DE69215724T2

DE69215724T2 - Wendeschneidplatte

Info

Publication number: DE69215724T2
Application number: DE69215724T
Authority: DE
Inventors: Osamu Ichinoseki; Youichi Ishikawa; Takeshi Itaba
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2012-03-28
Also published as: DE69215724D1; EP0506078B1; US5282703A; EP0506078A2; EP0506078A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wendeschneidplatte mit einer Schneidkante und einer mit vorsprüngen versehenen Spanfläche, um von der Schneidkante erzeugte Späne in Spanstücke zu brechen.

Stand der Technik

Als Wendeschneidplatte (nachfolgend einfach als "Schneidplatten" bezeichnet) dieser Art ist zum Beispiel eine Schneidplatte bekannt, wie in Figur 1 dargestellt. Diese Schneidplatte 1 ist in der Japanischen Gebrauchsmusteranmeldung, Offenlegungsnummer 61-151806 offenbart. Die Schneidplatte 1 umfaßt einen plattenartiqen Schneidplattenkörper 2 in Gestalt eines Polygons (in diesem Beispiel eines Parallelogramms) bei Betrachtung in Draufsicht. Eine Spanfläche 3 ist auf einer Vorderseite des Schneidplattenkörpers 2 ausgebildet, und Schneidkanten 6 mit einem Schneideneckenteil 5 an der Ecke des zuvor erwähnten Polygons sind an der Schnittlinie der Spanfläche 3 und einer auf der Umfangsfläche des Schneidplattenkörpers 2 ausgebildeten Freifläche 4 ausgebildet.
Wie in Figur 2 dargestellt, ist die Spanfläche 3 über einen Schneidrückenteil 7 mit einer Schneidkante 6 verbunden und ist mit einer Schrägfläche ausgebildet, welche zum mittleren Teil der oben genannten Vorderseite hin nach unten geneigt ist. Der Neigungswinkel α&sub0; der Schrägfläche ist gleich dem Spanwinkel der Schneidkante 6. Außerdem ist auf der Vorderseite eine ebene Fläche ausgebildet, die senkrecht zu einer Linie ist, welche in Richtung der Dicke des Schneidplattenkörpers 2 verläuft. Die ebene Fläche wird als Spanbrecherfläche 8 verwendet, welche gegenüber der von der Spanfläche 3 herrührenden verlängerten Ebene in Richtung der Dicke des Schneidplattenkörpers 2 nach außen übersteht. Außerdem sind die zu einer Schrägfläche geformte Spanfläche 3 und die Spanbrecherfläche 8 durch eine gekrümmte Fläche 9 mit einem großen Krümmungsradius glatt miteinander verbunden.
Wie in den Figuren 1 und 3 dargestellt, sind auf der gekrümmten Fläche 9 und den Spanflächen 3 in einem gewissen Abstand von der Schneidkante 6 entfernt zusätzlich Vorsprünge 10 ausgebildet. Jeder Vorsprung 10 weist die Gestalt einer Halbkugel auf, die aus der Spanfläche 3 und der gekrümmten Fläche 9 in Richtung der Schneidplattendicke nach außen übersteht. Bei diesem Beispiel ist eine Mehrzahl von diesen Arten von Vorsprüngen 10 entlang der Richtung der Schneidkante 6 angeordnet. Zusätzlich sind bei diesem Beispiel weitere Vorsprünge 11 an einer Stelle ausgebildet, die von der Schneidkante 6 weiter als die Vorsprünge 10 entfernt ist. Die weiteren Vorsprünge 11 weisen jeweils die Gestalt einer Halbkugel auf, die größer ist als die Vorsprünge 10, und stehen in Richtung der Schneidplattendicke aus der Spanbrecherfläche 8 nach außen über. Außerdem bezeichnet in Figur 1 die Bezugsziffer 12 eine Anbringöffnung, die zum Anbringen der Schneidplatte 1 an einem Werkzeug, wie beispielsweise einem Schneidwerkzeug benutzt wird.
Auf der anderen Seite ist eine andere Schneidplatte 13 bekannt, wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt. Die Schneidplatte 13 umfaßt eine Spanfläche 3, welche in Richtung der Dicke des Schneidplattenkörpers 2 nach innen zu konkav ist, sowie eine Spanbrecherfläche 8, welche gegenüber der aus der Spanfläche 3 herrührenden verlängerten Ebene in Richtung der Schneidplattendicke nach außen übersteht.
Wie im Fall der oben erwähnten Schneidplatte 1 sind die Spanfläche 3 und die Spanbrecherfläche 8 durch die gekrümmte Fläche 9 mit einem großen Krümmungsradius glatt verbunden.
Außerdem sind auf der Spanfläche 3, der Spanbrecherfläche 8 und der gekrümmten Fläche 9 Vorsprünge 14 ausgebildet, wie in Figur 6 dargestellt, welche einen Querschnitt zeigt.
Der Vorsprung 14, wie in Figur 6 dargestellt, ist zu einer sogenannten Tränenform geformt. Das heißt, ein Endteil 16 des Vorsprungs 14, der in der Nähe der Schneidkante 6 angeordnet ist, besitzt allgemein eine halbkonische Gestalt. Im Gegensatz dazu besitzt der entgegengesetzte Endteil 17 des Vorsprungs 14 allgemein die Gestalt einer Viertelkugel und ist glatt mit dem Endteil 16 verbunden. Bei der in den Figuren 4 bis 6 dargestellten Schneidplatte 13 wurden gleiche Bezugszeichen verwendet, um entsprechende Teile wie bei der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Schneidplatte anzuzeigen, womit diese Erläuterung weggelassen wird.
Der Zweck dieser bei den Schneidplatten 1 und 13 vorgesehenen Vorsprünge 10, 11 und 14 besteht darin, von der Schneidkante 6 während eines Schneidvorgangs erzeugte Späne in kurze Spanstücke zu brechen. Das heißt, bei den mit den Vorsprüngen 10, 11 oder 14 versehenen Schneidplatten 1 und 13 berühren vom Werkstück in einer gestreckten Weise abgetrennte Späne die gekrümmte Fläche 9; dabei treten sie über die Vorsprünge 10, 11 oder 14 hinweg und werden gezwungen, sich zu locken, so daß sie in kurze Spanstücke gebrochen werden.
Bei den Schneidplatten 1 und 13 wird durch die nach außen gekrümmte Oberflächenform oder Tränenform der Vorsprünge 10, 11 und 14 zwischen der Schneidkante 3 und den Vorsprüngen ein V-förmiger konkaver Abschnitt 18 gebildet. Bei dieser Konstruktion treten von der Schneidkante 6 abgetrennte Späne über den konkaven Abschnitt 18 hinweg und werden über die Vorsprünge 10, 11 und 14 hinwegtreten; auf diese Weise wird der Lockendurchmesser der Späne verringert und infolgedessen kann das Zerbrechen der Späne wirkungsvoller erreicht werden.
Wenn bei dem Schneidvorgang unter Verwendung dieser Art von Schneidplatte die Schnittiefe und die Vorschubgeschwindigkeit beim Schneiden klein sind, wird die Dicke von Späne, welche während dieses sogenannten leichten Schneidvorgangs gebildet werden, verhältnismäßig klein. Im Gegensatz dazu werden während schwerer Schneidvorgänge, in dem Fall, wenn die Schnittiefe und die Vorschubgeschwindigkeit beim Schneiden ziemlich groß sind, Späne mit einer verhältnismäßig großen Dicke gebildet.
In dem Fall, wenn bei den Schneidplatten 1, 13, welche nach außen gekrümmte Vorsprünge 10 und 11 oder tränenförmige Vorsprünge 14 besitzen, wie oben erwähnt, die Späne mit dieser Art von verhältnismäßig großer Dicke gebildet werden, werden jedoch diese nacheinander gebildeten Späne dazu gezwungen, sich an dem V-förmigen konkaven Abschnitt 18 zu locken, so daß ein kleiner Lockendurchmesser schnell gebildet wird. Infolgedessen wird ein großer Widerstand auf die Schneidplatte 1 ausgeübt. Außerdem werden die gelockten Späne in dauernden Kontakt mit der Schnittfläche des Werkstücks gebracht, bevor sie gebrochen werden, so daß die reibungslose Abfuhr von Späne unterbrochen wird und sich die Späne in der Schneidposition festsetzen und ansammeln.
Wenn sich diese Späne festsetzen und angehäuft werden, wird der Schneidwiderstand groß und die Schneidgenauigkeit wird beeinträchtigt. Zusätzlich besteht eine Gefahr eines Bruchs der Schneidkante durch eine darauf ausgeübte große Belastung.
Um die oben genannten Probleme zu lösen, wird vorgeschlagen, den Vorsprung 10 mit einer kleinen Höhe auszubilden, um die Späne T&sub1; mit großer Dicke mit einem großen Durchmesser zu locken, wie durch die unterbrochene Linie in Figur 7 dargestellt.
Jedoch können in dem Fall, wenn die Vorschubgeschwindigkeit niedrig und die Dicke der Späne T&sub2; klein ist, wie durch die durchgezogene Linie in Figur 7 dargestellt, die Späne nicht ausreichend gelockt werden. Folglich werden die Späne in Form eines durchgehenden Bands abgeführt. Infolgedessen kommt das Band der Späne mit der Schnittfläche des Werkstücks WP in Berührung und die Schneidgenauigkeit wird beeinträchtigt; die Späne werden auch um das Werkzeug und das Werkstück WP herumgewickelt, was einen reibungslosen Schneidvorgang verhindert.
Selbst nachdem die Späne gelockt sind, ist es zudem schwierig, sie schnell in Spanstücke zu brechen. Daher können die Formen der durch diese kontinuierliche Bildung erzeugten Späne in Abhängigkeit von den Schneidbedingungen, wie beispielsweise der Vorschubgeschwindigkeit und der Schnittiefe, sowie der Form und der Größe einer Schneidplatte, in mehrere unterschiedliche Kategorien eingeordnet werden. Das heißt, es werden Späne in Form eines geraden Bands erzeugt, das in dem durch die Schneidkante hervorgerufenen abgetrennten Zustand nahezu ohne gelockt zu werden an der Spanfläche entlangläuft. Außerdem gibt es auch die Fälle, wenn eine gewendelte Form (an der Spanfläche entlanglaufend), eine zylindrische Form (von der Spanfläche oder der Schneidkante weg versetzt) oder eine konische Form abgespant und in bezug zur Schneidkante und zur Spanfläche schräg versetzt werden.
Wie oben erwähnt, treten jedoch in dem Fall, wenn das gerade Band (entlang der Spanfläche verlaufend) oder gewendelte Formen erzeugt werden, zwei Arten von Problemen auf: wenn die vorgenannte Art von Späne mit der Spanfläche in Berührung kommt, wird die Schneidgenauigkeit beeinträchtigt; und wenn die oben erzeugten Späne zwischen der Schneidplatte und dem zu schneidenden Werkstück angehäuft werden, wird eine starke Zunahme des Schneidwiderstands verursacht.
Um das Auftreten dieser Arten von Schwierigkeiten zu vermeiden, ist es möglich, die Späne in einer Richtung zu. erzeugen, die von der Schnittfläche des zu schneidenden Materials weg versetzt ist. Bei der Schneidplatte des oben erwähnten Beispiels besteht jedoch aufgrund der Auswärtskrümmung der Vorsprünge die Möglichkeit, daß die Späne, welche sich im Kontakt mit der vorgenannten nach außen gekrümmten Oberfläche befinden, in einer beliebigen Richtung abgeführt werden können. Somit ist es äußerst schwierig, die Richtung zu steuern, in welcher die Späne erzeugt werden.
Ein weiterer Stand der Technik, der von Interesse ist, ist die DE-U-8 700 393, welche ein polygonal geformtes Schneidwerkzeug mit vier Schneidkanten, einer Vorderseite, einer Rückseite und einem zwischen der besagten Vorder- und Rückseite liegenden Seitenflächenumfang aufweist. Mindestens die besagte Vorderseite weist angrenzend an die besagte Seitenfläche einen Schneidrücken auf, wobei der besagte Schneidrücken in einer zu dem besagten Seitenflächenumfang senkrechten Ebene liegt. Die Vorderseite enthält eine Spanfläche, die von dem besagten Schneidrücken weg zu einer Spanbrecherfläche hin nach unten geneigt ist, welche zur Dicke des Werkzeugs senkrecht ist. In jeder der Ecken des Werkzeugs befindet sich ein Vorsprung auf der besagten Spanfläche, wobei jeder dieser Vorsprünge einen Rückenteil umfaßt, der senkrecht zur Richtung der Dicke des Werkzeugs ist und den Winkel seiner zugehörigen Ecke halbiert. Es sind auch Vorsprünge auf der besagten Spanfläche benachbart zu jeder der besagten vier Schneidkanten vorgesehen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Schneidplatte bereitzustellen, welche starke Zunahmen des Schneidwiderstands verhindern und eine hohe Schneidgenauigkeit aufrechterhalten kann, während sie ein Festsetzen der Späne verhindert.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schneidplatte bereitzustellen, welche die Fähigkeit des Zerbrechens der Späne bewahren kann, wenn die Vorschubgeschwindigkeit beim Schneiden hoch ist, und welche Späne wirkungsvoll bricht, wenn die Schnittiefe flach ist, sowie die Erzeugung von Späne in Form eines geraden Bands verhindert.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schneidplatte bereitzustellen, welche der Linie der Abfuhr der erzeugten Späne eine gleichförmige Richtung gibt und auch eine Beeinträchtigung der Schneidgenauigkeit verhindern kann.
