kurzer Zeit so stark erwärmt, daß es ausglüht und damit unbrauchbar geworden ist. Das Klemmen ist normalerweise darauf zurückzuführen, daß aufgrund der bei der Bearbeitung auftretende Kräfte das Rotationswerkzeug leidlich, d. h. in Richtung der Drehachse ausschlägt, da das Biegemoment relativ gering ist. Das Biegemoment wird durch die Festigkeit des verwendeten Werkstoffes bestimmt. In der Branche wird dieses Biegemoment als das auf die W-X-Achse bezogene Widerstandsmoment gesehen. Sinngemäß ist es vergleichbar mit den W-X-Moment bei einem Doppel-T-Träger, wobei die X-Achse mittig zwischen den beiden parallel zueinander stehenden Flansche verläuft.Independently like the production of a rotary tool is a moment of resistance to the so-called W-X axis perpendicular to the axis of rotation is relatively small. In practical use, it cannot be ruled out that at the extremely high speeds the rotary tool is jammed, especially if it is a relative saw blade small thickness. The high speeds are special when working with wood or wood-like materials required to achieve the necessary surface quality. If a tool gets jammed, this becomes extremely briefly heated so much that it glows and therefore has become unusable. The jam is usually on it attributed to that due to when editing Forces occurring the rotation tool tolerable, d. H. in Direction of the axis of rotation deflects because the bending moment is relative is low. The bending moment is determined by the strength of the used material determined. In the industry this is Bending moment than that related to the W-X axis Moment of resistance seen. It is analogous to the W-X moment for a double-T beam, where the X-axis middle between the two parallel to each other Flanges runs.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, welches bei seiner Anwendung die Eigenstabilität eines spangebenden Rotationswerkzeuge wesentlich erhöht, um die Lebensdauer bzw. die Standzeit zu vergrößern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein spangebendes Rotationswerkzeug mit einer wesentlich höheren Eigenstabilität zu schaffen, wodurch die Standzeit und die Lebensdauer verlängert werden. Die auf das Verfahren gerichtete Aufgabe wird gelöst, indem im Zuge der Herstellung des Rotationswerkzeuges aus dem Rohling in beide Stirnflächen gleichzeitig mittels eines entsprechend ausgelegten Preßwerkzeuges eine vorbestimmte, aus einer Vielzahl von Vertiefungen gebildete Struktur spanlos durch Fliesen des Materials eingedrückt wird, dergestalt, daß die innere Raumform des Rotationswerkzeuges gegenüber der inneren Raumform des Rohlings so verändert wird, daß die Walzrichtung nicht mehr erkennbar ist, so daß das auf eine definierte Biegeachse bezogene Widerstandsmoment wesentlich erhöht wird.The present invention is based on the object Processes of the type described at the outset to show which in its application the inherent stability of a cutting Rotation tools significantly increased to increase the service life or to increase the service life. In addition, the invention is the Task, a cutting rotary tool with a to create much higher inherent stability, which the Service life and the service life can be extended. The on that Procedure-directed task is solved by in the course of Production of the rotary tool from the blank in both End faces simultaneously by means of a corresponding designed pressing tool a predetermined, from a Large number of depressions formed by non-cutting structure Tile of the material is pressed in such a way that the inner spatial shape of the rotary tool compared to the inner one The shape of the blank is changed so that the direction of rolling is no longer recognizable, so that on a defined Bending axis-related section modulus is significantly increased.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß durch das Einbringen der Vertiefungen das Gefüge so verändert wird, daß auch bei einer Betrachtung des Querschnittes unter dem Mikroskop die Walzrichtung nicht mehr zu erkennen ist. Das Material wird durch das Einwirken der enorm großen Preßkräfte fließfähig und wird außerdem verdichtet. Sofern das Einbringen der Struktur im kalten Zustand des gegebenenfalls teilweise fertiggestellten Rotationswerkzeuges erfolgt, wird durch das Fließen des Materials eine enorme Temperatursteigerung erreicht. Da die Struktur in beide Stirnflächen gleichzeitig eingebracht wird, ist es unmöglich, daß sich das Rotationswerkzeug verzieht. Nur durch das gleichzeitige und auch spanlose Einbringen der Vertiefungen wird der zuvor beschriebene Effekt erreicht. Würden die Vertiefungen einzeln eingebracht, käme es nicht zum Fließen und gegebenenfalls zur Erwärmung des Materials. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch auch anwendbar, wenn das zumindest teilweise herge stellte Rotationswerkzeug auf eine höhere Temperatur gebracht wird. Die Preßkräfte können dadurch gesenkt werden. Sinngemäß wird das auf eine bestimmte Biegeachse bezogene Widerstandsmoment genau so erhöht, als wenn beispielsweise ein Blechteil durch Sicken eine höhere Eigenstabilität erhält. Ein weiterer Vorteil ist, daß durch das Eindrücken der Vertiefungen am äußeren umlaufenden Rand jeder Vertiefung Material in Form einer umlaufenden Wulst oder eines umlaufenden Grates austritt. Sinngemäß wird dadurch noch jeweils eine Schneide gebildet, so daß sich das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Rotationswerkzeug im Falle eines Klemmens freischneidet. Man kann also davon ausgehen, daß es zu der die Unbrauchbarkeit hervorrufenden Klemmung nicht mehr kommt. Auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die definierte Achse die W-X- Achse. Das zum Herstellen der Struktur verwendete Preßwerkzeug ist zweiteilig ausgebildet. Zwischen den beiden Werkzeughälften liegt dann das zu bearbeitende Rotationswerkzeug. Damit die Kräfte an beiden Seiten an der gleichen Stelle einwirken, ist die Struktur an beiden Stirnseiten gleich.The invention takes advantage of the knowledge that by Introducing the wells the structure is changed so that even when considering the cross section under the Microscope the rolling direction is no longer recognizable. The Material is created by the action of the enormous press forces flowable and is also compressed. If the bringing the structure in the cold state, if necessary partially completed rotary tool is carried out by the Flow of the material an enormous temperature increase reached. Because the structure in both end faces at the same time is introduced, it is impossible that the Warping tool warps. Only through the simultaneous and the non-cutting insertion of the wells will also be done beforehand described effect achieved. Would the wells individually introduced, it would not flow and possibly to Heating of the material. The method according to the invention is but also applicable if that is at least partly the case put rotary tool brought to a higher temperature becomes. The pressing forces can be reduced. Analogous this is related to a specific bending axis Section modulus increases as if, for example, a Sheet metal part receives a higher inherent stability through beads. A Another advantage is that by pressing in the depressions material in shape on the outer circumferential edge of each recess a circumferential bead or a circumferential ridge emerges. Analogously, a cutting edge is formed in each case, so that the manufactured by the inventive method Rotary tool cuts free in case of jamming. Man can therefore assume that there is no usability causing clamping no longer comes. Also with that the defined axis is the W-X Axis. The press tool used to manufacture the structure is formed in two parts. Between the two tool halves then lies the rotary tool to be machined. So that Forces act on both sides in the same place the structure is the same on both faces.

