DE4415491A1 - Werkzeug für die spanende Bearbeitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug für die spanende Bearbei­ tung von Werkstücken, insbesondere einen Schneideinsatz, mit einer Vielzahl von nutförmigen und/oder erhabenen Spanformele­ menten, die entlang der Schneidkante in einer Reihe nebeneinan­ der angeordnet sind und die eine längliche Erstreckung mit einer hierdurch definierten Längsachse besitzen. Die Erfindung betrifft ferner ein mit den genannten Schneideinsätzen bestücktes Bohrwerkzeug.

Ein solches Werkzeug wird beispielsweise in der DE 41 18 068 A1 beschrieben. Die dortigen nebeneinanderliegenden Spanformele­ mente sind unter verschiedenen Winkeln von maximal 45° im Schneideckenbereich bis auf Werte von 0° relativ zur Schneid­ kantennormalen angeordnet, wodurch unterschiedliche Ablauf­ richtungen des Spanes bei Schneidoperationen berücksichtigt werden sollen allerdings kann jeweils nur eines der in Ein­ griff befindlichen Spanformelemente optimal der Spanablaufrich­ tung angepaßt sein. Bei den übrigen, nicht in Spanablaufrich­ tung exakt angeordneten Spanformelementen drohen Werkstoffab­ lagerungen und eine erhöhte Reibung, und zwar um so mehr, je mehr die Ausrichtung einzelner Spanformelemente von der tat­ sächlichen Spanablaufrichtung abweicht. Dies trifft auch für ein Werkzeug nach der DE 41 18 070 A1 zu, dessen Spanformele­ mente entlang der Schneidkante parallel angeordnet sind.

Die DE 31 05 377 C2 beschreibt einen Schneideinsatz, dessen Spanfläche eine Mehrzahl von im Abstand nebeneinanderliegend herausstehenden Vorsprüngen oder Vertiefungen aufweist, wobei in die Zwischenräume zwischen den Vorsprüngen oder in die Span­ fläche mindestens in einer zur Schneidkante parallelen Reihe aneinanderliegend oder nur geringfügig voneinander beabstandet in ihrer Umrißform etwa halbkreisförmige, insbesondere nierenartig ausgebildete Ausmuldungen eingeformt sind. Die Längsachsen der derselben Ausmuldungsreihe zugeordneten Ausmul­ dungen nimmt eine Parallellage zur zugeordneten Schneidkante ein. Ein dort ablaufender Span erfährt jedoch einen extrem hohen Reibungswiderstand, der ebenfalls zu Ablagerungen von Werkstoffmaterial, also Werkstoffverklebungen und/oder hohen Schneidentemperaturen führen kann. Entsprechendes gilt für die sich von einem Spanflächenplateau in Richtung auf die Schneid­ kante erstreckenden zungenförmigen Projektionen nach der US-A-5 265 985.