Gemäß dem Hauptgesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Schneidplatte mit den folgenden Eigenschaften bereitgestellt:
Die Schneidplatte besteht aus einem in eine polygonale plattenartige Gestalt geformten Wendeschneidplattenkörper, der bei Betrachtung von vorne von einer Vorderseite, einer Rückseite und einem zwischen der Vorder- und Rückseite liegenden Seitenflächenumfang begrenzt wird.
Der Schneidplattenkörper umfaßt eine mindestens auf der besagten Vorderseite ausgebildete Spanfläche Die Spanfläche ist zur Innenseite der Vorderseite hin nach unten geneigt. Der Schneidplattenkörper umfaßt weiter mindestens eine auf der besagten Seitenfläche ausgebildete Freifläche; mindestens eine an der Schnittlinie der Spanfläche und der Freifläche ausgebildete Schneidkante; mindestens einen an der Ecke der besagten Vorderseite ausgebildeten und mit der besagten Schneidkante verbundenen Schneideneckenteil.
Es ist mindestens eine Spanbrecherfläche vorhanden, die:
(a) in einer zur Richtung der Dicke des Schneidplattenkörpers senkrechten Ebene liegt; oder
(b) eine vom Schneideneckenteil zur Mitte der Schneidkante hin schräg nach unten geneigte Fläche ist; oder
(c) eine vom Schneideneckenteil zur Mitte der Schneidkante hin schräg nach oben geneigte Fläche ist.
Es ist auch mindestens ein Vorsprung vorhanden, der sich in Richtung der Innenseite der Vorderseite erstreckt, wobei der besagte Vorsprung einen Rückenteil aufweist, der sich in einer zur Richtung der Dicke des Schneidplattenkörpers senkrechten Ebene gerade aus der Spanfläche erstreckt.
Zusätzlich nimmt der Spanwinkel der besagten Spanfläche innerhalb eines Schneidbereichs der Schneidkante von dem besagten Schneideneckenteil zur Mitte der besagten Schneidkante hin ab, und die Breite der Spanfläche, entsprechend dem Abstand von der Schneidkante zur Schnittlinie der Spanfläche und der Spanbrecherfläche senkrecht zur Dicke des Schneidplattenkörpers, nimmt von dem besagten Schneideneckenteil zur Mitte der Schneidkante hin allmählich zu.
Bei der wie oben aufgebauten Schneidplatte gibt es am Schnittpunkt der Spanfläche und des Vorsprungs keinen V- förmigen Abschnitt 18, wie beim Stand der Technik der vorliegenden Figur 6, und daher treten Späne, die sich entlang der Spanfläche strecken oder verlängern, über die Rückenteile der Vorsprünge hinweg, so daß die Späne leicht gelockt und zur Innenseite der Vorderseite des Schneidplattenkörpers hin abgeführt und in Spanstücke gebrochen werden. Deshalb kann selbst in dem Fall, wenn während eines Schneidvorgangs mit einer großen Vorschubgeschwindigkeit und einer tiefen Schnittiefe Späne mit großer Dicke erzeugt werden, der der Späne entgegengesetzte Widerstand verringert werden, eine Berührung der gelockten Späne mit der Schnittfläche des Werkstücks kann verhindert werden, und ein Festsetzen der Späne kann vermieden werden.
Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Mehrzahl von Vorsprüngen parallel zu der Richtung entlang der Schneidkante ausgerichtet, und die Vorsprünge sind so geformt, daß die Länge der Rückenteile vom Schneideneckenteil der Vorderseite zur Mitte der Schneidkante hin zunimmt.
In dem Fall, wenn bei der wie oben konstruierten Schneidplatte die Vorschubgeschwindigkeit groß ist und Späne mit einer großen Dicke erzeugt werden, kann ein Zustand vermieden werden, in dem die Späne sofort gelockt und der Späne ein großer Widerstand entgegengesetzt wird. In dem Fall, wenn die Vorschubgeschwindigkeit klein ist, und die Späne mit einer geringen Dicke erzeugt werden, werden demgegenüber die Späne nur leicht gelockt, während sie über die Rückenteile hinwegtreten, und gestreckt, während sie die Rückenteile berühren, und werden dann weiter gelockt und in Spanstücke gebrochen.
Da die Längen der Rückenteile zur Mitte der Schneidkante hin zunehmen, werden insbesondere bei der obigen Schneidplatte die wachsenden und den langen Rückenteil berührenden Späne in einem kleinen Durchmesser gelockt und sicher in Spanstücke gebrochen.
Wenn die Längen der Rückenteile sämtlich gleich und lang sind, berühren im Gegensatz dazu die Späne mit einem großen Durchmesser die langen Rückenteile, so daß der Späne ein großer Widerstand entgegengesetzt wird. Da jedoch bei der obigen Schneidplatte die Länge des Rückenteils nahe dem Schneideneckenteil kurz ist, kann der der Späne entgegengesetzte Widerstand verringert werden.
Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Vorsprünge zur Richtung (der Dicke) des Schneidplattenkörpers senkrecht und sind so angeordnet, daß die Abstände vom Schnittpunkt der Spanfläche und des äußeren Endes des Vorsprungs bis zur Schneidkante zur Mitte der Schneidkante hin zunehmen.
In dem Fall, wenn die Vorschubgeschwindigkeit groß ist und Späne mit einer großen Dicke erzeugt werden, kann auch bei der obigen Schneidplatte ein Zustand vermieden werden, in dem die Späne sofort gelockt und der Späne ein großer Widerstand entgegengesetzt wird. Da die Abstände von den Schnittpunkten der Spanfläche und der Vorsprünge (bis zur Schneidkante) zur Mitte der Schneidkante hin zunehmen, mit anderen Worten der Abstand von der Schneidkante zum Ausgangspunkt des Rückenteils des Vorsprungs abseits vom Schneideneckenteil groß ist, treten außerdem die von der Schneidkante erzeugten Späne, nachdem sie eine gewisse Strecke der Spanfläche fließen, auf den Rückenteil eines Vorsprungs über und werden dann gelockt.
Daher kann der Lockendurchmesser der Späne vergrößert werden. Selbst-wenn die Vorschubgeschwindigkeit groß ist, kann infolgedessen der Zustand verhindert werden, in dem die Späne mit der Schnittfläche des Werkstücks in Berührung kommen, und ein Festsetzen der Späne kann vermieden werden.
Wenn andererseits sämtliche der Abstände von der Schneidkante bis zum Schnittpunkt des Rückenteils und der Spanfläche gleich und lang sind, dann werden in dem Fall, wenn die Späne eine kleine Dicke aufweisen, diese ohne ein Locken abgeführt. Deshalb werden die Späne bei der vorliegenden Erfindung in einem verhältnismäßig schnellen Schritt gelockt, da der Abstand zum Vorsprung in der Nähe des Schneideneckenteils kurz ist, und infolgedessen können die oben genannten Probleme gelöst werden.
Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Vorsprünge so angeordnet, daß sich der Rückenteil allmählich von einer angenommenen Linie trennt, welche durch einen Schnittpunkt der Spanfläche und des äußeren Endes des Rückenteils und senkrecht zur Schneidkante zu einer Innenseite der Vorderseite des Schneidplattenkörpers hin verläuft.
Da die Späne bei der obigen Schneidplatte an den Vorsprüngen entlangfließen, können die Späne in eine vorbestimmte Richtung abgeführt werden. Daher können die Späne durch eine geeignete Einstellung dieser Richtung in eine Richtung weg von der Schnittfläche des Werkstücks gelenkt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist eine Draufsicht, welche ein Beispiel eines Vorsprungs bei einer Schneidplatte aus dem Stand der Technik zeigt;
Figur 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II des in Figur 1 dargestellten Beispiels aus dem Stand der Technik;
Figur 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III des in Figur 1 dargestellten Beispiels aus dem Stand der Technik;
Figur 4 ist eine perspektivische Ansicht, welche Vorsprünge eines anderen Beispiels einer Schneidplatte aus dem Stand der Technik zeigt.
Figur 5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie V-V des in Figur 4 dargestellten Beispiels aus dem Stand der Technik;
Figur 6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI des in Figur 4 dargestellten Beispiels aus dem Stand der Technik;
Figur 7 ist eine Zeichnung, welche den Bearbeitungszustand des Profils zeigt, wenn ein Material mit Hilfe der Schneidplatte mit kleinen Vorsprüngen aus dem Stand der Technik geschnitten wird;
Figur 8 ist eine Draufsicht, welche eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Figur 9 ist eine Seitenansicht der in Figur 8 dargestellten Ausführungs form;
Figur 10 ist eine Schnittansicht entlang der Linie X-X der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform;
Figur 11 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XI-XI der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform;
Figur 12 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XII-XII der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform;
Figur 13 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XIII-XIII der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform;
Figur 14 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XIV-XIV der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform;
Figur 15 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XV-XV der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform;
Figur 16 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XVI-XVI der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform;
Figur 17 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XVII-XVII der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform;
Figur 18 ist eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 19 ist ein Seitenansicht der in Figur 18 dargestellten Ausführungsform;
Figur 20 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XX-XX der in Figur 18 dargestellten Ausführungsform;
Figur 21 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XXI-XXI der in Figur 18 dargestellten Ausführungsform;
Figur 22 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XXII-XXII der in Figur 18 dargestellten Ausführungsform;
Figur 23 zeigt die Ergebnisse eines Schneidversuchs bei einem Beispiel unter Verwendung der vorliegenden Erfindung;
Figur 24 zeigt die Ergebnisse eines Schneidversuchs mittels eines in Figur 26 dargestellten Vergleichsbeispiels 1;
Figur 25 zeigt die Ergebnisse eines Schneidversuchs mittels eines in Figur 27 dargestellten Vergleichsbeispiels 2;
Figur 26 zeigt eine Draufsicht um einen Schneideneckenteil eines Vergleichsbeispiels 1 herum, bei dem bei einem Schneidversuch eine Schneidplatte aus dem Stand der Technik verwendet wurde;
Figur 27 zeigt eine Draufsicht um einen Schneideneckenteil eines Vergleichsbeispiels 2 herum, bei dem bei einem Schneidversuch eine Schneidplatte aus dem Stand der Technik verwendet wurde;
Figur 28 zeigt eine Draufsicht, welche eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Figur 29 ist eine Seitenansicht der in Figur 28 dargestellten Aus führungsform;
