DE750725C

DE750725C - Spanabhebendes Werkzeug aus gebranntem bzw. gesintertem keramischem Stoff, beispielsweise zum Drehen, Fraesen, Bohren

Info

Publication number: DE750725C
Application number: DEO22723D
Authority: DE
Priority date: 1936-12-15
Filing date: 1936-12-16
Publication date: 1945-01-25

Description

Es ist bereits vorgeschlagen worden, spanabhebende Werkzeuge aus Glas oder chemisch gleichwertigen Stoffen (Silikatverbindungen) herzustellen. Solche Werkzeuge haben sich nicht durchsetzen können, weil sie nur eine beschränkte Anwendung finden können und auch nur dann, wenn die Schneiden der Werkzeuge besonders zugerichtet sind.

Demgegenüber haben sich spanabhebende Werkzeuge aus gebranntem bzw. gesintertem keramischem Stoff bewährt, und zwar selbst für die Bearbeitung von Metallen. Überraschenderweise ist dabei festgestellt worden, daß die Schneidkanten solcher Werkzeuge

*5 nach dem Brenn- und Sinterprozeß gar nicht bearbeitet werden brauchen, sondern daß man, sofern die Werkzeuge richtig geformt sind, unmittelbar mit den schon bei der Herstellung fertig angeformten Schneidkanten arbeiten kann. Dabei ergeben sich nicht nur glatte Schnitte, sondern es ist die Standdauer der Schneidkanten eine so große, wie das für den praktischen Gebrauch erforderlich ist.

Die Erfindung richtet sich darauf, daß bei spanabhebenden Werkzeugen aus gebranntem bzw. gesintertem keramischem Stoff, beispielsweise zum Drehen. Fräsen, Bohren, die Schneidkanten bei der Herstellung fertig an- - geformt sind und nach dem Brennen bzw. Sintern nicht mehr bearbeitet, z. B. geschliffen, werden.

Insbesondere richtet sich die Erfindung auch darauf, daß hinter den mit den fertig geformten Schneiden besetzten Arbeitsflächen des Werkzeuges mit Abstand Ausnehmungen derart vorgesehen sind, daß beim Wegbrechen der Arbeitsflächen neue, mit der gewollten Arbeitsflächenform ausgerüstete Arbeitsflächen treten. Um das Wegbrechen zu erleichtern, sind an den mit Abstand hintereinander vorgesehenen Ausnehmungen schwache Stellen im Werkzeugkörper angeordnet.

An sich ist es bei Werkzeugen, deren Arbeitsflächen - sich abarbeiten, durchaus bekannt, die Anordnung zu treffen, das nach dem Abarbeiten einer Arbeitsfläche eine neue an ihre Stelle tritt. Das geschieht aber erst nach völliger Abnutzung der ersten Arbeitsfläche. Hierzu ist beispielsweise auf Schleifscheiben oder andere Schleifkörper zu ver-

weisen, die zwar ebenfalls zu den spanabhebenden Werkzeugen gehören, aber nicht unter die Erfindung fallen sollen. Bei ihnen wird der Ersatz der ersten Arbeitsschneiden durch die Arbeitsbedingungen selbst herbeigeführt, jedoch hängt die Form" der Arbeitsschneiden z. T. noch von Zufälligkeiten ab, die bei dem Ausbrechen der abgestumpften Schneide eine Rolle spielen, während beim Gegenstand der ίο Erfindung die Schneiden schon vor dem Brennen in der gewünschten Gestalt in -das Werkzeug hineingeformt sind und daher nachher auch in der gewünschten Form zur Verfügung stehen. Zur Erhöhung der Porosität . von . 15 Schleifscheiben ist es bekannt, in diese dünnwandige Hohlkörper oder andere Mittel einzubetten, wodurch die Schleifwirkung erhöht werden soll.

Bei spanabhebenden Werkzeugen kommt es darauf an, die Schneidkanten während der Arbeit in ihrer besten Verfassung zu halten, namentlich wenn mit den Werkzeugen Genauigkeitsarbeiten ausgeführt werden müssen. Das wird erfindungsgemäß mit dem neuen «5 Werkzeug erreicht, weil die wirksamen Schneidkanten in dem Augenblick, wo sie sich irgendwie verändern, einfach weggebrochen werden und an ihre Stelle sofort eine neue Schneidkante tritt. Da die keramischen Werkzeuge sehr wohlfeil sind, kann man das Wegbrechen der arbeitenden Schneidkanten, wenn sie auch nur geringfügig beschädigt sind, bedenkenlos vornehmen, wobei irgendeine Betriebsstörung überdies nicht in die Erscheinung tritt.

