WO2006099640A1 - Wendeschneideplatte zum drehschälen - Google Patents

Wendeschneideplatte zum drehschälen Download PDF

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Walter Bärnthaler
Helmut Trink
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Definitions

  • the invention relates to a cutting plate for rotary peeling with polygonal in plan view, comprising at least one main cutting edge and at an obtuse angle to this a secondary cutting edge.
  • a production of semi-finished products usually takes place by hot working of the starting material. Before further processing of the semifinished product, it may be necessary to machine its surface in order to remove it from this deformation recess and / or oxide skins and / or faults. Also, such an optionally desired dimensional accuracy of the semifinished product is achieved.
  • Semi-finished products with a round cross-section can be machined by cylindrical grinding, turning or rotary peeling, and for economic reasons large-size batches usually involve rotary peeling of the round bars.
  • a device for rotary peeling has in principle a rotating, called rotary head or peeling head tool with at least three inwardly directed cutting blades whose cutting circle has a smaller diameter than the round rod to be machined.
  • the round rod is inserted, being removed in the passage through the device by means of the blades of these superficial chips. Sequentially, such highly economical round rods or rods of large batches with machined surface can be produced.
  • peeling plates in plan view have a polygonal shape with a main cutting edge for the frustoconical circle and at an obtuse angle of about 155 ° to a Secondary cutting edge or smoothing blade whose flight circle is essentially parallel to the axis of rotation or to this with the same distance.
  • the smoothing blade also has a supporting effect on the machined rod and guides it centrally in the peeling head.
  • the invention seeks to eliminate these disadvantages and sets itself the goal of creating a cutting insert of the type mentioned, which allows a rotary peel with quiet machine running or quiet Abspanung with low electrical power consumption, chatter marks avoids the rod and an increased life of the cutting at Increased Abspan antique provides.
  • connection region between the main cutting edge and secondary cutting edge is rounded with the proviso that the local radius of curvature of the rounding has a length of greater than 15 mm, but smaller than 35 mm.
  • the connecting region between the main cutting edge and the secondary cutting edge is curved in a circular shape. In this way, the manufacture of the cutting plates can be simplified.
  • a smooth chip formation during the peeling process and a further reduction of the electrical power consumption of the machine during peeling can, as was found, be promoted if the respective local radius of curvature of the rounding of the cutting plate from the main cutting edge to the secondary cutting edge is increased.
  • the chip removal can be improved particularly effectively and the chip shape can be designed as desired.
  • the minor cutting edge of the cutting plate as a smoothing blade or sheet cutting edge with a radius of 500 to 1500 mm, preferably from 700 to 1200 mm, be formed.
  • a particularly good billet surface with low roughness and small dimensional tolerances during peeling is reached.
  • a particularly simple and favorable form of cutting insert with excellent cutting properties and good cutting strength can be achieved if the main cutting edge is designed as a circular cutting edge with a radius of less than 60 mm.
  • the cutting plate is designed as a turning peeling plate with at least four cutting areas and carries a deposit or a multi-layer hard coating, the highest possible economy is achievable with a peeling process of round bars.
  • Fig. 1 Shapes (schematic) of peeling plates in plan view
  • Fig. 2 peeling plate in perspective view
  • Fig. 3 peeling plate according to the invention in plan view
  • FIG. 1 each designated by letters, various polygonal indexable inserts for rotary peeling in plan view are shown schematically.
  • Each of the cutting plates according to the prior art has at least one main cutting edge and at least one secondary cutting edge for a chip removal, which edges form an obtuse angle with one another.
  • An installation of indexable inserts takes place in cassettes of a cutting head such that in each case a secondary or smoothing edge of a cutting plate is directed substantially parallel to the axis of a billet to be peeled or a rotation axis of a peeling tool and a main cutting edge outwardly against a feed direction of the billet runs.
  • a specific polygonal shape of a cutting insert is not required; the course of the main and secondary cutting edges alone is essential.
  • a cutting plate 1 for a tool for rotary peeling is schematically removed in a perspective view.
  • the cutting plate 1 is formed as an indexable insert and has in each case a main cutting edge 2,2 * and a secondary cutting edge 3,3 ', which is often referred to as a smoothing blade, as well as a sharp-edged connection region 4 between the main cutting edge 2 and secondary cutting edge 3.
  • FIG. 3 shows an indexable insert 1 or peeling plate 1 according to the invention with flat frontal support surfaces.
  • a minor cutting edge 3,3 ' has a radius R3 of, for example, 1000 mm, wherein the cutting edge is directed substantially parallel to the stick axis or axis of rotation of a peeling head.
  • a connecting region 4, 4 'of secondary cutting edge 3, 3' and main cutting edge 2, 2 ' is rounded and, according to the invention, has a radius of curvature R 4.
  • An adjoining main cutting edge 2, 2 ' can be formed straight or preferably as a circular cutting edge 2, 2' with a radius R 2.
  • a main cutting edge may have 2,2 'different geometric line shapes, but it is essential to the invention that it has a local radius of curvature greater than 15 mm, but smaller than 35 mm.
  • An insert 1 for rotary peeling can advantageously have coplanar contact surfaces, wherein the chip surface part thereof is at least in a region of a main cutting edge 2,2 ', preferably parallel to the main cutting edge 2,2', connecting region 4,4 'and secondary cutting edge 3,3 * a chip forming trough 5, 5 'has.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schneidplatte zum Drehschälen mit in der Draufsicht polygonaler Form, enthaltend mindestens eine Hauptschneide und im stumpfen Winkel zu dieser eine Nebenschneide. Um bei einem Drehschälen eine gesteigerte Abspanleistung bei Vermeidung von Rattermarken am bearbeiteten Rundstab sowie ruhigem Schälvorgang zu erreichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, Schneidplatten (1) mit in der Draufsicht polygonaler Form, enthaltend mindestens eine Hauptschneide (2) und im stumpfen Winkel zu dieser eine Nebenschneide (3) zu verwenden, bei welche der Verbindungsbereich (4) zwischen Hauptschneide (2) und Nebenschneide (3) mit der Maßgabe gerundet ist, dass der örtliche Krümmungsradius (R4) der Rundung eine Länge von größer 15 mm, jedoch kleiner als 35 mm, aufweist.