Figur 30 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XXX-XXX der in Figur 28 dargestellten Ausführungsform;
Figur 31 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XXXI-XXXI der in Figur 28 dargestellten Ausführungsform;
Figur 32 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XXXII-XXXII der in Figur 28 dargestellten Ausführungsform;
Figur 33 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XXXIII XXXIII der in Figur 28 dargestellten Ausführungsform;
Figur 34 ist eine Zeichnung, welche den Bearbeitungszustand der Späne in dem Fall zeigt, wenn ein Material mit Hilfe der in Figur 28 dargestellten Ausführungsform geschnitten wird;
Figur 35 ist eine Draufsicht, welche eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Figur 36 ist eine Seitenansicht der in Figur 35 dargestellten Ausführungsform;
Figur 37 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XXXVII- XXXVII der in Figur 35 dargestellten Ausführungsform;
Figur 38 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XXXVIII- XXXVIIL der in Figur 35 dargestellten Ausführungsform;
Figur 39 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XXXIX-XXXIX der in Figur 35 dargestellten Ausführungsform;
Figur 40 ist eine Zeichnung, welche den Bearbeitungszustand von Späne im Fall eines Schneidens eines Materials mittels der in Figur 35 dargestellten Ausführungsform zeigt;
Figur 41 zeigt Eigenschaften eines Schneidvorgangs während des Schneidens eines Materials mittels der Schneidplatten der in den Figuren 28 bis 34 und den Figuren 35 bis 40 dargestellten Ausführungsformen;
Figur 42 ist eine Draufsicht, welche eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Figur 43 ist eine Seitenansicht der in Figur 42 dargestellten Ausführungsform;
Figur 44 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XLIV-XLIV der in Figur 42 dargestellten Ausführungsform;
Figur 45 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XLV-XLV der in Figur 42 dargestellten Ausführungsform;
Figur 46 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XLVI-XLVI der in Figur 42 dargestellten Ausführungsform;
Figur 47 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XLVII-XLVII der in Figur 42 dargestellten Ausführungsform;
Figur 48 zeigt Eigenschaften eines Schneidvorgangs während des Schneidens eines Materials mittels der Schneidplatten der in den Figuren 42 bis 47 dargestellten Ausführungsformen;
Figur 49 ist eine Draufsicht, welche eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Figur so ist eine Seitenansicht der in Figur 49 dargestellten Ausführungsform;
Figur 51 ist eine Schnittansicht entlang der Linie LI-LI der in Figur 49 dargestellten Ausführungsform;
Figur 52 ist eine Schnittansicht entlang der Linie LII-LII der in Figur 59 dargestellten Ausführungsform;
Figur 53 ist eine Draufsicht, welche eine siebente Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Figur 54 ist eine Seitenansicht der in Figur 53 dargestellten Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Figuren beschreiben.
Die Figuren 8 und 9 sind eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Schneidplatte 21 dieser Ausführungsform ist aus einem harten Material, wie beispielsweise einem Sinterkarbid geformt. Wie in den Figuren dargestellt, besteht die Schneidplatte 21 aus einem plattenartigen Schneidplattenkörper 22 mit einer Vorderseite und einer Rückseite in Gestalt eines Quadrats, sowie einem zwischen der Vorder- und Rückseite liegenden Seitenflächenumfang. Die Rückseite des Schneidplattenkörpers ist zu einer ebenen Fläche geformt, die als Schneidplattenbefestigungsfläche 24 benutzt wird, welche zur Richtung der Dicke des Schneidplattenkörpers 22 (nachfolgend einfach als Schneidplattendicke bezeichnet) senkrecht ist. Die Seitenfläche des Schneidplattenkörpers 22 ist zu einer zur Schneidplattenbefestigungsfläche 24 senkrechten Freifläche 25 geformt, und daher ist die Schneidplatte 21 als Schneidplatte vom sogenannten negativen Typ ausgebildet.
Ein Schneideneckenteil 26 in Form eines 1/4-Bogens ist an jeder Ecke der Spanfläche 23 ausgebildet. Die Schnittlinien der Spanfläche und der Freifläche 25, das heißt die vier Seiten der vorgenannten quadratischen Gestalt sind zu Schneidkanten 27 geformt, welche mit den Schneideneckenteilen 26 verbunden sind.
Durch die an den vier Ecken der quadratischen Gestalt ausgebildeten Schneideneckenteile 26 und die mit sämtlichen dieser Schneideneckenteile 26 verbundenen Schneidkanten 27 kann die Schneidplatte 21 bei dieser Ausführungsform wiederholt verwendet werden, was eine Betriebslebensdauer hervorbringt, die 4 mal länger ist. Infolgedessen wird die Schneidkante 27, welche zwischen zwei Schneideneckenteilen 26 ausgebildet ist, von zwei Schneideneckenteilen 26 gemeinsam genutzt. Deshalb reicht bei einem Schneidvorgang der normale Benutzungsbereich der Schneidkante 27 vom Schneideneckenteil 26 bis fast zum mittleren Teil der vorgenannten Seite der quadratischen Gestalt; mit anderen Worten erstreckt er sich ungefähr über eine Hälfte der Länge der Seite der quadratischen Gestalt.
Wie durch die Seitenansicht auf die Freifläche 25 in Figur 9 dargestellt, ist bei der vorliegenden Ausführungsform in dem Abschnitt um den Schneideneckenteil 26 herum die Schneidkante 27 zusätzlich in einer in bezug zur Richtung der Schneidplattendicke senkrechten Richtung ausgebildet. Demgegenüber ist ein anderer Teil der Schneidkante 27, d.h. die Innenseite der Schneidkante 27 als gekrümmte Linie ausgebildet, welche sich in Richtung der Schneidplattendicke konkav nach innen biegt. Das heißt, der Abstand zwischen der Schneidkante 27 und der Schneidplattenbefestigungsfläche 24 nimmt zur Mitte der Länge der Schneidkante 27 hin ab.
Die Figuren 10 bis 13 zeigen sämtlich Schnittansichten der in Figur 8 dargestellten vorliegenden Ausführungsform entlang der Linien X-X, XI-XI, XII-XII, welche zur Schneidkante 27 senkrecht sind, und die Schnittansicht entlang der Linie XIII- XIII, welche zur Schneidkante 27 parallel ist und entlang der Richtung der Schneidplattendicke verläuft. Die Figuren 10 bis 12 zeigen Schnittansichten eines Schneidbereichs der Schneidkante 27.
Bei der in diesen Figuren dargestellten vorliegenden Ausführungsform ist entlang der Schneidkante 27 der Vorderseite des Schneidplattenkörpers 22 ein Schneidrücken 28 ausgebildet. Der Schneidrücken 28 ist eine zur Schneidplattendicke senkrechte ebene Fläche und umgibt die Kantenteile der Vorderseite mit einer feststehenden Breite. Die Spanfläche 23 ist über den Schneidrücken 28 mit der Schneidkante 27 verbunden. Wie in der Schnittansicht dargestellt, ist die Spanfläche 23 zusätzlich zur Innenseite der Vorderseite des Schneidplattenkörpers 22 hin nach unten geneigt. Außerdem ist auf der zur Schneidkante 27 entgegengesetzten Seite dieser Spanfläche 23, mit anderen Worten auf der Innenseite der Vorderseite des Schneidplattenkörpers 22, eine ebene Fläche parallel zum Schneidrücken 28, das heißt senkrecht zur Richtung der Schneidplattendicke ausgebildet.
Gegenüber der aus der geneigten Spanfläche 23 herrührenden verlängerten Ebene neigt sich die ebene Fläche der Innenseite des Schneidplattenkörpers 22 in Richtung der Schneidplattendicke allmählich nach außen zur Innenseite der Vorderseite hin. Daher wirkt die ebene Fläche als Brecherfläche 29; das heißt von der Schneidkante 29 abgetrennte Späne strecken sich entlang der Spanfläche 23 und werden von der Brecherfläche 29 gelockt und in Spanstücke gebrochen. Außerdem ist in der Mitte des Schneidplattenkörpers 22 entlang der Richtung der Schneidplattendicke eine Anbringöffnung 30 zum Anbringen der Schneidplatte 21 in einem Schneidwerkzeug ausgebildet.
Außerdem ist eine Mehrzahl von Vorsprüngen 31 auf der Spanfläche 23 ausgebildet. Die Vorsprünge 31 stehen in Richtung der Dicke des Schneidplattenkörpers 22 aus der Spanfläche über und erstrecken sich vom Umfang des Schneidplattenkörpers 22 zur Innenseite der Vorderseite des Schneidplattenkörpers 22 hin. Die Vorsprünge 31 sind in im wesentlichen gleichen. Abständen entlang der Schneidkante 27 angeordnet. Sechs Vorsprünge 31 sind neben einer Schneidkante 27 vorgesehen, d.h. drei Vorsprünge 31 sind für einen Schneidbereich der Schneidkante 27 vorgesehen.
Wie in den Figuren 10 bis 12 dargestellt, ist der Rückenteil 32 des Vorsprungs 31, d.h. der höchste Teil des Vorsprungs 31 in bezug zur Brecherfläche 29, zur Richtung der Schneidplattendicke senkrecht. Außerdem ist der Rückenteil 32 des Vorsprungs 31 senkrecht zur Schneidkante 27.
Die in den Figuren 10 bis 12 dargestellten Schnittansichten X-X bis XII-XII sind Schnittansichten senkrecht zur Schneidkante 27 und enthalten einen Rückenteil 32 eines Vorsprungs 31. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind Abstände da, db und dc zwischen dem Schnittpunkt 33 der Spanfläche 23 und des Rückenteils 32 des Vorsprungs 31 und der Schneidkante 27 so gestaltet, daß sie bei Betrachtung von vorne sämtlich gleich lang sind. Außerdem sollten diese Abstände d entsprechend derartigen Dingen, wie der Konstruktion und Anordnung des Schneidplattenkörpers 22 und den Schneidbedingungen passend gewählt werden; jedoch sollten sie noch in den bevorzugten Bereich von 1/30 bis 1/12 der Länge der Schneidkante 27 fallen.
Figur 13 ist zusätzlich eine Schnittansicht senkrecht zum Rückenteil 32 des Vorsprungs 31. Bei der in der Figur dargestellten vorliegenden Ausführungsform sind die Vorsprünge 31 so gestaltet, daß der Rückenteil 32 des äußeren Endes des Vorsprungs 31 bei Betrachtung in einem zum Rückenteil 32 senkrechten Querschnitt eine konvexe Fläche aufweist. Wie in den Figuren 10 bis 12 dargestellt, weist das innere Ende des Vorsprungs 31 eine glatt mit der konvexen Fläche verbundene, nach außen gekrümmte Fläche auf.
Die Figuren 14 bis 17 sind Schnittansichten entlang der Linien XIV-XIV, XV-XV, XVI-XVI und XVII-XVII in der Draufsicht in Figur 8, welche die vorliegende Ausführungsform zeigt. Diese Schnittansichten sind zur Schneidkante 27 senkrecht und enthalten die Vorsprünge 31 nicht.
Bei der in diesen Figuren dargestellten vorliegenden Ausführungsform besteht die Spanfläche 23 aus einer ersten Spanfläche 23A und einer zweiten Spanfläche 23B. Die erste Spanfläche 23A ist an der Seite 23A der Schneidkante 27 angeordnet und weist einen Spanwinkel α auf. Die zweite Spanfläche 23B ist an der Seite der Brecherfläche angeordnet und weist einen Spanwinkel β auf, der kleiner als der Spanwinkel α ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform kreuzen sich sämtliche der Rückenteile 32 der Vorsprünge 31 mit der ersten Spanfläche 23A; das heißt, alle Schnittpunkte 33 der Spanflächen 23 und der Rückenteile 32 sind auf der ersten Spanfläche 23A angeordnet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform nehmen außerdem der Spanwinkel α und der Spanwinkel β innerhalb eines Schneidbereichs der Schneidkante 27 vom Schneideneckenteil 26 zur Mitte der Schneidkante 27 hin ab. Außerdem nehmen die Breite W der Spanfläche 23 und die Breite W&sub1; der ersten Spanfläche 23A zur Mitte der Schneidkante 27 hin allmählich zu. In der zur Schneidkante 27 senkrechten Schnittansicht entspricht die Breite W&sub1; der ersten Spanfläche 23A dem Abstand von der Schneidkante 27 bis zur Schnittlinie 35 der ersten Spanfläche 23A und der zweiten Spanfläche 23B senkrecht zur Schneidplattendicke; und die Breite W der Spanfläche 23 entspricht dem Abstand von der Schneidkante 27 bis zur Schnittlinie 36 der zweiten Spanfläche 23B und der Brecherfläche 29 senkrecht zur Dicke des Schneidplattenkörpers 22.