Bei Werkzeugen für die spanende Bearbeitung, insbesondere zum Drehen, Fräsen oder Bohren, die ohne bzw. bei reduziertem Kühl­ mittel eingesetzt werden und mit denen zähe oder hochlegierte oder gehärtete oder Verbundwerkstoffe bearbeitet werden, soll die Aufgabe gelöst werden, die Kontaktzonenreibung bei unter­ schiedlichen Spanungsquerschnitten, d. h. bei unterschiedlichen Spanablaufrichtungen und/oder -krümmungen möglichst zu reduzie­ ren, um schädliche Werkstoffverklebungen und -ablagerungen auf der Spanfläche zu reduzieren oder zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch das Werkzeug nach Anspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Werkzeug besitzt auf der Spanfläche zumindest in Schneidkantennähe eine schuppenförmige Mikro­ struktur, wobei die einzelnen Schuppen unmittelbar nebeneinan­ der angrenzend angeordnet sind und jeweils einen Querschnitt parallel zu der Schneidkante aufweisen, der eine steile Flanke und eine flache Flanke aufweist, und wobei die Scheitellinien der Schuppen unter verschiedenen Winkeln und/oder Krümmungen verlaufen. Die flache(re) Flanke liegt jeweils auf der den Krümmungsmittelpunkten der Scheitellinien zugewandten Seite. Hierdurch wird erreicht, daß bei jeder Spanungsbreite auf der vom Span überstrichenen Kontaktzone die Winkel der Scheitelli­ nien der Schuppen größer oder gleich dem jeweiligen Spanab­ laufwinkel und/oder die Krümmungen der Scheitellinien größer oder gleich der jeweiligen Spanseitwärtskrümmung sind. In Ver­ bindung mit den Flankenneigungen reduziert sich der Spankontakt weitgehend auf die flachen Flanken nahe den Scheitellinien, ge­ gebenenfalls kann der Span ungehindert über die Scheitellinien abgleiten. Insbesondere bei Wendeschneidplatten zum Drehen und zum Eckfräsen sind die Scheitellinien der Schuppen gekrümmt und unter veränderlichen Winkeln angeordnet. Bei Schneideinsätzen, die zum Bohren eingesetzt werden, kommt der Krümmung der Scheitellinien eine größere Bedeutung als der Ausrichtung der Schuppen unter verschiedenen Winkeln zu.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 20 beschrieben.

So sind vorzugsweise die Scheitellinien für Dreh- oder Fräs- Schneideinsätze von der Schneidecke weggerichtet oder - für Bohrer-Schneideinsätze - sind die Krümmungen zur Bohrerachse gerichtet, so daß sie dem Verlauf der tatsächlichen Spanablauf­ bahn weitgehend nahekommen. Vorzugsweise sind die Krümmungen von der Schneidecke zur Schneidkantenmitte oder zur nächst­ liegenden Schneidecke hin bzw. von der wirksamen Schneidkan­ tenecke zur benachbarten Schneidkantenecke hin so ausgebildet, daß sie bei Dreh- oder Fräswerkzeugen zunehmende Radien und bei Bohrwerkzeugen (wegen des anders gerichteten Spanablaufs) abnehmende Radien von Schneidecke zu Schneidecke aufweisen. Die Krümmung der Scheitellinie einer einzelnen Schuppe ist vor­ zugsweise über ihre Längserstreckung konstant, nach einer speziellen Ausführungsform der Erfindung liegt sie zwischen 0,1 mm bis 12 mm nahe einer Schneidecke und wächst bis auf 2 mm bis 60 mm in der Schneidkantenmitte bzw. mit zunehmender Entfernung von der wirksamen Schneidkantenecke. Dies trifft zumindest für einen wesentlichen Anteil der vorhandenen Schuppen zu.

Je nach Schneidoperation beträgt die maximale Höhe der Schup­ pen, gemessen als Abstand der Scheitellinie zu dem Fußpunkt einer Flanke zwischen 0,01 mm bis 0,25 mm, vorzugsweise zwi­ schen 0,025 und 0,1 mm.

Zur besseren Spanablenkung ist vorgesehen, daß die Höhe der Schuppen mit zunehmendem Abstand von der Schneidkante ansteigt.

Die Scheitellinien der Schuppen bzw. deren Tangenten laufen un­ ter einem Spanwinkel von -10° bis +30 und/oder bilden mit je­ weiligen Schneidkantennormalen von der Schneidecke zur Schneid­ kantenmitte hin abnehmende Winkel von 80° bis -5°, vorzugsweise 55° bis 0°.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Länge der Schuppen von der Schneidecke zur Schneidkantenmitte oder zur nächsten Schneidecke entlang der Schneidkante bereichsweise oder stetig zunehmend, sie liegt vorzugsweise zwischen 0,15 mm und 8 mm. Die Flanken der Schuppen können im Querschnitt gerade, ballig oder konkav sein, vorzugsweise unter großen Krümmungsradien <0,1 mm für steile Flanken und <1,5 mm für flache Flanken. Die Flanken der Schuppen oder (bei balliger oder konkaver Ausbildung) ihre Tangente verläuft bezogen auf die Schneidkante auf der den Krümmungsmittelpunkten der Scheitellinien abgewandten Seite unter einem steileren Winkel von 45° ± 30° und auf der gegenüberliegenden Seite unter einem flacheren Winkel <15°. Die Übergänge der benachbarten Flanken der Schuppen können an den Scheitellinien scharfkantig oder abgerundet ausgeführt sein.