Zweckmäßigerweise sind die Vertiefungen als Kugelkalotten ausgebildet. Es ist dann zwar ein enormer Preßdruck erforderlich, da sich die Kugelkalotten des Preßwerkzeuges nur unter einem extrem großen Druck in das Rotationswerkzeug eindrücken lassen. Dadurch wird jedoch das Fließen und das Verdichten des Materials begünstigt. Außerdem werden bei dieser Form die Wülste oder Grate des Randbereiches besonders gut ausgebildet. The depressions are expediently spherical caps educated. It is then an enormous pressure required because the spherical caps of the press tool only under extremely high pressure in the rotary tool let in. However, this will make the flow and that Compacting the material favors. In addition, at this Shape the beads or ridges of the edge area particularly well educated.

In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, daß die Kugelkalotten auch von der zentrischen Bohrung zu den äußeren Spanräumen sich erstreckenden Kreisen mit abgestuften Durchmessern angeordnet sind, und daß der Abstand der einzelnen Kugelkalotten auf jedem Kreis gleichbleibend ist. In radialer Richtung gesehen, verlaufen die Kugelkalotten dann nicht strahlenförmig von der Drehachse aus in Richtung zu den Spanräumen, sondern die gedachten Verbindungen der Kugelkalotten von den äußeren Spanräumen nach innen hin liegen auf einer Geraden, die an der Rotationsachse vorbeiläuft. Die größten Tiefen der Kugelkalotten jeder Seite sind geringer als die halbe Dicke des Rotationswerkzeuges. Dadurch wird erreicht, daß zwischen zwei fluchtend zueinander liegenden Kugelkalotten ein Steg bestehen bleibt. Als Beispiel könnte dieser Steg eine Breite von einem Millimeter haben, wenn die Breite des Rotationswerkzeuges 4 mm betragen würde.In a further embodiment of the present invention, it is provided that the spherical caps also from the central Bore to circles extending to the outer chip spaces are arranged with stepped diameters, and that the Distance between the individual spherical caps on each circle is constant. Seen in the radial direction, the run Spherical spheres then do not radiate from the axis of rotation towards the chip spaces, but the imaginary Connections of the spherical caps from the outer chip spaces lie on a straight line on the inside, on the axis of rotation passes by. The greatest depths of the spherical caps on each side are less than half the thickness of the rotary tool. This ensures that between two in alignment with each other lying spherical caps a web remains. As an an example this bridge could have a width of one millimeter, if the width of the rotary tool would be 4 mm.