Das heißt, in den Figuren 14 bis 17 sind die Beziehungen zwischen den Spanwinkel αa, αb, αc und αd der ersten Spanfläche 23A und den Winkeln βa, βb, βc und βd der zweiten Spanfläche 23B wie folgt:
αa > βb, αb > βb, αc > βc, αd > βd und
αa > αb > αc > αd und βa > βb > βc > βd
Zusätzlich sind die Beziehungen zwischen den Breiten Wa, Wb, Wc und Wd der Spanfläche 23 und den Breiten W1a, W1b, W1c und W1d der ersten Spanfläche 23A wie folgt:
Wa < Wb < Wc < Wd und W1a < W1b < W1c < W1d.
Wie oben erwähnt, nehmen innerhalb eines Schneidbereichs der Schneidkante 27 die Spanwinkel α und β allmählich ab, und die Breiten W und W&sub1; der Spanfläche 23 nehmen allmählich zu. Die Spanwinkel α und β nehmen von einem Schneideneckenteil 26 zur Mitte der Schneidkante 27 hin allmählich ab, so daß die Spanwinkel α und β in der Mitte der Schneidkante 27 kleinste Werte aufweisen. Im Gegensatz dazu nehmen die Breiten W und W&sub1; der Spanfläche 23 und der ersten Spanfläche 23A zur Mitte der Schneidkante 27 hin allmählich zu, so daß die Breiten W und W&sub1; in der Mitte der Schneidkante 27 größte Werte aufweisen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist weiter der Spanwinkel α in einem an den Schneideneckenteil 26 angrenzenden Abschnitt in einem Bereich von 30º bis 10º eingestellt; und ist in einem an die Mitte der Schneidkante 27 angrenzenden Abschnitt in einem Bereich von 20º bis 5º eingestellt; der Spanwinkel β ist in einem Bereich eingestellt, so daß er in der Schnittansicht senkrecht zur Schneidkante 27 1/4 bis 3/4 des Spanwinkels α beträgt.
Die Abstände ha, hb und hc in den Figuren 10 bis 12 bezeichnen Abstände von der Schneidkante 27 bis zum Rückenteil 32 ded Vorsprungs 31 in Richtung der Schneidplattendicke. Wie oben erwähnt, sind in dem Fall, wenn die Abstände da bis dc zwischen dem Schnittpunkt 33 der Spanfläche 23 und des Rückenteils 32 und der Schneidkante 27 alle gleich sind, so daß diese Abstände durch die Gleichung h = (d - m) tan α definiert sind (wobei "m" die Breite des Schneidrückens 28 angibt). Da der Spanwinkel α zur Mitte der Schneidkante 27 hin allmählich abnimmt, sind daher die Beziehungen zwischen den Abständen ha, hb und hc wie folgt:
ha > h > hc.
Die Bezugszeichen h&sub1;, h&sub2;, h&sub3; und h&sub4; in den Figuren 14 bis 17 geben den Abstand von der Schneidkante 27 zur Brecherfläche 29 in Richtung der Schneidplattendicke an. Mit anderen Worten bezeichnen die Bezugszeichen die Tiefe der Brecherfläche 29. In dem Fall, wenn die Brecherfläche 29, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, als eine zur Richtung der Schneidplattendicke senkrechte Ebene vorgesehen ist, sind diese Tiefen h&sub1;, h&sub2;, h&sub3; und h&sub4; alle gleich.
Bei der Schneidplatte 21 mit einer solchen Konstruktion ist der mit der Spanfläche 23 verbundene Rückenteil 32 senkrecht zur Richtung der Schneidplattendicke. Das heißt, der Rückenteil 32 ist so geformt, daß er sich in einer zur Richtung der Schneidplattendicke senkrechten Richtung gerade aus der Spanfläche heraus erstreckt. Infolgedessen gibt es zwischen der Spanfläche 23 und den Vorsprüngen 31 keinen Vförmigen Abschnitt, wie er in Figur 7 zu sehen war.
Selbst in dem Fall, wenn während eines Schneidvorgangs mit einer großen Vorschubgeschwindigkeit und bei einer tiefen Schnittiefe Späne mit großen Dicken erzeugt werden, treten die von der Schneidkante 27 abgetrennten und entlang der Spanfläche 23 gestreckten Späne über einen Rückenteil 32 des Vorsprungs 31, so daß sich die Späne mit einem verhältnismäßig großen Durchmesser locken und reibungslos entlang des Rückenteils 32 zur Innenseite der Vorderseite des Schneidplattenkörpers 22 hin fließen. Infolgedessen kann bei der obigen Schneidplatte 21 der Schneidwiderstand verringert werden, während in dem V-förmigen Abschnitt, wie bei den Schneidplatten aus dem Stand der Technik, aufgrund des schnellen Lockens in einen kleinen Durchmesser ein großer Schneidwiderstand erzeugt wird. Außerdem kann bei der Schneidplatte 21 eine Berührung der gelockten Späne mit der Schnittfläche des Werkstücks verhindert werden, und ein Festsetzen der Späne kann vermieden werden.
Selbst in dem Fall, wenn Späne mit einer großen Dicke erzeugt werden, kann die obige Schneidplatte 21 der Ausführungsform ein Festsetzen von Späne verhindern und den Schneidwiderstand verringern, wie oben erwähnt. Außerdem kann die Schneidplatte 21 eine Beeinträchtigung der Schneidgenauigkeit und einen Bruch der Schneidkante 27 verhindern, der infolge eines auf die Schneidkante 27 ausgeübten großen Schneidwiderstands verursacht wird.
Bei dem zuvor erwähnten leichten Schneidvorgang wird hauptsächlich der Abschnitt um den Schneideneckenteil 26 der Schneidkante 27 benutzt. Dies bewirkt ein Strecken der Späne ohne ein Zerbrechen in Spanstücke. Andererseits wird während eines schweren Schneidvorgangs ungefähr 1/3 bis 1/2 der Schneidkante 27, nämlich ein großer Teil des einen Schneidbereichs der Schneidkante 27 benutzt. Dies bewirkt ein Festsetzen der Späne wegen der großen Dicke der Späne.
Im Hinblick darauf nehmen bei der Schneidplatte 21 der Ausführungsform die Spanwinkel α und β zur Mitte der Schneidkante 27 hin allmählich ab, so daß der Winkel zwischen der Spanfläche 23 und der Brecherfläche 29 zur Mitte der Schneidkante 27 hin ebenfalls allmählich abnimmt. Damit zusammen nehmen die Breiten W und W&sub1; der Spanfläche 23 und der ersten Spanfläche 23A allmählich zu. Bei dieser Konstruktion treten während eines leichten Schneidvorgangs die um den Schneide neckenteil 26 herum erzeugten Späne mit einer kleinen Dicke in einem verhältnismäßig schnellen Schritt mit der Brecherfläche 29 in Berührung und werden in einen kleinen Lockendurchmesser gelockt. Aufgrund dessen wird der Zustand einer Späneverlängerung verhindert.
Während eines schweren Schneidvorgangs treten zudem die an einem großen Teil der Schneidkante 27 erzeugten Späne mit einer großen Dicke mit der Brecherfläche 29 in Berührung, nachdem sie eine gewisse Strecke auf der Oberfläche der Spanfläche 23 fließen, so daß die Späne in einen verhältnismäßig großen Durchmesser gelockt werden. Infolgedessen kann der Schneidwiderstand aufgrund des Lockens verringert werden. Außerdem kann ein Festsetzen von Späne wirkungsvoller verhindert werden, da die Spandurchmesser verhältnismäßig groß sind und Späne vom Vorsprung 31 in Spanstücke gebrochen werden können. Außerdem weist die Schneidkante 27 in dem um einen gewissen Abstand vom Schneideneckenteil 26 der Schneidkante 27 getrennten Abschnitt eine ausreichende Festigkeit auf, da die Spanwinkel α und β klein sind, so daß während eines schweren Schneidvorgangs ein Bruch der Schneidkante 27 aufgrund eines großen Schneidwiderstands verhindert werden kann.
Bei der vorliegenden Ausführungsform besteht außerdem die Spanfläche 23 aus der mit der Schneidkante 27 verbundenen ersten Spanfläche 23A, welche einen großen Spanwinkel α aufweist, und der mit der ersten Spanfläche 23A verbundenen zweiten Spanfläche 23B, welche einen kleinen Spanwinkel β aufweist. Infolgedessen kommen sich entlang der ersten Spanfläche 23A streckende Späne mit der zweiten Spanfläche 23B in Berührung, so daß die Späne ebenfalls leicht gelockt werden, um sie zu brechen.
Selbst wenn um den Schneideneckenteil 26 herum Späne mit einer großen Dicke erzeugt werden, werden die Späne auf diese Weise in einen verhältnismäßig großen Durchmesser gelockt, während sie mit der zweiten Spanfläche 23B in Berührung treten, so daß ein Festsetzen von Späne um den Schneideneckenteil 26 herum verhindert wird.
Durch Ausbilden der Spanfläche 23 aus den zwei Spanflächen 23A und 23B kann bei der vorliegenden Ausführungsform die Strecke bis zum Beginn des Lockens von Späne verkürzt werden, verglichen mit der Schneidplatte aus dem Stand der Technik, bei welcher nur eine Spanfläche ausgebildet war. Daher werden selbst dann, wenn bei einem leichten Schneidvorgang ein gesamter Schneidbereich der Schneidkante 27 benutzt wird, so daß die Späne in einem um einen gegebenen Abstand vom Schneideneckenteil 26 getrennten Abschnitt der Schneidkante 27 eine kleine Dicke aufweisen, die Späne in einem verhältnismäßig schnellen Schritt gelockt. Aufgrund dieses Lockens wird selbst unter derartigen Schneidbedingungen eine Verlängerung von Späne verhindert.
Durch die vorliegende Erfindung können sowohl beim leichten Schneidvorgang als auf beim schweren Schneidvorgang über den gesamten einzelnen Schneidbereich der Schneidkante 27 Späne sicher verarbeitet werden. Zusammen mit dem Zerbrechen durch die Vorsprünge 31 kann die Schneidplatte 21 außerdem für einen weiten Bereich von Zielen genutzt werden und weist äußerst praktische Gebrauchseigenschaften auf.
Wie in Figuren 14 bis 17 dargestellt, sind die Höhen h&sub1;, h&sub2;, h&sub3; und h&sub4; der Brecherfläche 29 alle gleich, wenn die Brecherfläche 29 wie bei der obigen Ausführungsform in eine zur Richtung der Dicke des Schneidplattenkörpers 22 senkrechte ebene Fläche geformt wird. Jedoch können die Höhen h&sub1;, h&sub2;, h&sub3; und h&sub4; in dieser Reihenfolge auch allmählich zunehmen oder abnehmen. Im ersteren Fall ist die Brecherfläche 29 als eine vom Schneideneckenteil 26 zur Mitte der Schneidkante 27 hin nach unten geneigte schräge Fläche ausgebildet. Entsprechend ist die Brecherfläche 29 im letzteren Fall als eine vom Schneideneckenteil 26 zur Mitte der Schneidkante 28 hin nach oben geneigte schräge Fläche ausgebildet.
Bei der zuvor erwähnten Ausführungsform findet zudem die vorliegende Erfindung bei einer Spanfläche Anwendung, welche bei Betrachtung von vorne quadratisch geformt ist; jedoch kann die vorliegende Erfindung bei einer Schneidplatte Anwendung finden, welche dreieckige sowie andere polygonale Formen aufweist. Außerdem besteht bei der in den Figuren 14 bis 19 dargestellten vorliegenden Ausführungsform die Spanfläche 23 aus zwei Spanflächen 23A und 23B; jedoch kann die Spanfläche 23 ebenso aus drei oder mehr Spanflächen aufgebaut sein.
Die Figuren 18 bis 22 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsform werden für dieselben Komponenten dieselben Bezugszeichen wie bei der oben erwähnten ersten Ausführungsform verwendet, um eine Wiederholung der Beschreibungen derselben zu vermeiden.
Die Schneidplatte 41 bei der Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß durch Ausführung eines Honverfahrens an der Schneidkante 27 ein negativer Schneidrücken 42 auf der Schneidkante 27 ausgebildet ist. Bei dieser Konstruktion kann die Festigkeit der Schneidkante 27 vergrößert werden, so daß das Schneidvermögen der Schneidplatte 41 stabilisiert werden kann, insbesondere während eines schweren Schneidvorgangs.