Insbesondere bei polygonalen Schneideinsätzen mit mehreren Schneidecken, insbesondere bei links- und rechtsschneidenden Wendeschneidplatten ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, im Schneideckenbereich eine in Richtung der Winkelhalbierenden verlaufende Schuppe anzuordnen, deren Scheitel im Querschnitt senkrecht zu der Winkelhalbierenden mindestens die gleiche Höhe wie die Scheitellinie benachbarter Schuppen aufweist und deren Flankenwinkel (im Unterschied zu den benachbarten Schuppen) gleich groß sind, wobei deren Dach­ winkel, das ist der von den Flanken gebildete Winkel, 130 bis 175°, vorzugsweise 150 bis 170° beträgt. Der Dachwinkel dieser Schuppe kann mit zunehmendem Abstand von der Schneidecke bereichsweise stetig oder sprunghaft abnehmen.

Die Schuppen können sich bis zur Schneidkante erstrecken oder in die Schneidkante aus laufen, wobei die Schuppenhöhe auf 0 mm sinkt. Alternativ hierzu ist es auch möglich, zwischen der Schneidkanten und den Schuppen eine Fase oder einen Spanform­ einlauf vorzusehen, wobei gegebenenfalls die Schuppen auch Teil des Spanformeinlaufes sein können bzw. in diesen übergehen. Schließlich können die Schuppen auch im Bereich einer Fase angeordnet sein.

Vorzugsweise werden Werkzeuge zum Drehen mit positivem oder neutralem Freiwinkel, mit ein- oder doppelseitiger Ausführung, geraden oder gekrümmten Schneiden oder als (rechtwinklige) Fräsplatte ausgebildet.

Die Anzahl der Schuppen liegt zwischen 3 bis 30, vorzugsweise 10 bis 25 pro Schneidkante, wobei die Schuppen zumindest im Bereich der wirksamen Schneidkante, d. h. dem Spanablaufbereich angeordnet sind.

Der vorbeschriebene Erfindungsgedanke kann auch bei solchen Schneideinsätzen realisiert werden, die eine erhabene Mittel­ fläche, ein sogenanntes Spanflächenplateau aufweisen. Dieses Spanflächenplateau, das die Schneidkantenebene bzw. die durch die Scheitellinien gebildete Spanformebene überragt, besitzt dann vorzugsweise in den schneidkantenzugewandten Bereichen dachseitige Schuppen, die entsprechend den jeweils vorgelager­ ten, zuvor beschriebenen Schuppen ausgebildet sind, vorzugs­ weise sich durch eine kürzere Länge hiervon unterscheiden.

Insbesondere werden die vorbeschriebenen Schneideinsätze bei Bohrwerkzeugen der im Anspruch 21 beschriebenen Art eingesetzt. Solche Bohrwerkzeuge sind im Prinzip aus der DE 40 18 043 A1 bekannt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung besitzen diese Bohrwerkzeuge Schneideinsätze der in den Ansprüchen 1 bis 20 beschriebenen Art mit der Maßgabe, daß die Krümmungsradien der Scheitellinien dieser Schneideinsätze zur Bohrerachse hin gerichtet sind, vorzugsweise von der Schneidecke zur benachbar­ ten Schneidecke in radialer Richtung zur Bohrerachse hin abneh­ men.

Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Werkzeuges werden anhand der Zeichnungen nachfolgend erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Spanablauf bei einem erfindungsgemäßen Schneideinsatz,

Fig. 2 den Spanablauf bei einem Schneideinsatz nach dem Stand der Technik bei einer gleichen Schneidoperation wie dem Werkzeug nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Werkzeug,

Fig. 3a bis 3d jeweils Schnittansichten entsprechend A-A, B-B, C-C und D-D nach Fig. 3,

Fig. 3e und 3f vergrößerte Ansichten der Einzelheit A und B nach Fig. 3a und 3b,

Fig. 3g und 3h jeweils vergrößerte Ansichten der Ausschnitte E und F nach Fig. 3,

Fig. 4a bis 4f jeweils Schnitteilansichten senkrecht zur Schneidkante erfindungsgemäßer Werkzeuge,

Fig. 5 jeweils eine Seiten- und Draufsicht auf eine Fräswendeschneidplatten nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 bis 8 erfindungsgemäße Schneidplatten zum Drehen,

Fig. 9 eine Ansicht eines mit zwei Schneideinsätzen bestückten Bohrwerkzeuges und

Fig. 10 bis 12 jeweils Draufsichten von zum Bohren geeignete Schneideinsätzen.

Wie insbesondere Fig. 3 sowie 5b, 6b, 7b und 8b zu entnehmen ist, besitzt die erfindungsgemäße Schneidplatte auf ihrer Span­ fläche 10 entlang der Schneidkante 11 jeweils einzelnen anein­ anderliegende Schuppen 12, die eine längliche Gestalt haben mit einer Längsachse, die unter verschiedenen Winkeln von der wirksamen Schneidecke 13 zur Schneidkantenmitte 14 hin und darüber hinaus relativ zur Schneidkante angeordnet sind. Bezo­ gen auf jeweilige Schneidkantennormalen sind die betreffenden Winkel in den schneidkanteneckennahen Bereichen größer und wer­ den zur Schneidkantenmitte hin kleiner, gegebenenfalls 0 oder nehmen negative Werte an. Zusätzlich zu unterschiedlicher Win­ kelstellung sind die Schuppen 12 auch dergestalt ausgebildet, daß ihre jeweiligen Flanken von der Schneidkante aus gesehen entlang ihrer Längsrichtung bogenförmig gekrümmt sind. Bei jeder Schuppe 12 kann die Krümmung entlang der Längsrichtung an verschiedenen Stellen verschieden groß oder über die gesamte Länge konstant sein. In dem in Fig. 3 dargestellten Fall nimmt die Krümmung zu schneidkantenferneren Bereichen leicht zu. Der Schneideinsatz 10 kann - wie in Fig. 3 angedeutet - ein mittleres Plateau 15 oder eine mittlere Vertiefung aufweisen. Der Schneideinsatz kann mit oder ohne Befestigungsloch 16 ausgebildet sein.

Fig. 1 sowie 3a, e und f zeigen jeweilige Schuppen 12, die einen Scheitelpunkt 121 aufweisen als Grenzlinie zwischen einer steileren Flanke 122 und einer flacheren Flanke 123, wobei die steilere Flanke 122 auf der dem Krümmungsmittelpunkt der Scheitellinien abgewandten Seite liegt.

Die Flanke kann entweder eben oder leicht konvex oder konkav (also ballig) ausgebildet sein. Ebenso kann die Scheitel­ linie 121 kantig oder abgerundet ausgeführt werden; entspechen­ des gilt für die Übergänge 124 von der flacher laufenden Flanke 123 zu der steiler laufenden Flanke 122. Schließlich zeigen die jeweiligen vergrößerten Schnittansichten nach Fig. 3e und f, daß die Flanken unterschiedliche Winkel von schneidkantennahen Bereichen zu schneidkantenfernen Bereich einnehmen können. Im vorliegenden Fall nimmt der Winkel α der flacheren Flanke 123 zu schneidkantenferneren Bereichen zu, während der Winkel β der steileren Flanke 122 etwa gleich bleibt. In jedem Falle ist der Winkel β über die gesamte Länge der Schuppe jeweils größer.