Die auf das Rotationswerkzeug gerichtete Aufgabe wird gelöst, indem in beiden kreisringförmigen Stirnflächen des Rotations werkzeuges eine aus einer Vielzahl von Vertiefungen an vorbestimmten Stellen gebildete Struktur eingebracht ist, die mittels eines entsprechend ausgelegten Preßwerkzeuges gleichzeitig durch fließendes Material spanlos eingedrückt ist, so daß die innere Raumform des Rotationswerkzeuge gegenüber der inneren Raumform des aus einem Walzmaterial hergestellten Rohlinges so verändert wird, daß das auf eine definierte Biegeachse bezogene Widerstandsmoment wesentlich erhöht wird. Durch die gleichzeitig an beiden Stirnflächen eingebrachten Strukturierungen wird das auf das W-X-Achse bezogene Widerstandsmoment wesentlich erhöht, so daß das seitliche Ausschlagen des Rotationswerkzeuges ausgeschaltet ist. Dies ist auch auf die Zerstörung der Walzenrichtung und die Materialverdichtung zurückzuführen. Die Erhöhung des besagten Widerstandsmomentes ist nur dann möglich, wenn alle Vertiefungen gleichzeitig durch spanlose Verformung eingebracht werden. Dabei entstehen auch an den äußeren Rändern der Vertiefungen umlaufende Wülste oder umlaufende Grate, die funktionsmäßig wie eine Schneide zum Freischneiden des Rotationswerkzeuges gesehen werden können.The task aimed at the rotary tool is solved, by rotating in both circular end faces tool from a variety of wells predetermined positions formed structure is introduced, the by means of an appropriately designed pressing tool is pressed in without cutting by flowing material at the same time, so that the internal spatial shape of the rotary tools compared to the inner spatial shape of the made of a rolling material Blank is changed so that that to a defined Bending axis-related section modulus is significantly increased. Through the simultaneously introduced on both end faces Structuring is related to the W-X axis Section modulus significantly increased so that the lateral Deflection of the rotary tool is switched off. This is also on the destruction of the roller direction and the Material compression attributed. The increase in said Section modulus is only possible if all At the same time, recesses were made by non-cutting deformation become. This also creates on the outer edges Depressions surrounding ridges or ridges that functionally like a cutting edge to cut free the Rotation tool can be seen.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigen:Based on the accompanying drawings, the invention will still explained in more detail. Show it:

Fig. 1 Eine Teilstirnansicht eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rotationswerkzeuges in Form eines Sägeblattes und Fig. 1 is a partial front view of a rotary tool produced by the inventive method in the form of a saw blade and

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in der Fig. 1. Fig. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1.