Die Figuren 20 bis 33 zeigen eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der folgenden Beschreibung der Ausführungsform werden für dieselben Komponenten dieselben Bezugszeichen wie bei der oben erwähnten ersten Ausführungsform verwendet, wie in den Figuren 8 bis 17 dargestellt, um eine Wiederholung der Beschreibungen derselben zu vermeiden.
Auch bei dieser Ausführungsform sind auf der Spanfläche 23 Vorsprünge 131 mit Rückenteilen 132 ausgebildet. Die Vorsprünge 131 sind so geformt, daß sich die Rückenteile 132 vom Umfang des Schneidplattenkörpers 22 auf die Innenseite der Vorderseite des Schneidplattenkörpers 22 zu erstrecken. Der Rückenteil 132 ist in bezug zur Brecherfläche 29 der höchste Teil des Vorsprungs 131 und ist senkrecht zur Richtung der Dicke des Schneidplattenkörpers 22. Außerdem sind die Rückenteile 132 senkrecht zur Schneidkante 27 und sind parallel zueinander.
Wie in den Figuren 30 bis 32 dargestellt, sind außerdem die Vorsprünge 131 so geformt, daß die Längen der Rückenteile 132 zur Mitte der Schneidkante 27 hin allmählich zunehmen. Die Länge R des Rückenteils 132 ist als Länge des Teilstücks definiert, welches vom Schnittpunkt 133 der Rückenteile 132 und der Spanfläche 32 aus senkrecht zur Schneidplattendicke verläuft; und daher ist die Beziehung zwischen Ra, Rb und Rc, die in den Figuren 30 bis 32 dargestellt sind, Ra < Rb < Rc.
Weil der Rückenteil 132 so geformt ist, daß er sich in einer zur Richtung der Schneidplattendicke senkrechten Ebene gerade aus der Spanfläche heraus erstreckt, existiert bei der Schneidplatte 121 mit einer solchen Konstruktion ebenso wie im Fall der ersten Ausführungsform zwischen der Spanfläche 23 und dem Vorsprung 131 kein V-förmiger Abschnitt, wie er in Figur 7 zu sehen war.
Selbst in dem Fall, wenn während eines Schneidvorgangs mit einer großen Vorschubgeschwindigkeit Späne mit einer großen Dicke erzeugt werden, treten daher die Späne, welche von der Schneidkante 27 abgetrennt werden und welche sich entlang der Spanfläche 23 strecken, über die Rückenteile 132 des Vorsprungs 131 hinweg und werden leicht gelockt, so daß sie in Spanstücke gebrochen werden. Infolgedessen kann die Schneidplatte 121 einige Probleme lösen, wie sie beispielsweise bei der Schneidplatte aus dem Stand der Technik auftreten, bei welcher die Späne sofort mit einem kleinen Durchmesser gelockt wurden, wodurch ein großer Schneidwiderstand erzeugt wurde.
Wie in Figur 34 dargestellt, werden andererseits dünne Späne T&sub2; erzeugt, wenn die Vorschubgeschwindigkeit klein ist. Die vom Werkstücke WP abgetrennten Späne fließen an der Spanfläche 23 entlang und werden leicht gelockt, wenn die Späne T&sub2; über die Rückenteile 132 der Vorsprünge 131 hinwegtreten. Die Späne T&sub2; werden auf diese Weise gelockt und strecken sich dann zum inneren Teil der Vorderseite des Schneidplattenkörpers 22 hin, wobei sie mit den Rückenteilen 132 in Berührung treten. Selbst während dieses Intervalls werden die Späne T&sub2; durch die Berührung mit dem Rückenteil 132 weiter in einen kleinen Durchmesser gelockt und dann in Spanstücke gebrochen.
Bei der Schneidplatte 121 der vorliegenden Ausführungsform ist die Länge des Rückenteils 132 abseits vom Schneideneckenteil 26 länger als die Länge des Rückenteils 132 nahe am Schneideneckenteil 26. Infolgedessen werden die Späne, welche über diese langen Rückenteile 132 gleiten, dadurch daß sie mit einem großen Teil dieser Rückenteile 132 in Berührung kommen, in einen kleinen Lockendurchmesser gelockt; so können diese Arten von Späne sicher in Spanstücke gebrochen werden.
Wenn jedoch in dem Fall, daß diese Rückenteile 132 des Vorsprungs 131 auf diese Weise verlängert sind, bei einem Schneidvorgang mit einer großen Vorschubgeschwindigkeit Späne mit einer großen Dicke erzeugt werden, kann es dazu kommen, daß diese Art Späne nicht ausreichend gelockt wird, wenn sie über die Rückenteile 132 hinwegtritt, da die Späne über den Schnittpunkt 133 der Spanfläche 23 und des Rückenteils 132 hinwegspringen. Die Späne, welche nicht ausreichend gelockt werden, berühren den Rückenteil 132 in einem langen Bereich und dies führt zur einem großen Widerstand zwischen den Spänen und dem Rückenteil 132.
Als Antwort darauf sind die Rückenteile 132 bei der Schneidplatte 121 der vorliegenden Ausführungsform so gestaltet, daß die Länge des Rückenteils 132 in der Nähe des Schneideneckenteils 26 kürzer ist als die Länge des Rückenteils abseits vom Schneideneckenteil 26. Selbst in dem Fall, wenn Späne mit eine großen Dicke erzeugt werden, ist daher der Widerstand zwischen den Spänen und dem Rückenteil 132 in der Nähe des Schneideneckenteils 26 verhältnismäßig klein, so daß der Gesamtwiderstand verringert werden kann. Zudem können auch während eines Schneidvorgangs mit einer großen Vorschubgeschwindigkeit unter Verwendung der Umgebung um den Schneideneckenteil 26 der Schneidkante 27 große Widerstands zunahmen verhindert werden.
In dem Fall, wenn Späne mit einer großen Dicke erzeugt werden, können die Späne durch die vorliegende Erfindung in Spanstücke gebrochen werden, was die Erzeugung eines übermäßigen Widerstands verhindert. In der entgegengesetzten Situation, in welcher Spane mit eine kleinen Dicke erzeugt werden, können die Späne entsprechend in einen kleinen Durchmesser gelockt werden, so daß sie in Spanstücke gebrochen werden.
Durch den langen Rückenteil 132 des Vorsprungs 131 abseits vom Schneideneckenteil 26 können insbesondere Späne mit einer kleinen Dicke sicher gelockt werden; selbst in dem Fall, wenn die Vorschubgeschwindigkeit klein ist, kann somit eine Verlängerung der Späne ohne ein Zerbrechen wirkungsvoll verhindert werden. Infolgedessen kann die Schneidplatte 121 einige Probleme lösen, wie beispielsweise die Beeinträchtigung der Schneidgenauigkeit infolge der verlängerten Späne, die mit der Schnittfläche in Berührung treten, oder derart, wie sie auftreten, wenn sich die verlängerten Späne um solche Dinge wie das Werkzeug oder das Werkstück herumwickeln.
Die Figuren 35 bis 40 zeigen eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsform werden für dieselben Komponenten dieselben Bezugszeichen wie bei der oben erwähnten Ausführungsform verwendet, wie in den Figuren 28 bis 34 dargestellt, um eine Wiederhölung der Beschreibung derselben zu vermeiden.
Auch bei der Schneidplatte 141 dieser Ausführungsform besteht die Spanfläche 23 aus der ersten Spanfläche 23A mit einem Spanwinkel α und der zweiten Spanfläche 23B mit einem Spanwinkel β; die Spanwinkel α und β nehmen zur Mitte der Schneidkante 27 hin allmählich ab, und die Breiten der Spanfläche 23 und der ersten Spanfläche 23A nehmen zur Mitte der Schneidkante 27 hin zu.
Wie in den Figuren 37 bis 39 als Querschnitte dargestellt, sind Vorsprünge 142 mit Rückenteilen 143 auf der Spanfläche 23 ausgebildet. Die Vorsprünge 142 sind so geformt, daß sich die Rückenteile 143 vom Umfang des Schneidplattenkörpers 22 zur Innenseite der Vorderseite des Schneidplattenkörpers 22 hin erstrecken. Die Rückenteile 143 sind senkrecht zur Richtung der Dicke des Schneidplattenkörpers 22. Außerdem ist der innere Teil des Vorsprungs 142 mit einer zur Innenseite der Vorderseite hin nach unten geneigten schrägen Fläche 144 ausgebildet, während bei der oben erwähnten Ausführungsform der innere Teil des Vorsprungs 31 mit der sphärischen Fläche 34 ausgebildet ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind zusätzlich die Längen 5 der Rückenteile 143 alle gleich, während bei der dritten Ausführungsform die Längen des Rückenteils 132 zur Mitte der Schneidkante 27 hin zunehmen.
Weil bei einer Schneidplatte 141 mit dieser Art Konstruktion zwischen der Spanfläche 23 und den Vorsprüngen 142 der V- förmige Abschnitt, wie er in Figur 7 zu sehen war, ebenfalls nicht vorhanden ist, kann der Widerstand zwischen Spänen und den Vorsprüngen 142 während eines Schneidvorgangs mit einer großen Vorschubgeschwindigkeit verringert werden.
Wie in Figur 40 dargestellt, werden demgegenüber in dem Fall, wenn die Vorschubgeschwindigkeit klein ist, die Späne T&sub2;, die vom Werkstück 37 abgetrennt wurden und eine kleine Dicke aufweisen, nur leicht gelockt, während sie von der Spanfläche 23 aus über die Rückenteile 143 hinwegtreten. Daraufhin strecken sich die Späne T&sub2;, die langgestreckt sind, während sie die Rückenteile 143 berühren, weiter, während sie die schräge Fläche 144 berühren, treten mit der Brecherfläche 29 in Berührung und werden dann weiter in einen kleinen Lockendurchmesser gelockt, wie in Figur 40 dargestellt. Obwohl die Länge R der Rückenteil 143 nicht vergrößert wird, können infolgedessen die Späne sicher gelockt und in Spanstücke gebrochen werden.
Wenn die Spanfläche 23 bei der vorliegenden Erfindung in der zuvor erwähnten Konstruktion angeordnet ist, kann man zusätzlich dieselben Ergebnisse erhalten, wie diejenigen, die man bei der dritten Ausführungsform erhalten hat.
Die Figuren 42 bis 47 zeigen eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsform werden für dieselben Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet, wie bei den oben erwähnten Ausführungsformen, um eine Wiederholung der Beschreibung derselben zu vermeiden.
Auch bei der Schneidplatte 221 der Ausführungsform sind auf der Spanfläche 23 Vorsprünge 231 mit Rückenteilen 232 ausgebildet. Die Vorsprünge 231 sind so geformt, daß sich die Rückenteile 232 vom Umfang des Schneidplattenkörpers 22 zur Innenseite der Vorderseite des Schneidplattenkörpers 22 hin erstrecken. Die Rückenteile 232 sind zur Richtung der Dicke des Schneidplattenkörpers 22 senkrecht und sind zueinander parallel.
Wie in den Figuren 44 bis 46 dargestellt, sind die Rückenteile 232 außerdem so gestaltet, daß bei Betrachtung von vorne die Abstände da, db und dc zwischen der Schneidkante 27 und der Schnittpunkt 233 der Spanfläche 23 und des Rückenteils 232 des Vorsprungs 231, d.h. bis zum Ausgangspunkt des Rückenteils 232 zur Mitte der Schneidkante 27 hin zunehmen. Daher sind die Beziehungen zwischen den Abständen da, db und dc in den Figuren 44 bis 46 da < db < dc.
Zusammen damit werden die Höhen ha bis hc von der Schneidkante 27 bis zum Rückenteil 232 in Richtung der Schneidplattendicke zur Mitte der Schneidkante 27 hin größer, da die Spanfläche 23 zu einer zur Innenseite der Vorderseite des Schneidplattenkörpers 22 hin schräg nach unten geneigten Fläche geformt ist. Daher sind die Beziehungen zwischen ha, hb und hc in den Figuren 44 bis 46 ha < hb < hc.
So sind die Schnittpunkte 233 zwischen der Spanfläche 23 und den Rückenteilen 232 auf einer gebogenen Linie angeordnet, die sich konkav zum Innenteil des Schneidplattenkörpers 22 hin krümmt.
Zusätzlich nehmen die Spanwinkel α und β zur Mitte der Schneidkante 27 hin allmählich ab. Die Breite W der Spanfläche 23 und die Breite W&sub1; der ersten Spanfläche 23A nehmen zur Mitte der Schneidkante 27 hin zu.