Entsprechend der Ausbildung nach Fig. 3 besitzen die einzelnen Schuppen 12 auch zu schneidkantenferneren Bereichen hin ein größere Höhe, d. h. einen größeren Abstand der Scheitellinie 121 zum Fußpunkt 124 (vgl. auch Größen H_A und H_B in Fig. 3e und f.

Zusätzlich besitzt der Schneideinsatz in der Schneidecke 13 ein in bezug auf eine dortige Winkelhalbierende spiegelsymmetrisch ausgebildetes erhabenes Spanformelement, wobei die betreffende Schuppen 17 sich zur Spanflächenmitte hin konisch verbreitert. Die Schuppe 17, die entlang der Schnitte C-C und D-D in Fig. 3c und d dargestellt ist, besitzt zwei symmetrische Flanken 171, die einen Winkel zwischen 150 und 170° einnehmen. Dieser Winkel ist im schneidkantennäheren Bereich kleiner als im schneidkan­ tenferneren Bereich. Die Scheitellinie 172 überragt in jedem Falle die Scheitellinien 121 benachbarter Schuppen 12. Der Schneideinsatz nach Fig. 3 besitzt entlang jeder Schneidkante jeweils elf Schuppen 12, die von der Schneidecke 13 hin über die Schneidkante 14 hinaus reichen.

Die Wirkung des erfindungsgemäßen Schneideinsatzes 10 läßt sich anhand der Fig. 1 deutlich erkennen. Der ablaufende Span 18 wird sanft über die flacher verlaufende Flanke 123 geführt, kommt also mit scharfkantigen steilen Flanken nicht in Berüh­ rung. Im Unterschied hierzu sind bei dem nach dem Stand der Technik bekannten Schneideinsatz 20, der senkrecht oder unter verschiedenen Winkeln zur Schneidkante gerichtete Längsrippen aufweist, beim ablaufenden Span 19 erhebliche Reibungen zu überwinden, die zu einer Werkstückverklebung bzw. Ablagerun­ gen 21 führen (Fig. 2). Dies liegt daran, daß auch bei einer Ausführung, bei der die Längsrippen unterschiedliche Richtungen zur Schneidkante haben, stets nur eine Längsrippe in Span­ ablaufrichtung liegt, während bei allen übrigen Rippen 22 Bewegungskomponenten beim ablaufenden Span 21 vorliegen, die quer zur Längsrichtung der betreffenden Rippe liegen.

Wie insbesondere Fig. 3g und h zeigen, sind die Krümmungen der Scheitellinien 121 jeweils gleichgerichtet, wobei sie von der Schneidecke aus zur Schneidkantenmitte hin abnehmen. Bei einer angenommen teilkreisförmigen Ausbildung steigen die Krümmungs­ radien von 0,1 bis 12 mm nahe der Schneidecke 13 auf 2 bis 60 mm in der Schneidenmitte. Dies gilt für Dreh- und Fräswerk­ zeuge. Für den Schneideinsatz nach Fig. 3 ist die entsprechende Radiusveränderung aus Fig. 3g, welche die Einzelheit E zeigt, gegenüber der Darstellung nach Fig. 3h, die die Einzelheit F zeigt, deutlich zu erkennen. Mit den sich verändernden Krümmungsradien nimmt auch der Winkel nue vom schneideckennahen Bereich zum schneideckenferneren Bereich ab.