Damit das Werkzeug eine glatte Oberfläche aufweist, was z. B. bei scheibenförmigen Werkzeugen besonders nötig ist. werden die Ausnehmungen, die zur Bildung der neuen Arbeitsflächen dienen, ausgefüllt, und zwar mit einer weicheren keramischen Alasse oder mit Weichmetall oder beispielsweise mit einer Kunstharzmasse o. dgl.

Im allgemeinen vertragen Werkzeuge, die gemäß der Erfindung hergestellt sind, hohe Wärmegrade, so daß ein Abstumpfen der Schneidkanten durch Weichwerden derselben nicht eintritt. Zur Ableitung der Wärme kann man jedoch durch Galvanisieren oder ähnliche Verfahren die Oberfläche von Werkzeugen aus Hartporzellan mit einer dünnen metallischen Oberfläche versehen, durch die die Ableitung der Wärme erfolgt.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.

Abb. ι zeigt ein gemäß der Erfindung hergestelltes Werkzeug, das als Drehwerkzeug ausgebildet ist.

ι ist das Werkzeug, das mit Ausnehmungen 2 versehen ist. Diese Ausnehmungen sind so gestaltet, daß sie bei Beschädigung der Schneidkante 3 ein Wegbrechen des zwischen der beschädigten Schneidkante und den Ausnehmungen liegenden Werkstoffs ermöglichen. Die Ausnehmungen können mehrfach auf dem Werkzeug hintereinander angeordnet sein. Der Abstand voneinander und vom Rand des Werkzeugs wird durch die Arbeitsbedingungen bestimmt. Die Form der Ausnehmungen ist beliebig, sie können rund oder dreieckig ausgebildet sein. Bedingung für die Brauchbarkeit ist. daß sich nach dem Wegbrechen des zwischen ihnen liegenden Werkstoffs eine gute Schneidkante ergibt. Die Ausnehmungen künneu auch gleichzeitig der Zuführung eines Kühlmittels zu der Schnittstelle dienen.

In Abb. 2 ist gezeigt, wie das Drehwerkzeug 20 mit hintereinanderliegenden. verschieden ausgebildeten Schneidenformen 21, 22. 23 ausgerüstet sein kann.

Jn Abb. 3 wird gezeigt, wie zur Erleichterung der Freilegung der gewünschten Schneiden an den Sch π ei den trägern 24 Kerben 25 oder Bohrungen 26 angebracht sind.

Γη Abb. 4 ist ein solches Werkzeug 4 gemäß der Erfindung so ausgestaltet, daß unter der Schneidkante 5 eine Polierkugel h sitzt. Es ist wieder mit Ausnehmungen 2 versehen, die hintereinanderliegen. die jedoch zur Erhöhung der Festigkeit nicht vollkommen durch das Werkzeug durchgeführt sind. Trotzdem läßt sich auch bei so ausgestalteten Werkzeugen die abgenutzte oder zerstörte Kante wegbrechen und dadurch die neue Schneidkante freilegen. Beim Wegbrechen wird jedesmal auch ein der Schneidkante zugeordneter i\>lierkörper. der ausgebildet oder in diesen Werkstoff des Werkzeugs eingebettet ist, mit freigelegt.

Abb. 5 zeigt einen Hohlbohrer 7, der ebenfalls mit Ausnehmungen 2 ausgerüstet ist, die zur Bildung der neuen Schneidkante dienen.

In Abb. 6 ist ein bohrer- oder fräserartiges Werkzeug <S dargestellt, dessen untere Zähne »°5 jeweils zur Bearbeitung des Werkstücks dienen. Sind sie stumpf oder teilweise zerstört, so wird das Wegbrechen derselben durch kerbartige Ausnehmungen 2 erleichtert, und die dahinterliegendtn Zähne 3S treten an ihre Stelle.

Abb. -J ztig't einen Gewindesträhler <). der gemäß der Erfindung mit hintereinanderliegenden Ausnehmungen 2 ausgerüstet ist.