Bei der Schneidplatte 221 mit einem solchen Aufbau nehmen die tatsächlichen Abstände zwischen der Schneidkante 27 und den Schnittpunkten 233 entlang der Spanfläche 23 zur Mitte der Schneidkante 27 hin zu. In dem Fall, in dem die Späne eine kleine Dicke aufweisen, werden die Späne daher am ersten Schnittpunkt 233 des zum Schneideneckenteil 26 benachbarten Vorsprungs 231 gelockt, jedoch wenig, ungeachtet der Breite der Späne, weil die Späne mit einer kleinen Dicke leicht gelockt werden können. Dann strecken sich die Späne zur Innenseite der Vorderseite hin, wobei sie den Rückenteil 232 entlang des Rückenteils 232 berühren. Aufgrund des Reibwiderstands zwischen den Rückenteil 232 und der Späne werden die Späne weiter in einen kleinen Durchmesser gelockt, so daß die Späne in Spanstücke gebrochen werden.
Wenn die Abstände zwischen der Schneidkante 27 und den Schnittpunkten 233 sämtlich gleich und lang sind, werden im Gegensatz dazu die Späne mit einem kleinen Durchmesser an den Schnittpunkten 233 nicht gelockt. Der Grund dafür liegt darin, daß die dünnen und langen Späne elastisch sind, so daß der Widerstand vom Schnittpunkt 233 und vom Rückenteil 232, welcher zum Locken der Späne dient, klein ist. Infolgedessen verlängern sich die Späne ohne ein Locken und werden mit dem Werkstück in Berührung treten, werden sich um das Werkstück herumwickeln, und Schneidvorgänge werden behindert.
In dem Fall, in dem Späne einen großen Durchmesser und eine große Breite aufweisen, werden außerdem die Späne am ersten Schnittpunkt 233 des Vorsprungs 331 benachbart zum Schneideneckenteil 26 nicht gelockt. Der Grund dafür liegt darin, daß die Späne mit einer großen Dicke nicht leicht in einen kleinen Durchmesser gelockt werden können, und der Widerstand, der zum Locken der Späne einwirkt, nicht groß ist, weil am Schnittpunkt 233 der V-förmige Abschnitt, wie in Figur 7, nicht vorhanden ist. Daher passieren die Späne den ersten Schnittpunkt 233 und verlängern sich zur Innenseite der Vorderseite hin. Jedoch werden die weiter verlängerten Späne am zweiten Schnittpunkt 233 oder dritten Schnittpunkt 233 vom Schneideneckenteil 26 aus gelockt. Der Grund dafür liegt darin, daß die Späne am zweiten Schnittpunkt 233 in einen verhältnismäßig großen Durchmesser gelockt werden können; am dritten Schnittpunkt 233 können die Späne in einen großen Durchmesser gelockt werden. Wenn der Lockungsdurchmesser größer ist, können die Späne durch eine kleinere Kraft gelockt werden. Wenn die Dicke der Späne verhältnismäßig groß ist, werden die Späne daher am zweiten Schnittpunkt 233 gelockt, wenn die Dicke der Späne groß ist, werden die Späne am dritten Schnittpunkt 233 gelockt; und in den beiden Fällen ist der Widerstand zum Locken der Späne nicht groß.
Bei der Schneidplatte 221 der fünften Ausführungsform können somit Späne mit einer kleinen Dicke sicher gelockt und in Spanstücke gebrochen werden, und dies kann das Problem einer Verlängerung der Späne ohne ein Zerbrechen lösen. Außerdem können bei der obigen Schneidplatte 221 Späne mit einer großen Dicke in einen großen Durchmesser gelockt werden, so daß der Widerstand beim Locken verringert werden kann, und die Schneidplatte 221 kann das Problem lösen, bei dem die Späne das Werkstück berühren und sich festsetzen.
Obwohl bei der obigen Ausführungsform durch eine solche Gestaltung, daß die Abstände da bis Q zur Mitte der Schneidkante 27 hin zunehmen, die Abstände ha bis hc zur Mitte der Schneidkante 27 hin zunehmen, können die Abstände ha bis hc durch eine solche Gestaltung, daß die Spanwinkel α und β zur Mitte der Schneidkante 27 hin abnehmen, sämtlich gleich sein.
Die Figuren 49 bis 52 zeigen eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der folgenden Beschreibung der Ausführungsform werden für dieselben Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet, wie bei den zuvor erwähnten Ausführungsformen, um eine Wiederholung der Beschreibung derselben zu vermeiden.
Die Schneidplatte 321 der vorliegenden Ausführungsform ist durch die Form von Vorsprüngen 331 gekennzeichnet. Wie in Figur 49 dargestellt, ist der Vorsprung 331 so gestaltet, daß dann, wenn man eine Linie L annimmt, die zur Schneidkante 27 senkrecht ist und durch den Schnittpunkt 333 der Spanfläche 23 und des äußeren Endes des Rückenteils 332 hindurchtritt, das innere Ende des Vorsprungs 331 gegenüber der Linie L nach außen zum Schneideneckenteil 26 hin gebogen ist. Die Vorsprünge 331, wie oben angegeben, sind symmetrisch zu einer Mittellinie angeordnet, welche durch zwei Mitten der Schneidkanten 27 verläuft.
Bei der Schneidplatte 321 der vorliegenden Ausführungsform ist der Rückenteil 332 des Vorsprungs 331 in eine gekrümmte Gestalt geformt, und infolgedessen werden die gelockten Späne in Richtung der Senkrechten zu der gekrümmten Linie allmählich nach außen zur entgegengesetzten Seite des Schneideneckenteils 26 gezwungen. Das heißt, die Späne werden in eine zylindrische oder konische Form gelockt und werden zur Innenseite der Vorderseite des Schneidplattenkörpers 22 hin, d.h. in einer Richtung weg von der Schnittfläche des Werkstücks abgeführt.
Bei der Schneidplatte 321 der Ausführungsform können die Späne somit in der vorbestimmten Richtung abgeführt werden. Infolgedessen kann die Schneidplatte 321 einige Probleme lösen, bei denen die Späne mit der Schnittfläche des Werkstücks in Berührung kommen, so daß die Schneidgenauigkeit beeinträchtigt wird und der Schneidwiderstand zunimmt, indem die Späne im Zwischenraum zwischen der Schneidplatte 321 und dem Werkstück eingefangen werden; und durch die Schneidplatte 321 kann die reibungslose Abfuhr der Späne erfolgen.
Aufgrund der Berührung mit der Späne während des Schneidvorgangs kann dem auf die Schneidplatte ausgeübten Widerstand zusätzlich eine Richtung gegeben werden. Infolgedessen können die Schwingungen der Schneidplatte während der Schneidvorgänge mühelos verkleinert werden, verglichen mit dem Fall, in dem die Schwingungen aus zufälligen Richtungen übertragen werden, so daß eine Beeinträchtigung der Schneidgenauigkeit ebenfalls wirksam verhindert werden kann.
Die Figuren 53 und 54 zeigen eine siebente Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der folgenden Beschreibung der Ausführungsform werden für dieselben Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet, wie bei den oben erwähnten Ausführungsformen, um eine Wiederholung der Beschreibung derselben zu vermeiden.
Die siebente Ausführungsform unterscheidet sich von der sechsten Ausführungsform in dem Merkmal, daß der Vorsprung 342 in einer entgegengesetzten Richtung zum vorgenannten Vorsprung 331 gekrümmt ist. Das heißt, der Vorsprung 342 ist zur Innenseite der Vorderseite des Schneidplattenkörpers 22 hin nach innen gekrümmt. Die Vorsprünge 342, wie oben angegeben, sind symmetrisch zu einer durch zwei Mitten der Schneidkanten 27 verlaufenden Mittellinie angeordnet.
Auch bei der Schneidplatte 341 der vorliegenden Ausführungsform ist der Rückenteil 343 des Vorsprungs 342 in eine gekrümmte Gestalt geformt, und infolgedessen werden die gelockten Späne in Richtung der Senkrechten zu der gekrümmten Linie allmählich zur benachbarten Schneidkante 27 hin nach außen gedrückt. Das heißt, die Späne werden in eine zylindrische oder konische Gestalt gelockt und werden zur benachbarten Schneidkante 27 hin, d.h. der Richtung weg von der Schnittfläche des Werkstücks abgeführt.
Bei der Schneidplatte 341 der Ausführungsform können die Späne somit in der bestimmten Richtung abgeführt werden. Deswegen kann die Schneidplatte 341 dieselben Vorteile wie die oben erwähnte Ausführungsform erzielen, das heißt, es gibt keine Berührung der Späne mit der Schnittfläche des Werkstücks, und die Späne werden nicht im Zwischenraum zwischen der Schneidplatte 341 und dem Werkstück eingefangen. Zudem werden bei der vorliegenden Ausführungsform die gelockten Späne in einer Richtung sowohl vom Werkstück und vom Schneidplattenkörper 22 weg abgeführt. Infolgedessen kann ein Herumwickeln dieser Art von Späne um ein Werkzeug vermieden werden, in dem derartige Dinge wie der Schneidplattenkörper 22 und die Schneidplatte angebracht sind, und dadurch können Schneidvorgänge reibungslos durchgeführt werden.
Wie oben beschrieben ist die erfindungsgemäße Schneidplatte so angeordnet, daß die Rückenteile der aus der Spanfläche heraus überstehenden Vorsprünge senkrecht zur Richtung der Schneidplattendicke ausgebildet sind. Infolgedessen treten von der Schneidkante erzeugte Späne über die Rückenteile hinweg und verlängern oder strecken sich entlang der Rückenteile, während die Späne leicht gelockt und dann in Spanstücke gebrochen und abgeführt werden. Deswegen kann insbesondere während eines schweren Schneidvorgangs der der Späne entgegengesetzte Widerstand verringert werden und ein Festsetzen der Späne kann vermieden werden. Daher kann die vorliegende Erfindung einige Probleme lösen, bei denen der Schneidwiderstand beim Vorgang des Zerbrechens der Späne zunimmt, die Schneidgenauigkeit beeinträchtigt wird, und die Schneidkante aufgrund festsitzender Späne bricht, und es kann eine reibungslose Abfuhr der Späne erfolgen.
Wenn die Vorsprünge in einer solchen Weise geformt sind, daß die Länge der Rückenteile zur Mitte der Schneidkante hin zunimmt, kann zusätzlich dieser überlegene Schneidvorgang in einem breiten Bereich von Schneidbedingungen erfolgen; insbesondere kann dann, wenn die Vorschubgeschwindigkeit klein ist, das Locken und Zerbrechen der Späne sichergestellt werden, und eine Verlängerung der Späne kann verhindert werden.
Wenn die Vorsprünge in einer solchen Weise geformt sind, daß der Abstand von der Schneidkante zum Schnittpunkt der Rückenteile und der Spanfläche (vom Schneideneckenteil zur Mitte der Schneidkante hin zunimmt), kann insbesondere dann, wenn die Späne eine große Dicke aufweisen, der Widerstand infolge des Lockens der dicken Späne verringert werden, und eine Berührung der Späne mit der Schnittfläche des Werkstücks und ein Festsetzen der Späne können wirksam verhindert werden.
Daher können zusätzlich zur Bewahrung der Fähigkeit zum Zerbrechen der Späne bei kleiner Vorschubgeschwindigkeit, das Festsetzen der Späne bei großer Vorschubgeschwindigkeit und die Beeinträchtigung der Schneidgenauigkeit sowie eine übermäßige Beanspruchung auf der Schneidkante verhindert werden, und somit kann ein reibungsloser Ablauf des Schneidvorgangs erfolgen.
Wenn die Vorsprünge in einer solchen Weise geformt sind, daß das innere Ende des Vorsprungs in einer Draufsicht in bezug zu einer zur Schneidkante senkrechten Linie gekrümmt ist, können die Späne zudem in einer vorbestimmten Richtung abgeführt werden. Infolgedessen können eine Beeinträchtigung der Schneidgenauigkeit infolge einer Berührung der Späne mit der Schnittfläche des Werkstücks sowie starke Zunahmen des Widerstands infolge eines Einfangens der Späne im Spalt zwischen der Schneidplatte und dem Werkstück verhindert werden; somit kann ein reibungsloser Ablauf des Schneidvorgangs erfolgen.
Im folgenden werden die Vorteile der vorliegenden Erfindung mittels der nachfolgenden Versuchsbeispiele im einzelnen erläutert.

