DE750725C

DE750725C - Cutting tool made from fired or sintered ceramic material, e.g. for turning, milling, drilling

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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.It has been proposed to use glass or chemical cutting tools to produce equivalent substances (silicate compounds). Such tools have become cannot prevail because they can only be used to a limited extent and only if the cutting edges of the tools are specially prepared.

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 WerkzeugeIn contrast, cutting tools made of fired or sintered ceramic material, even for the processing of metals. Surprisingly it has been found that the cutting edges of such tools

*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.* 5 not at all after the firing and sintering process need to be machined, but that, provided the tools are correctly shaped, work directly with the cutting edges already formed during manufacture can. This not only results in smooth cuts, but also the durability of the Cutting edges as large as necessary for practical use.

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.The invention is aimed at the fact that with cutting tools made of burned or sintered ceramic material, for example for turning. Milling, drilling, the Cutting edges are pre-formed during manufacture and after firing or firing. Sintering no longer processed, e.g. B. be ground.

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.In particular, the invention is also aimed at the fact that behind the finished with shaped cutting occupied work surfaces of the tool with spaced recesses are provided in such a way that when the work surfaces break away, new ones with the desired work surface shape equipped work surfaces. To make breaking away easier are weak points in the recesses provided at a distance one behind the other Tool body arranged.

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-In itself, it is well known for tools whose work surfaces - work themselves off to make the arrangement that a new one takes its place after a work surface has been worked through. But that's only happening after the first work surface is completely worn out. This is done, for example, on grinding wheels or other grinding tools

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.point, which also belong to the cutting tools, but not below the invention should fall. They will replace the first working cutting edges the working conditions brought about itself, however the form "depends on the working cutting edges z. T. still from coincidences that occur when the blunt edge breaks out Play a role, while with the subject of the ίο invention, the cutting even before burning are molded into the tool in the desired shape and therefore afterwards are also available in the desired form. To increase the porosity. from . 15 grinding wheels are known to be embedded in these thin-walled hollow bodies or other means whereby the grinding effect should be increased.

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.When it comes to cutting tools, it comes down to the cutting edges during work in their best condition, especially when precision work with the tools must be carried out. This is achieved according to the invention with the new «5 tool, because the effective Cutting edges just broken away the moment they change somehow and a new cutting edge immediately takes its place. As the ceramic tools are very cheap, you can break away the working cutting edges, if they are only slightly damaged, without hesitation undertake, whereby any malfunction also does not appear occurs.

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.So that the tool has a smooth surface has what z. B. with disc-shaped Tools is particularly necessary. are the recesses that are used to form the new Work surfaces are used, filled in, with a softer ceramic alasse or with soft metal or, for example, with a synthetic resin compound or the like.

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.In general, tools made according to the invention tolerate high Degrees of warmth so that the cutting edges are not blunted by softening them. To dissipate the heat However, you can use electroplating or similar processes to finish the surface of tools made of hard-paste porcelain with a thin metallic surface through which the heat is dissipated.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.Several exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing shown.

Abb. ι zeigt ein gemäß der Erfindung hergestelltes Werkzeug, das als Drehwerkzeug ausgebildet ist.Fig. Ι shows a manufactured according to the invention Tool that is designed as a turning tool.

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.ι is the tool that is provided with 2 recesses. These recesses are designed so that when the cutting edge 3 is damaged, a breaking away of the between allow the damaged cutting edge and the recesses lying material. The recesses can be arranged one behind the other on the tool several times. The distance from each other and from the edge of the tool is determined by the working conditions certainly. The shape of the recesses is arbitrary, they can be round or triangular be trained. Condition for usability is. that after the material lying between them results in a good cutting edge. The recesses are new also serve to supply a coolant to the interface at the same time.

In Abb. 2 ist gezeigt, wie das Drehwerkzeug 20 mit hintereinanderliegenden. verschieden ausgebildeten Schneidenformen 21, 22. 23 ausgerüstet sein kann.In Fig. 2 it is shown how the turning tool 20 with one behind the other. differently designed cutting edge forms 21, 22, 23 can be equipped.

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. In Fig. 3 it is shown how notches 25 or bores 26 are provided on the bevel of the supports 24 to facilitate the exposure of the desired cutting edges.

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.In Fig. 4, such a tool 4 according to the invention is designed in such a way that a polishing ball h sits under the cutting edge 5. It is again provided with recesses 2 that lie one behind the other. which, however, are not completely carried out by the tool in order to increase the strength. Nevertheless, even with tools designed in this way, the worn or destroyed edge can be broken away and the new cutting edge can thereby be exposed. Each time it breaks away, there is also an inner body associated with the cutting edge. which is formed or embedded in this material of the tool is also exposed.

Abb. 5 zeigt einen Hohlbohrer 7, der ebenfalls mit Ausnehmungen 2 ausgerüstet ist, die zur Bildung der neuen Schneidkante dienen.Fig. 5 shows a hollow drill 7, which is also equipped with recesses 2, the serve to form the new cutting edge.

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.Fig. 6 shows a drill-like or milling cutter-like tool <S, the lower teeth of which »° 5 are used to machine the workpiece. If they are blunt or partially destroyed, their breaking away is facilitated by notch-like recesses 2 , and the teeth 3S lying behind them take their place.

Abb. -J ztig't einen Gewindesträhler <). der gemäß der Erfindung mit hintereinanderliegenden Ausnehmungen 2 ausgerüstet ist.Fig. -J ztig't a thread screwdriver <). which is equipped with recesses 2 one behind the other according to the invention.