Description

Wendeschneidplatte zum Drehschälen
Die Erfindung betrifft eine Schneidplatte zum Drehschälen mit in der Draufsicht polygonaler Form, enthaltend mindestens eine Hauptschneide und im stumpfen Winkel zu dieser eine Nebenschneide.
Eine Fertigung von Halbzeug, beispielsweise aus Edelstahl oder aus hochlegierten Werkstoffen, erfolgt in der Regel durch eine Warmumformung des Vormaterials. Vor einer Weiterverarbeitung des Halbzeuges kann es erforderlich sein, dessen Oberfläche spanend zu bearbeiten, um von dieser Verformungsmulden und/oder Oxidhäute bzw. Zunderlagen und/oder Fehler zu beseitigen. Auch wird derart eine gegebenenfalls gewünschte Maßgenauigkeit des Halbzeuges erreicht.
Halbzeug mit rundem Querschnitt kann durch Rundschleifen, Drehen oder Drehschälen bearbeitet werden, wobei aus wirtschaftlichen Gründen bei größeren Losgrößen zumeist ein Drehschälen der Rundstäbe vorgenommen wird.
Eine Einrichtung zum Drehschälen weist prinzipiell ein rotierendes, als Drehkopf oder Schälkopf bezeichnetes Werkzeug mit mindestens drei nach innen gerichteten Schneidmessern auf, deren Schneidenflugkreis einen geringeren Durchmesser als der zu bearbeitende Rundstab besitzt. In das sich drehende Werkzeug wird der Rundstab eingeschoben, wobei im Durchlauf durch die Einrichtung mittels der Messer von diesen oberflächlich Späne abgenommen werden. Sequenziell sind derart höchst wirtschaftlich Rundstäbe oder Stangen von großen Fertigungslosen mit bearbeiteter Oberfläche herstellbar.
In modernen Drehschäleinrichtungen werden im Schälkopf sogenannte Kassetten, welche zumeist aus Hartmetall gebildete Schneidplatten aufweisen, eingesetzt und befestigt. Die jeweilige Form der Schneidplatte bzw. Schälplatte ist dabei vom Werkzeugsystem der Schälmaschine abhängig, in jedem Fall bildet jedoch der Flugkreis der Schneide in dieser eintragsseitig einen Kegelstumpf gefolgt von einem Zylinderteil in Austragsrichtung. Dementsprechend besitzen Schälplatten in Draufsicht eine polygonale Form mit einer Hauptschneide für den kegelstumpfförmigen Flugkreis und im stumpfen Winkel von ca 155° dazu eine Nebenschneide oder Glättschneide, deren Flugkreis im Wesentlichen parallel zur Drehachse bzw. zu dieser mit gleichem Abstand verläuft. Die Glättschneide wirkt auch stützend für den bearbeiteten Stab und führt diesen zentrisch im Schälkopf.
Im groben Schälbetrieb, insbesondere bei Stabmaterial aus rostfreien Stählen, hoch nickelhältigen Legierungen und zähfesten Werkstoffen, kann es beim Einsatz von bekannten Schneidplattenformen vermehrt zu Rattererscheinungen des Werkzeuges kommen, wodurch sich auf der bearbeiteten Oberfläche sogenannte Rattermarken ausbilden. Sowohl die elektrische Leistungsaufnahme der Schälmaschine ist dabei erhöht als auch die Standzeit der Schälplatten abgesenkt erscheint.
Hier will die Erfindung diese Nachteile beseitigen und setzt sich zum Ziel, eine Schneidplatte der einganges genannten Art zu schaffen, welche ein Drehschälen mit ruhigem Maschinenlauf bzw. bei ruhiger Abspanung mit geringer elektrischer Leistungsaufnahme ermöglicht, Rattermarken am Stab vermeidet und eine erhöhte Standzeit der Schneiden bei gesteigerter Abspanleistung erbringt.
Dieses Ziel wird bei einer gattungsgemäßen Schneidplatte dadurch erreicht, dass der Verbindungsbereich zwischen Hauptschneide und Nebenschneide mit der Maßgabe gerundet ist, dass der örtliche Krümmungsradius der Rundung eine Länge von größer 15 mm, jedoch kleiner als 35 mm, aufweist.
Die mit der Erfindung erreichten Vorteile sind im Wesentlichen darin zu sehen, dass bei einem Drehschälen mit einer erfindungsgemäßen Schneidenausbildung auch bei schwer spanbaren Werkstoffen, wie beispielsweise hoch chromhaltige Stähle, austenitische Chrom-Nickelstähle und dergleichen Materialien, eine befürchtete Reißspanbildung mit Rattererscheinungen vermieden werden kann und bei einer verminderten Leistungsaufnahme des Antriebes der Schäleinrichtung eine ruhige Spanbildung mit vergleichsweiser glatter Bearbeitungsoberfläche der Rundstäbe erreicht wird, wobei eine Schneidhaltigkeit der Werkzeuge verbessert ist. Der Grund einer verbesserten Schälspanbildung durch die erfindungsgemäße Schneidengeometrie ist noch nicht vollkommen geklärt, jedoch könnte eine Vermeidung von sprunghaften Spandickenänderungen eine Ursache darstellen. Eine weitere Verbesserung der Schälspanung kann erreicht werden, wenn der Verbindungsbereich einen örtlichen Krümmungsradius der Rundung größer 20 mm, jedoch kleiner 33 mm, aufweist.
Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsvariante, bei welcher der Verbindungsbereich zwischen Hauptschneide und Nebenschneide kreisfömig gekrümmt ist. Derart kann die Herstellung der Schneidplatten vereinfacht werden.
Eine ruhige Spanbildung beim Schälvorgang und eine weitere Senkung der elektrischen Leistungsaufnahme der Maschine beim Schälen kann, wie gefunden wurde, gefördert werden, wenn der jeweilige örtliche Krümmungsradius der Rundung der Schneidplatte von der Hauptschneide zur Nebenschneide hin vergrößert ist.
Wenn dabei die Rundung die Form eines Teiles einer Hyperbel oder einer Parabel besitzt, kann besonders wirksam die Abspanung verbessert und die Spanform gewünscht gestaltet werden.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die Nebenschneide der Schneidplatte als Glättschneide oder Bogenschneide mit einem Radius von 500 bis 1500 mm, vorzugsweise von 700 bis 1200 mm, ausgebildet sein. Mit derartig geformten Schneiden ist eine besonders gute Knüppeloberfläche mit geringer Rauhtiefe und geringen Maßtoleranzen beim Schälen erreichbar.
Eine besonders einfache und günstige Form einer Schneidplatte mit vorzüglichen Spanungseigenschaften und guter Schneidhaltigkeit kann erreicht werden, wenn die Hauptschneide als Rundschneide mit einem Radius von kleiner 60 mm ausgebildet ist.
Für eine günstige Spanausbildung und zur Erhöhung der Spanleistung bei verbesserter Schneidenstandzeit kann es von Vorteil sein, wenn zumindest im Bereich der Hauptschneide und der Rundung zur Nebenschneide hin die Spanfläche der Schneidplatte parallel zur Schneide eine Spanformstufe aufweist.
Wenn die Schneidplatte als Wendeschälplatte mit mindestens vier Schneidbereichen ausgeführt ist und eine Einlagen- oder eine Mehrlagen- Hartstoffbeschichtung trägt, ist eine höchstmögliche Wirtschaftlichkeit bei einer Schälbearbeitung von Rundstäben erreichbar.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von jeweils einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 : Formen (schematisch) von Schälplatten in Draufsicht Fig. 2: Schälplatte in perspektivischer Darstellung Fig. 3: Schälplatte nach der Erfindung in Draufsicht
In Fig. 1 sind, jeweils mit Buchstaben bezeichnet, verschiedene polygonale Wendeschneidplatten zum Drehschälen in Draufsicht schematisch dargestellt. Jede der Schneidplatten nach dem Stand der Technik besitzt für eine Spanabnahme jeweils mindestens eine Hauptschneide und mindestens eine Neben- bzw. Glättschneide, welche Schneiden miteinander einen stumpfen Winkel bilden. Ein Einbau von Wendeschneidplatten erfolgt dabei in Kassetten eines Schneidkopfes derart, dass jeweils eine Neben- bzw. Glättschneide einer Schneidplatte im Wesentlichen parallel zur Achse eines zu schälenden Knüppels bzw. einer Drehachse eines Schälwerkzeuges gerichtet ist und eine Hauptschneide stumpfwinkelig nach außen gegen eine Zufuhrrichtung des Knüppels verläuft.
Für eine erfindungsgemäße Schneidengeometrie ist nicht eine bestimmte Polygonalform einer Schneidplatte erforderlich, wesentlich ist alleine der Verlauf von Haupt- und Nebenschneide.
Aus Fig. 2 ist in perspektivischer Ansicht eine Schneidplatte 1 für ein Werkzeug zum Drehschälen schematisch entnehmbar. Die Schneidplatte 1 ist als Wendeschneidplatte ausgebildet und weist jeweils eine Hauptschneide 2,2* und eine Nebenschneide 3,3', die vielfach als Glättschneide bezeichnet wird, sowie einen scharfkantigen Verbindungsbereich 4 zwischen Hauptschneide 2 und Nebenschneide 3 auf.
Fig. 3 zeigt eine Wendeschneidplatte 1 bzw. Schälplatte 1 nach der Erfindung mit ebenen stirnseitigen Stützflächen. Eine Nebenschneide 3,3' besitzt einen Radius R3 von beispielsweise 1000 mm, wobei die Schneide wesentlich parallel zur Knüppelachse bzw. Drehachse eines Schälkopfes gerichtet ist. Ein Verbindungsbereich 4, 4' von Nebenschneide 3,3' und Hauptschneide 2,2' ist gerundet und besitzt erfindungsgemäß einen Krümmungsradius R4. Eine daran anschließende Hauptschneide 2,2' kann gerade oder vorzugsweise als Rundschneide 2,2' mit einem Radius R2 ausgebildet sein.
Es sei vorsorglich vermerkt, dass eine Hauptschneide 2,2' verschiedene geometrische Linienformen aufweisen kann, jedoch ist es erfindungswesentlich, dass dieselbe einen örtlichen Krümmungsradius von größer 15 mm, jedoch kleiner als 35 mm besitzt.
Eine Schneidplatte 1 zum Drehschälen kann mit Vorteil planparallele Auflageflächen haben, wobei deren Spanflächenteil zumindest in einem Bereich einer Hauptschneide 2,2', vorzugsweise parallel zur Hauptschneide 2,2', Verbindungsbereich 4,4' und Nebenschneide 3,3* eine Spanformmulde 5,5' aufweist.