Versuchsbeispiel 1

Die in den Figuren 8 bis 17 dargestellte Schneidplatte 21 der vorliegenden Erfindung sowie die in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Schneidplatten 1 und 13 aus dem Stand der Technik wurden sämtlich hergestellt. Unter Verwendung der Schneidplatte 21 der vorliegenden Erfindung wurden Werkstücke bei verschiedenen Vorschubgeschwindigkeiten und Schnittiefen spanabhebend bearbeitet oder geschnitten, und die Beschaffenheit der während dieses Schneidvorgangs erzeugten Späne wurde untersucht. Zusätzlich wurden die in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Schneidplatten 1 und 13 aus dem Stand der Technik unter denselben Bedingungen verwendet, und es wurde ein Schneidvorgang durchgeführt; daraufhin wurde dann die Beschaffenheit der in derselben Weise erzeugten Späne vermerkt. Diese Schneidvorgänge wurden als Vergleichsbeispiele 1 und 2 durchgeführt.
Die Ergebnisse des Versuchsbeispiels sowie der Vergleichsbeispiele 1 und 2 sind in den Figuren 23 bis 25 dargestellt. Die Schneidbedingungen während dieser Vorgänge waren wie folgt:
SNCN439 (HB265) wurde als Werkstück verwendet;
eine Schneidplatte vom Typ SNMM643 wurde bei einer Schnittgeschwindigkeit V = 100 m/min verwendet;
die Schnittiefe d = 1,0 bis 10,0 mm; und
ein trockener Schneidvorgang wurde durchgeführt, wobei die Vorschubgeschwindigkeit pro Umdrehung f = 0,25 bis 1,0 mm/Umdrehung betrug.
Außerdem sind die Figuren 26 und 27 Draufsichten, welche die Umgebung um den Schneideneckenteil 5 der bei den Versuchen mit den Vergleichsbeispielen 1 und 2 verwendeten Schneidplatte zeigen; zur Bezeichnung identischer Teile zu denjenigen, die in den Figuren 1 und 4 dargestellt sind, wurden dieselben Bezugszeichen verwendet. Wie von diesen Figuren in Draufsicht dargestellt, weist die bei den Vergleichsbeispielen 1 und 2 verwendete Schneidplatte dieselbe quadratische Form wie die Schneidplatte des Versuchsbeispiels auf. In den Figuren 23 bis 25 geben sämtliche der mit dicken Linien umrandeten Bereiche allgemein Normalzustände des Profils wieder. Wie in diesen Figuren dargestellt, wurden in dem Fall, wenn die Schnittiefe und die Vorschubgeschwindigkeit äußerst klein sind, sowohl im Versuchsbeispiel und in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 Späne verlängert, und ein ausgezeichneter Schneidzustand konnte nicht erreicht werden. Wenn jedoch die Schnittiefe und die Vorschubgeschwindigkeit um einen gegebenen Betrag größer waren, konnten die Späne in Spanstücke gebrochen werden und es kann ein ausgezeichneter Schnittzustand erreicht werden. Wenn jedoch die Schnittiefe und die Vorschubgeschwindigkeit sogar noch größer waren, als in den Figuren 24 bis 25 dargestellt, wurde bei den Vergleichsbeispielen 1 und 2 ein Festsetzen beobachtet, und ein reibungsloser Ablauf des Schneidens wurde äußerst schwierig. Insbesondere war diese Tendenz beim Vergleichsbeispiel 2 auffallend.
Im Vergleich dazu erstreckt sich bei dem Versuchsbeispiel, bei dem die Schneidplatte des vorliegenden Beispiels verwendet wurde, wie in Figur 23 dargestellt, der Bereich, der einen ausgezeichneten Schnittzustand zeigt, nach außen, so daß er den Bereich einschließt, in dem die Schnittiefe und Vorschubgeschwindigkeit groß sind, und es konnten auffallend unterschiedliche Ergebnisse erzielt werden, insbesondere während eines schweren Schneidvorgangs. Die oben erwähnten Ergebnisse demonstrieren deutlich die Auswirkungen der vorliegenden Erfindung.