Abb. S zeigt ein gemäß der Erfindung ausgestaltetes scheibenförmiges Werkzeug 10. Rs kann für bestimmte Arbeiten zweckmäßig sein, die Arbeitsflächen 11 verschieden auszugestalten. Die Ausnehmungen 2, di _L* in dem Werkzeug vorgesehen sind, können so gestaltet sein, daß je nach Bedarf Hinter den stumpfen oder zerstörten Schneidkanten solche

von gleicher Art nach· Wegbrechen des dazwischenliegenden Werkstoffs zum Vorschein kommen oder solche von ganz anderer Gestaltung, wie z. B. die Flächen 12, die durch die Ausnehmung 13 gebildet werden. Die Schneidkanten müssen dabei verschränkt zueinander angeordnet sein, damit ein, Freischneiden im Schnitt entsteht. Soweit zur Unterstützung des Ausbrechens Nuten oder Verjüngungen angeordnet sind, müssen sie so bemessen sein, daß dem Werkzeug immer noch die erforderliche Festigkeit innewohnt, und ihre Lage muß so gewählt sein, daß beim Herausbrechen immer gute Schneidkanten entstehen. Bei den Ausnehmungen 2 in Abb. 8 ist zu diesem Zweck die bogenförmige Begrenzungslinie 14 derselben über die Zahnspitzen 15 hinweggeführt. Derartig scheibenförmig ausgebildete Werkzeuge können sich gewissermaßen selbst schärfen, indem man das Anstellen der Scheibe gegen das Werkstück mit entsprechend starkem Druck vornimmt. Durch ein solches Anstellen brechen beschädigte oder teilweise zerstörte Schneidkanten so weit aus, bis die nächste durch die Ausnehmung gebildete Schneidkante freigelegt wird. Es ist selbstverständlich auch möglich, das Ausbrechen mit Hilfe besonderer Werkzeuge, wie z. B. Zangen o. dgl., vorzunehmen. Auch kann man in Bohrungen der Werkzeuge kegelige Dorne eintreiben oder an Kerben derselben Meißel ansetzen u. dgl.

In Abb. 9 sind die'Ausnehmungen 18 und 19 verschieden gestaltet, so daß nach dem Wegbrechen der einen Schneidenform dahinter eine anders geartete freigelegt wird, je nachdem, • wie es die besonderen Arbeitsbedingungen erfordern.

Man hat es in der Hand, die Aussparungen beiderseitig kegelig zu gestalten oder schräg verlaufen zu lassen, je nach der erstrebten Form der Schneiden (Abb. 10).

Abb. 10 und 11 zeigen, wie man den Querschnitt der Scheiben beliebig ausbilden kann.

In Abb. 12 ist eine Ouerschnittsförm gezeigt, bei der das Ausbrechen der unbrauchbar gewordenen Schneidkanten schon durch, die Form des Querschnitts begünstigt wird. In solchen Fällen ist nur eine geringe Schwächung durch Ausnehmungen erforderlich.

Abb. 13 zeigt eine Scheibe 2j mit besonders ausgestalteten Schneiden, die stufenförmig hintereinander angeordnet sind. Durch die Schneidkanten 28 werden gleichzeitig Ausnehmungen 29 gebildet, die das Wegbrechen der stumpfen oder zerstörten Schneidkanten erleichtern.

Wird das Werkzeug aus Hartporzellan angefertigt, dann gilt es, seine Festigkeit zu er-

So höhen und vor allem dafür Sorge zu tragen, daß durch die in ihm angebrachten Ausneh- " mungen keine \^rorzeitige Zerstörung eintritt. Zu diesem Zwecke empfiehlt es sich, zu beiden Seiten der Scheibe Metallscheiben anzuordnen, wie es in Abb. 14 dargestellt ist. Dort ist die Scheibe 30 zur Erhöhung ihrer Festigkeit , zu beiden Seiten mit Metallscheiben 31, 32 beiegt, die durch Nieten 33 zusammengehalten werden. Das Nieten kann auch durch Punktschweißen ersetzt werden, dann muß in einer entsprechenden Ausnehmung der Scheibe 30 ■jin Metallstift 34 untergebracht wurden, der beim Einsetzen des Schweißens an den Berührungsstellen mit den Metallscheiben 31, 32 verschweißt wird.

Die gewünschte Festigkeit kann auch durch Aufspritzen von geeignetem Metall nach dem Schoopschen Metallspritzverfahren herbeigeführt werden. In diesem Falle sind die Scheiben beiderseitig mit Aufrauhungen, Vertiefungen oder mit Löchern zu versehen, so daß das aufgespritzte Metall sich fest mit den Scheiben verbinden kann.