Claims

Patentansprüche
1. Schneidplatte (1) zum Drehschälen mit in der Draufsicht polygonaler Form, enthaltend mindestens eine Hauptschneide (2) und im stumpfen Winkel zu dieser eine Nebenschneide (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (4) zwischen Hauptschneide (2) und Nebenschneide (3) mit der Maßgabe gerundet ist, dass der örtliche Krümmungsradius (R4) der Rundung eine Länge von größer 15 mm, jedoch kleiner als 35 mm, aufweist.
2. Schneidplatte (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (4) einen örtlichen Krümmungsradius (R4) der Rundung größer 20 mm, jedoch kleiner 33 mm, aufweist.
3. Schneidplatte (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (4) zwischen Hauptschneide (2) und Nebenschneide (3) kreisförmig gekrümmt ist.
4. Schneidplatte (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige örtliche Krümmungsradius (R4) der Rundung von der Hauptschneide (2) zur Nebenschneide (3) hin vergrößert ist.
5. Schneidplatte (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rundung (R4) die Form eines Teiles einer Hyperbel oder einer Parabel besitzt.
6. Schneidplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenschneide (3) als Glättschneide oder Bogenschneide mit einem Radius (R3) von 500 bis 1500 mm, vorzugsweise von 700 bis 1200 mm, ausgebildet ist.
7. Schneidplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschneide (2) als Rundschneide mit einem Radius (R2) von kleiner 60 mm ausgebildet ist.
8. Schneidplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Bereich der Hauptschneide (2) und der Rundung (R4) zur Nebenschneide (3) hin die Spanfläche parallel zur Schneide eine Spanformstufe (5) aufweist.
9. Schneidplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Wendeschälplatte mit mindestens vier Schneidbereichen ausgeführt ist und eine Einlagen- oder eine Mehrlagen-Hartstoffbeschichtung trägt.
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