Versuchsbeispiel 2

Die in den Figuren 28 bis 40 dargestellten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden hergestellt. Daraufhin wurden diese Schneidplatten verwendet, um Werkstücke bei verschiedenen Vorschubgeschwindigkeiten und Schnittiefen spanabhebend zu bearbeiten oder zu schneiden, und es wurde der Verarbeitungszustand der Späne während dieser Zeit untersucht. Figur 41 zeigt die Ergebnisse dieser Untersuchung und gibt einen Bereich an, in dem eine ausgezeichnete spanabhebende Bearbeitung möglich war. Die in Figur 41 mit der durchgezogenen Linie umrandete Fläche Z&sub1; zeigt die in den Figuren 28 bis 34 dargestellte Ausführungsform, während die mit der unterbrochenen Linie umrandete Fläche Z&sub2; die in den Figuren 35 bis 40 dargestellte Ausführungsform zeigt.
Die Schneidbedingungen waren wie folgt:
SNCM439 (HB265) wurde als Werkstück verwendet; die Form der verwendeten Schneidplatte (SNMM644) ist in der JISB4103 vorgegeben;
die Schnittgeschwindigkeit V = 100 m/min;
die Schnittiefe betrug ungefähr 1,0 bis 10,0 mm; und
ein trockener Schneidvorgang wurde durchgeführt, wobei die Vorschubgeschwindigkeit pro Umdrehung im ungefähren Bereich von 0,25 bis 1,0 mm/Umdrehung lag.
Wie durch die in dieser Figur gezeigten Ergebnisse dargestellt, kann unter Verwendung der Schneidplatte der vorliegenden Erfindung ein ausgezeichneter Schneidvorgang über einen verhältnismäßig breiten Bereich von Schneidbedingungen durchgeführt werden.
Insbesondere in dem Bereich, in dem die Vorschubgeschwindigkeit klein ist, wurde über einen breiten Bereich ein überlegener Schneidvorgang demonstriert, ungeachtet dessen, ob die Schnittiefe groß oder klein war. Mittels der vorliegenden Erfindung können Späne mit einer kleinen Dicke sicher gebrochen werden, und eine Verlängerung der Späne kann wirkungsvoll verhindert werden.

Versuchsbeispiel 3

Die Schneidplatte 221 der in den Figuren 42 bis 47 dargestellten Ausführungsform wurde wirklich hergestellt, und unter Verwendung verschiedener Vorschubgeschwindigkeiten und Schnittiefen erfolgte eine spanabhebende Bearbeitung eines Werkstücks, und der Verarbeitungszustand der Späne während dieser Zeit wurde untersucht. Figur 48 zeigt den Bereich, in dem eine ausgezeichnete spanabhebende Bearbeitung möglich war.
Die Schneidbedingungen waren wie folgt:
SNCM439 (HB265) wurde als Werkstück verwendet;
die Form der verwendeten Schneidplatte (SNMM644) ist in der JISB4103 vorgegeben;
die Schnittgeschwindigkeit V = 100 m/min;
die Schnittiefe betrug ungefähr 1,0 bis 10,0 mm; und ein trockener Schneidvorgang wurde durchgeführt, wobei die Vorschubgeschwindigkeit pro Umdrehung im ungefähren Bereich von 0,25 bis 1,0 mm/Umdrehung lag.
Bei Betrachtung der in dieser Figur dargestellten Ergebnisse ist offensichtlich, daß durch Verwendung der Schneidplatte der vorliegenden Erfindung über einen verhältnismäßig weiten Bereich von Schneidbedingungen eine ausgezeichnete spanabhebende Bearbeitung erfolgen kann. Insbesondere in dem Fall, wenn die Vorschubgeschwindigkeit groß war, wurden ungeachtet der Schnittiefe über einen breiten Bereich von Schneidbedingungen überlegene Schneidfähigkeiten gezeigt; durch die vorliegende Erfindung wurde eine Beaufschlagung der Späne mit einer großen Dicke mit einem Widerstand, eine Berührung der Späne mit der Schnittfläche des Werkstücks und ein Festsetzen der Späne sämtlich wirkungsvoll verhindert.

Claims

1. Wendeschneidplatte, umfassend einen Schneidplattenkörper (22), der in eine polygonale plattenartige Gestalt geformt ist, die bei Betrachtung von vorne von einer Vorderseite, einer Rückseite und einem zwischen der Vorder- und Rückseite liegenden Seitenflächenumfang begrenzt wird, wobei der betagte Schneidplattenkörper umfaßt:

eine auf mindestens der besagten Vorderseite ausgebildete Spanfläche (23), wobei die besagte Spanfläche zur Innenseite der Vorderseite hin schräg nach unten geneigt ist;

mindestens eine auf der besagten Seitenfläche ausgebildete Freifläche (25);

mindestens eine an der Schnittlinie der Spanfläche (23) und der Freifläche (25) ausgebildete Schneidkante (27);

mindestens einen an der Ecke der besagten Vorderseite ausgebildeten und mit der besagten Schneidkante (27) verbundenen Schneideneckenteil (26);

mindestens eine Spanbrecherfläche (29), die:

(a) in einer zur Richtung der Dicke des Schneidplattenkörpers (22) senkrechten Ebene liegt; oder

(b) eine vom Schneideneckenteil (26) zur Mitte der Schneidkante (27) hin schräg nach unten geneigte Fläche ist; oder

(c) eine vom Schneideneckenteil (26) zur Mitte der Schneidkante (27) hin schräg nach oben geneigte Fläche ist; und

mindestens einen Vorsprung (31), der sich in Richtung der Innenseite der Vorderseite erstreckt;

wobei die besagte Schneidplatte dadurch gekennzeichnet ist, daß:

der besagte Vorsprung einen Rückenteil (32) aufweist, der sich in einer zur Richtung der Dicke des Schneidplattenkörpers senkrechten Ebene gerade aus der Spanfläche (23) heraus erstreckt; und

der Spanwinkel (α , β ) der besagten Spanfläche (23) innerhalb eines Schneidbereichs der Schneidkante von dem besagten Schneideneckenteil (26) zur Mitte der besagten Schneidkante (27) hin allmählich abnimmt, und die Breite (W) der Spanfläche (23) entsprechend dem Abstand von der Schneidkante (27) bis zur Schnittlinie (36) der Spanfläche (23) und der Spanbrecherfläche (29) senkrecht zur Dicke des Schneidplattenkörpers (22) von dem besagten Schneideneckenteil zur Mitte der Schneidkante hin allmählich zunimmt.

2. Schneidplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Vorsprung (33) ein inneres Ende und ein äußeres Ende aufweist, das besagte äußere Ende des Vorsprungs mit dem besagten Rückenteil (32) ausgebildet ist, der bei Betrachtung in einem Querschnitt senkrecht zu der verlängerten Richtung des Vorsprungs eine konvexe Fläche aufweist, und das besagte innere Ende des Vorsprungs eine mit der konvexen Fläche glatt verbundene sphärische Fläche aufweist.

3. Schneidplatte nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl der besagten Vorsprünge (31, 131, 142, 231) entlang der Richtung angeordnet sind, in der die besagte Schneidkante (27) verlängert ist, wobei sich sämtliche der besagten Vorsprünge derart erstrecken, daß die Erstreckungsrichtung des besagten Rückenteils (32, 132, 143, 232) bei Betrachtung von vorne zu der besagten Schneidkante (27) senkrecht ist, und die Abstände von der Schneidkante (27) bis zu den Schnittpunkten der Spanfläche (23) und den äußeren Enden der Vorsprünge (31, 131, 142, 231) bei Betrachtung von vorne alle gleich sind.

4. Schneidplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schneideneckenteil (26) auf dem Eckteil der besagten Vorderseite ausgebildet ist, welche bei Betrachtung von vorne eine polygonale Gestalt aufweist, eine Mehrzahl der besagten Vorsprünge (131) parallel zu der Richtung entlang der besagten Schneidkante (27) ausgerichtet sind, und die Randteile von jeweiligen Vorsprüngen (131) derart geformt sind, daß die Längen der Rückenteile (132) vom Schneideneckenteil (26) zur Mitte der besagten Schneidkante (27) hin zunehmen.

5. Schneidplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Vorsprung (142) ein inneres Ende und ein äußeres Ende aufweist, das besagte äußere Ende des Vorsprungs mit dem besagten Rückenteil (143) ausgebildet ist, der bei Betrachtung in einem Querschnitt senkrecht zur verlängerten Richtung des Vorsprungs eine konvexe Fläche aufweist, und das besagte innere Ende des Vorsprungs (142) mit einer zum inneren Teil der besagten Vorderseite des besagten Schneidplattenkörpers hin nach unten geneigten schrägen Fläche (144) ausgebildet ist.

6. Schneidplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schneideneckenteil (26) auf dem Eckteil der besagten Vorderseite ausgebildet ist, welche bei Betrachtung von vorne eine polygonale Gestalt aufweist, eine Mehrzahl der besagten Vorsprünge (231) derart ausgerichtet sind, daß die Abstände von der besagten Schneidkante (27) bis zu den Schnittpunkten der besagten Spanfläche (23) und der äußeren Enden der Vorsprünge (231) vom Schneideneckenteil (26) zur Mitte der Schneidkante (27) hin zunehmen.

7. Schneidplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Vorsprünge (331, 342) derart angeordnet sind, daß sich der besagte Rückenteil (332, 343) allmählich von einer angenommenen Linie (L) trennt, welche durch einen Schnittpunkt der besagten Spanfläche (23) und des äußeren Endes des Rückenteils (332, 343) und senkrecht zur Schneidkante (27) zur Innenseite der Vorderseite des besagten Schneidplattenkörpers hin verläuft.

8. Schneidplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Spanfläche aus einer Mehrzahl von Spanflächen (23A, 23B) besteht, die derart geformt sind, daß die Spanwinkel der Spanflächen zur Seite der besagten Brecherfläche (29) hin abnehmen.