Fig. 4a zeigt einen Querschnitt etwa vertikal zur Schneidkante, wobei die Flanke 122, die Scheitellinie 121 sowie die Über­ gangslinie von der Flanke 122 zur benachbarten Flanke 123, die Linie 124, sichtbar sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4a sind die Schuppen 12 bis zur Schneidkante reichend durchgezogen und bilden den Spanformeinlauf. Bei den Ausführungsformen nach Fig. 4b und d reichen die Schuppen 23 und 24 bis zur Schneide, wobei die Schuppen 23 im Querschnitt senkrecht zur Schneidkante bogenförmig verlaufen und einzelne Stufen bzw. Knickpunkte bil­ den. Die Spanflächenebene ist mit wachsender Entfernung von der Schneidkante gegenüber dieser abgesenkt. Der Verlauf der Schup­ pen 24 nach Fig. 4d ist hingegen linear abfallend, d. h., unter einem konstanten Spanwinkel gegenüber der Freifläche.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4c sind die Schuppen 25 so ausgeführt, daß sie zur Schneidkante 26 auslaufen, d. h., ihre Höhe verringert sich auf 0. Die Spanfläche ist senkrecht zur Schneidkante 26 zunächst ansteigend ausgebildet, fällt jedoch in schneidkantenferneren Bereichen linear ab. Der Schneidein­ satz nach Fig. 4e besitzt eine Fase 27, in deren Anschluß die Schuppenausbildung 28 realisiert ist. Die Schuppenscheitel­ linien 281 liegen geringfügig unterhalb der durch die Fase 27 bestimmten Ebene. Fig. 4f zeigt einen Schneideinsatz, bei dem die Schuppen 12 im Bereich einer Fase 31 liegen. Die in Fig. 4f dargestellte Schneidplatte ist insbesondere aus einem hochfesten Werkstoff hergestellt und zur Bearbeitung extrem harter Werkstücke geeignet.

Fig. 5 zeigt eine Fräswendeschneidplatte, Fig. 6 bis 8 zeigen Wendeschneidplatten zum Drehen.

Die Wendeschneidplatte nach Fig. 5 besitzt eine im wesentlichen rhombische Gestalt in einer Draufsicht, wobei sich von der jeweiligen einen spitzen Winkel einschließenden Schneidecke entlang der längeren Schneidkante Schuppen erstrecken, die in der Schneidecke eine Länge L₂ haben, die auf eine größere Länge L₁ anwächst und etwa nach einem Drittel der Schneidkante in entfernteren Bereichen von der wirksamen Schneidecke in etwa konstant bleibt. Im übrigen sind die Schuppen nach Fig. 5 so ausgebildet wie zu Fig. 2 und 3 beschrieben.

Die Wendeschneidplatte nach Fig. 6 ist ebenfalls rhombisch und besitzt vier etwa gleich lange Schneidkanten. Jeweils zu beiden Seiten von einer Schneidecke, die den spitzen Winkel ein­ schließt, ausgehend erstrecken sich Schuppen, die bis über die betreffende Schneidkantenmitte hinausragen, wie dies auch zu der Ausführungsform nach Fig. 3 beschrieben ist. Zusätzlich besitzt der Schneideinsatz weitere Schuppen 29 auf dem mittle­ ren Spanflächenplateau 30. Diese Schuppen 29 besitzen jedoch eine wesentlich kürzere Länge als die an die Schneidkante oder eine dortige Fase angrenzenden Schuppen 12. Wie in Fig. 5a dar­ gestellt, kann der Freiwinkel der erfindungsgemäßen Schneid­ platten positiv oder 0° sein, entsprechend Fig. 7a.

Die Wendeschneidplatte nach Fig. 8 ist quadratisch ausgebildet und besitzt einen Freiwinkel von 0°.

Fig. 9a zeigt ein rechtssdrehendes Bohrwerkzeug in der Draufsicht der Außenschneide, Fig. 9b dieses Bohrwerkzeug in einer stirnseitigen Draufsicht und Fig. 9c ein rechtsdrehendes Bohrwerkzeug in der Draufsicht auf die Innenschneide. Bohrwerkzeuge dieser Art werden für Bohrungen in Metallvollmaterial eingesetzt und besitzen einen Schaft 32 und mehrere, im vorliegenden Fall zwei, an der Stirnseite des Schaftes in verschiedenem Radialabstand und um 180° gegeneinan­ der versetzt zueinander angeordnete geometrisch ähnliche Schneideinsätze 33, deren Arbeitsbereiche sich überdecken und von denen die radial innere Wendeschneidplatte mit ihrer einen in Eingriff stehenden Schneidkante die Bohrerachse 34 geringfügig überschreitet. Ein solcher Bohrer ist beispielsweise in der DE 40 18 043 A1 beschrieben, worauf ausdrücklich Bezug genommen wird. Anstelle der dort beschriebenen Schneideinsätze mit zwei benachbarten jeweils in stumpfem Winkel zueinander geneigten Schneidkanten können auch, wie in Fig. 9a, c dargestellt, rechteckige bzw. rhombische Schneideinsätze eingesetzt werden.