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 solcheFig. S shows a disk-shaped tool 10 designed according to the invention. For certain work, Rs can be useful to design the work surfaces 11 differently. The recesses 2, ie _L * are provided in the tool, can be designed so that, as required, behind the blunt or destroyed cutting edges

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.of the same kind after breaking away what is in between Material come to the fore or those of a completely different design, such as B. the surfaces 12, which by the Recess 13 are formed. The cutting edges must be crossed to one another be arranged so that a free cutting occurs in the cut. So much for support grooves or tapers are arranged before breaking out, they must be dimensioned in such a way that that the tool still has the required strength and its location must be chosen so that good cutting edges are always produced when breaking out. Both Recesses 2 in Fig. 8 is the curved boundary line 14 for this purpose the same passed over the tooth tips 15. Such a disk-shaped design Tools can in a sense sharpen themselves by adjusting the wheel against the workpiece with correspondingly strong pressure. By doing so damaged or partially destroyed cutting edges break out until the next one is formed by the recess Cutting edge is exposed. It is of course also possible to break out with the help of special tools, such as B. pliers o. The like. To make. You can too Drive tapered mandrels into the bores of the tools or into the notches of the same chisels apply and the like

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. In Fig. 9 are the recesses 18 and 19 differently designed so that after breaking away the one cutting edge shape behind it a different type is exposed, depending on • as required by the special working conditions.

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).It is up to you to make the recesses conical or oblique on both sides to run, depending on the desired shape of the cutting edges (Fig. 10).

Abb. 10 und 11 zeigen, wie man den Querschnitt der Scheiben beliebig ausbilden kann.Figs 10 and 11 show how to do the cross section the discs can be designed as desired.

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.In Fig. 12 a cross-section shape is shown in which the breaking out of the unusable cutting edges is already favored by the shape of the cross-section. In such cases, only a slight weakening by means of recesses is required.

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. Fig. 13 shows a disc 2j with specially designed cutting edges, which are arranged in steps one behind the other. The cutting edges 28 simultaneously form recesses 29 which make it easier for the blunt or destroyed cutting edges to break away.

Wird das Werkzeug aus Hartporzellan angefertigt, dann gilt es, seine Festigkeit zu er-If the tool is made from hard-paste porcelain, it is important to determine its strength.

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.So heights and especially to take care that by the attached in it Ausneh- "rules no \ ^r orzeitige destruction occurs. For this purpose, it is recommended to place metal discs on both sides of the disc, as shown in Fig. 14 To increase its strength, the washer 30 is enclosed on both sides with metal washers 31, 32, which are held together by rivets 33. The riveting can also be replaced by spot welding were accommodated, which is welded at the points of contact with the metal disks 31, 32 when welding begins.

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.The desired strength can also be achieved by spraying on suitable metal after Schoop's metal spraying process can be brought about. In this case the disks are to be provided on both sides with roughening, depressions or holes so that the sprayed-on metal can bond firmly to the panes.

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 Fig. 15 the disc 34 is equipped with wires or a wire mesh through which the strength should be increased. One can, as shown in Fig. 16, the washers 36 also provided with radial holes, in the pins 37 made of particularly resistant Material such as metal can be used. This also causes an increase the strength of the discs achieved.

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.In all of the embodiments shown, the breaking away of the working edges or surfaces take place automatically by increasing the working pressure or with the help of appropriate tools.

Claims

Patent claims:

1. Cutting tool made of fired or sintered ceramic Fabric, for example for turning, milling, drilling, characterized in that its Cutting edges are fully formed during manufacture and after firing or sintering no longer processed ,, z. B. be ground.

2. Tool according to claim 1, characterized in that behind the effective Cutting edges with spaced recesses (2) and expediently weak points in the tool body next to them are provided that when breaking away the outer work surfaces new with the There are cutting edges equipped to shape the worktop.

3. Tool according to claim 1 and 2, characterized in that the recesses arranged one behind the other limit different working surface shapes {21, 22, 23).

. 4. Tool according to claims ι and 2, characterized in that the tool is designed as a rod-shaped * turning tool (ι) and that in addition to the recesses (2) which carry the new work surfaces on their edge, notches (2 ^) or holes (26) are arranged.

5. Tool according to claim 1 and 2.

characterized in that next to the cutting edges arranged one behind the other (5) polishing body (6) are arranged, which collapse when the material breaks away are exposed with the corresponding cutting edges.

6. Tool according to Ansprucli 1 and 2. characterized in that the drill • or a cutter-like tool (8) '20 with one behind the other in a longitudinal axis Cutting tips (38) is equipped, between which there are constrictions (2) that facilitate the intended breaking away.

7. Tool according to claim 1 and 2.

characterized in that the tool (101 is designed in the shape of a disk and radially behind its cutting edges (11) arranged on the circumference, the recess' openings (2) are provided which serve to form the new cutting edges.

8. Tool according to claim χ and 7. characterized in that each is different Distances from the center · of the disks arranged cutting edges have different shapes. I.

9. A tool according to Ansprucli 1 and 2, characterized in that the cutting edges (28) back into concentric stages ^ ⁰ are arranged behind the other and is facilitated by constrictions (29) the disappearance of the leading cutting edges.

10. Tool according to claim 1, characterized

that in the homogeneous granular hard material

marked.
material
is in bed.

11. Tool according to claim 1, characterized characterized in that the surface of the material is coated with a metal layer which serves to dissipate the heat.

12. Tool according to claim 1, characterized in that in the material Iron wires or fabric are embedded in the disk-shaped tools radially extending bores are attached to accommodate pins Serve metal.

To delimit the registration counter-jam From the state of the art, the following publications have been considered in the granting procedure:

German patents Xr. 68 001.

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

1 sheet of drawings

RERUN GEBPt-CKT IN Τίψ! Ί