In Abb. 15 ist die Scheibe 34 mit Drähten oder einem Drahtgeflecht ausgerüstet, durch die die Festigkeit erhöht werden soll. Man kann, wie es in Abb. 16 gezeigt ist, die Scheiben 36 auch mit Radialböhrungen versehen, in die Stifte 37 aus besonders widerstandsfähigem Werkstoff, wie z.B. aus Met ill, einge- go setzt werden. Auch dadurch wird eine Erhöhung der Festigkeit der Scheiben erzielt.

In allen gezeigten Ausführungsbeispielen kann das Wegbrechen der arbeitenden Kanten oder Flächen gewissermaßen selbsttätig durch Erhöhung des Arbeitsdruckes erfolgen oder unter Zuhilfenahme von entsprechenden Werkzeugen.

Claims

Patentansprüche:

1. Spanabhebendes Werkzeug aus gebranntem bzw. gesintertem keramischem Stoff, beispielsweise zum Drehen, Fräsen, Bohren, dadurch gekennzeichnet, daß seine Schneidkanten bei der Herstellung fertig angeformt sind und nach dem Brennen bzw. Sintern nicht mehr bearbeitet,, z. B. geschliffen, werden.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den wirksamen Schneidkanten mit Abstand Ausnehmungen (2) und zweckmäßig neben ihnen schwache Stellen im Werkzeugkörper derart vorgesehen sind, daß beim Wegbrechen der äußeren Arbeitsflächen neue, mit der gewoMten Arbeitsflächenform ausgerüstete Schneidkanten vorhanden sind.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hintereinander angeordneten Ausnehmungen ab- iac weichende Arbeitsflächenformen {21, 22, 23) begrenzen.

. 4· Werkzeug nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug als stabförmige* Drehwerkzeug (ι) ausgestaltet ist und daß neben den Ausnehmungen (2), die an ihrem Rande die neuen Arbeitsflächen tragen, das Wegbrechen der Schneidkanten erleichternde Kerben (2^) oder Löcher (26) angeordnet sind.

5. Werkzeug nach Anspruch 1 und 2.

dadurch gekennzeichnet, daß neben den hintereinander angeordneten Schneidkanten (5) Polierkörper (6) angeordnet sind, die beim Wegbrechen des Werkstoffs zusammen mit den entsprechenden Schneidkanten freigelegt werden.

6. Werkzeug nach Ansprucli 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß das bohrer-• oder fräserartig ausgestaltete Werkzeug (8) ' 20 mit in eier Längsachse hintereinanderliegenden Schneidspitzen (38) ausgerüstet ist, zwischen denen Einschnürungen (2) liegen, die das gewollte Wegbrechen erleichtern.

7. Werkzeug nach Anspruch 1 und 2.

dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (101 scheibenförmig ausgestaltet ist und radial hinter seinen am Umfang angeordneten Schneiden (11) die Ausneh- ' mungen (2) vorgesehen sind, die zur BiI- · dung tier neuen Schneidkanten dienen.

8. Werkzeug nach Anspruch χ und 7. dadurch gekennzeichnet, daß die je in- verschiedenen Abständen vom Mittelpunkt · der Scheiben angeordneten Schneidkanten voneinander abweichende Formen aufweisen. I

9. Werkzeug nach Ansprucli 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkanten (28) in konzentrischen Stufen hin- ^⁰ tereinander angeordnet sind und durch Einschnürungen (29) das Wegbrechen der vorderen Schneidkanten erleichtert wird.

10. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch

daß in den homogenen örniger Hartstoff einge-

gekennzeichnet.
Werkstoff
bettet ist.

11. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Werkstoffs mit einer Metallschicht überzogen ist, die zur Ableitung der Wärme dient.

12. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Werkstoff Eisendrähte oder -gewebe eingebettet sind, in dem bei scheibenförmigen Werkzeugen radial verlaufende Bohrungen angebracht sind, die zur Aufnahme von Stiften aus Metall dienen.

Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstau'les vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

deutsche Patentschriften Xr. 68 001.

426244, 289 113, 122968. 269723, 526754;
l'SA.-Patentsclirift Xr. 1 034 367.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

RERUN GEBPt-CKT IN Τίψ!ί