Solche Schneideinsätze sind beispielsweise in Fig. 10 und 11 dargestellt. Fig. 10 zeigt eine quadratische Schneidplatte in zweischneidiger Ausführung, d. h., jeweils gegenüberliegende Seiten besitzen eine schuppenförmige Mikrostruktur. Fig. 11 zeigt eine entsprechende Schneidplatte in vierschneidiger Aus­ führung, bei dieser Ausführungsform durchdringen sich die Schuppen in den Schneidecken 35.

Fig. 12 zeigt eine trigonförmige Wendeschneidplatte, bei der beim Bohren zwei Schneidenabschnitte 36 und 37 einer Schneidkante zwischen benachbarten spitzen Schneidecken 38 im Eingriff stehen. Der entstehende Span überstreicht die dazwi­ schenliegende stumpfe Schneidecke 39. Bei dieser Ausführungs­ form nehmen die Krümmungsradien der Scheitellinien von der spitzen Schneidecke 38 zu der benachbarten spitzen Schneidecke ab.

Claims (21)

1. Werkzeug für die spanende Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere Schneideinsatz, mit einer Vielzahl von nut­ förmigen und/oder erhabenen Spanformelementen, die entlang der Schneidkante (11) in einer Reihe nebeneinander ange­ ordnet sind und die eine längliche Erstreckung mit einer hierdurch definierten Längsachse besitzen, wobei die Spanfläche zumindest in Schneidkantennähe eine schuppen­ förmige Mikrostruktur aufweist, wobei die einzelnen Schuppen (12, 23 bis 25) unmittelbar nebeneinander angren­ zend angeordnet sind und jeweils einen Querschnitt parallel zu der Schneidkante aufweisen, der eine steilere Flanke (122) und eine flachere Flanke (123) aufweist, und wobei die Scheitellinien (121) der Schuppen (12) unter verschiedenen Winkeln und/oder Krümmungen verlaufen, wobei die flachere Flanke jeweils auf der den Krümmungsmittel­ punkten der Scheitellinien zugewandten Seite liegt.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungen der Scheitellinien (121) für Dreh- und Fräs- Schneideinsätze von der Schneidecke (13) weggerichtet sind oder - für Bohrer-Schneideinsätze - die Krümmungen zur Bohrerachse gerichtet sind.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungen von der Schneidecke (13) zur Schneid­ kantenmitte (14) oder zur nächstliegenden Schneidecke hin zunehmende Radien (für Dreh- oder Fräswerkzeuge) oder abnehmende Radien von Schneidecke zu Schneidecke (für Bohrwerkzeuge) aufweisen.

4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung der Scheitellinie (121) jeder einzelnen Schuppe (12) zumindest bei einer wesentlichen Anzahl von Schuppen (12) über ihre Längserstreckung konstant ist, vorzugsweise zwischen 0,1 mm bis 12 mm nahe einer Schneid­ ecke (13) bis auf 2 mm bis 60 mm ansteigend in der Schneidkantenmitte (14) betragen.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die maximale Höhe HA, B der Schuppen (12), gemessen als Abstand der Scheitellinie (121) zu dem Fuß­ punkt (124) einer Flanke (122, 123) zwischen 0,01 mm bis 0,25 mm, vorzugsweise zwischen 0,025 mm und 0,1 mm, liegt.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Schuppen (12) mit zunehmendem Abstand von der Schneidkante (13) ansteigt.