Das in den Fig. 1 und 2 teilweise dargestellte Rotationswerkzeug in Form eines Sägeblattes 10 ist mit einer Vielzahl von Vertiefungen 11 versehen, die als Kugelkalotten ausgebildet sind und an beiden stirnflächen des Sägeblattes 10 vorgesehen sind, wie die Fig. 2 zeigt. Die Vertiefungen 11 liegen auf zur Drehachse 12 des Sägeblattes 10 konzentrischen Kreisen 13, wobei die Abstände zwischen den Kreisen 13 gleichbleibend sind. Die Vertiefungen 11 einer Seite liegen fluchtend zu den Vertiefungen 11 der anderen Seite, wie insbesondere die Fig. 2 zeigt. Die Vertiefungen 11 sind mittels eines nicht näher erläuterten Preßwerkzeuges spanlos im kalten oder erwärmten Zustande des zumindest teilweise fertiggestellten Sägeblattes eingeformt. Sofern die Einformung im kalten Zustand erfolgt, wird durch die Verformungsarbeit das Sägeblatt auf eine wesentlich höhere Temperatur erwärmt. Diese Verformungsarbeit ist bedingt durch das Fließen des Materials mit einer solchen Änderung des Gefüges, daß dieses selbst bei mikroskopischer Betrachtungsweise nicht mehr die Walzrichtung eines Rohlings erkennen läßt.The rotary tool partially shown in FIGS. 1 and 2 in the form of a saw blade 10 is provided with a multiplicity of depressions 11 which are designed as spherical caps and are provided on both end faces of the saw blade 10 , as shown in FIG. 2. The depressions 11 lie on circles 13 which are concentric with the axis of rotation 12 of the saw blade 10 , the distances between the circles 13 being constant. The depressions 11 on one side lie flush with the depressions 11 on the other side, as shown in particular in FIG. 2. The depressions 11 are formed in a non-cutting manner by means of a pressing tool (not explained in more detail) in the cold or heated state of the at least partially finished saw blade. If the molding takes place in the cold state, the saw blade is heated to a much higher temperature by the deformation work. This deformation work is caused by the flow of the material with such a change in the structure that it no longer reveals the rolling direction of a blank even when viewed microscopically.

Das Rotationswerkzeug in Form des Sägeblattes 10 ist mit einer zentrischen Bohrung 14 zum Aufstecken auf die Werkzeugspindel einer Bearbeitungsmaschine versehen. Im äußeren Umfangsbereich sind in nicht näher erläuterter Weise die Spanräume 15 zur Bildung von Zähnen 16 eingearbeitet. Die Schneiden selbst des Sägeblattes 10 sind durch Schneidblättchen 17 gebildet, die aus Hartmetall oder einem Diamanten gefertigt sind. Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist nur beispielhaft zu sehen, da die Erfindung auf die unterschiedlichsten Werkzeuge anwendbar ist.The rotary tool in the form of the saw blade 10 is provided with a central bore 14 for plugging onto the tool spindle of a processing machine. The chip spaces 15 for forming teeth 16 are incorporated in the outer circumferential area in a manner not explained in detail. The cutting edges of the saw blade 10 are formed by cutting blades 17 which are made of hard metal or a diamond. The exemplary embodiment shown can only be seen as an example, since the invention can be applied to a wide variety of tools.

Claims

1. A method for producing a cutting rotary tool, such as a saw blade, a milling disc or the like, wherein first of all a contour-correct blank is produced from a particle board made by rolling, which has an internal spatial shape by the rolling process, characterized in that in the course of producing the Rotary tool from the blank is pressed into both end faces simultaneously by means of an appropriately designed pressing tool, a predetermined structure formed from a multiplicity of depressions by flow of the material, in such a way that the internal spatial shape of the rotary tool is changed compared to the internal spatial shape of the blank that the Rolling direction is no longer recognizable, so that the section modulus related to a defined bending axis is significantly increased.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the defined bending axis is the W-X axis.

3. The method according to claim 1, characterized in that the structure-forming recesses ( 11 ) of both end faces are flush with one another.

4. The method according to claim 1, characterized in that the depressions ( 11 ) are designed as spherical caps.

5. The method according to claim 4, characterized in that the recesses forming spherical caps ( 11 ) on the central bore ( 14 ) to the outer chip spaces ( 15 ) extending circles ( 13 ) are arranged with stepped diameters, and that the distance of the individual spherical caps on each circle ( 13 ) is constant.

6. The method according to claim 4, characterized in that the greatest depth of each spherical cap on each end face is less than half the thickness of the rotary tool.

7. Rotary tool, manufactured according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that a structure formed from a plurality of recesses ( 11 ) at predetermined locations is formed in both annular end faces of the rotary tool, which simultaneously by means of an appropriately designed pressing tool Flow of the material is pressed in without cutting, so that the inner three-dimensional shape of the rotary tool is changed compared to the inner three-dimensional shape of the blank made from a rolled material in such a way that the section modulus related to a defined bending axis, preferably the WX axis, is significantly increased.

8. Rotary tool according to claim 7, characterized in that the structure-forming recesses ( 11 ) are designed as spherical caps, and that the depth of each spherical cap is less than half the width of the rotary tool.

9. Rotary tool according to claim 7, characterized records that the outer edge of each recess as a circumferential Bead or peripheral ridge is formed.