7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Scheitellinien (121) der Schuppen (12) unter einem Spanwinkel von -10° bis +30° verlaufen und/oder mit jeweiligen Schneidkantennormalen von der Schneidecke (13) zur Schneidkantenmitte (14) hin abneh­ mende Winkel von 80° bis -5°, vorzugsweise 55° bis 0° bilden.

8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Länge der Schuppen (12) von der Schneid­ ecke (13) zur Schneidkantenmitte (14) oder zur nächsten Schneidecke entlang einer Schneidkante (11) bereichsweise oder stetig zunimmt.

9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge zwischen 0,15 mm und 8 mm liegt.

10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flanken (122, 123) der Schuppen im Quer­ schnitt gerade, ballig oder konkav sind, vorzugsweise un­ ter Krümmungsradien <0,1 mm für steile Flanken und <1,5 mm für flache Flanken.

11. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (122, 123) der Schup­ pen (12) oder ihre Tangente bezogen auf die Schneid­ kante (11) auf der den Krümmungsmittelpunkten der Schei­ tellinien abgewandten Seite unter einem steileren Winkel von 45° ± 30° und auf der gegenüberliegenden Seite unter einem flacheren Winkel <15° verlaufen.

12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergänge der benachbarten Flan­ ken (122, 123) der Schuppen (12) an der Scheitel­ linie (121) scharfkantig oder abgerundet sind.

13. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Schneideckenbereich eine in Rich­ tung der Winkelhalbierenden verlaufende Schuppe (17) angeordnet ist, deren Scheitel (172) im Querschnitt senk­ recht zu der Winkelhalbierenden mindestens die gleiche Höhe wie die Scheitellinien (121) benachbarter Schup­ pen (12) aufweist und deren Flankenwinkel gleich groß sind, wobei deren Dachwinkel (6) 130° bis 175°, vorzugs­ weise 150° bis 170° beträgt.

14. Werkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Dachwinkel (δ) der Schuppe (17) mit zunehmendem Abstand von der Schneidecke (13) bereichsweise stetig oder sprung­ haft abnimmt.

15. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bin 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schuppen (12, 17, 23 bis 25) sich bis zur Schneidkante erstrecken oder in die Schneid­ kante (11) auslaufen, wobei die Schuppenhöhe auf 0 mm sinkt.

16. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schneidkante (11) und den Schuppen (23) eine Fase (27) oder ein Spanformeinlauf vor­ gesehen ist oder die Schuppen im Bereich einer Fase ( 31 angeordnet sind.

17. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch einen neutralen oder positiven Freiwinkel und/oder eine gerade oder gekrümmte Schneidkante (11).

18. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß pro Schneidkante (11) 3 bis 30 Schup­ pen (12), 23 bis 25, (28), vorzugsweise 10 bis 25 Schuppen, vorgesehen sind.

19. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem sich über den schneidkanten­ nahen Spanflächenbereich erhabenen Spanflächenplateau weitere Schuppen (19) angeordnet sind, deren Längen vor­ zugsweise kleiner als die der schneidkantennahen Schup­ pen (12) sind.

20. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schuppen im wesentlichen aus abschnittsweisen ebenen Flächen bestehen.

21. Bohrwerkzeug für Bohrungen in Metallvollmaterial, mit einem Schaft (32) und mehreren an der Stirnseite des Schaftes (32) in verschiedenem Radialabstand und um glei­ che Umfangswinkel gegeneinander versetzt zueinander ange­ ordnete, geometrisch ähnliche Wendeschneidplatten (33), deren Arbeitsbereiche sich überdecken, wobei die radial innere Wendeschneidplatte mit ihrer einen in Eingriff ste­ henden Schneidkante die Bohrerachse (34) geringfügig über­ schreitet, und die Krümmungsradien der Scheitellinien der Schneideinsätze zur Bohrerachse (34) hin gerichtet sind, vorzugsweise von der Schneidecke zur benachbarten Schneid­ ecke in radialer Richtung zur Bohrerachse (34) hin abneh­ men.