DE1815209A1

DE1815209A1 - Schneideinsatz fuer Werkzeuge zur Metallbearbeitung

Info

Publication number: DE1815209A1
Application number: DE19681815209
Authority: DE
Inventors: Stein William B
Original assignee: Warner and Swasey Co
Current assignee: Warner and Swasey Co
Priority date: 1968-03-27
Filing date: 1968-12-17
Publication date: 1969-10-16
Also published as: GB1242176A; US3548473A; NL6900679A; NL160505C; FR1604020A; BE725206A; NL160505B; JPS507800B1

Description

4«0 Home, . *«»> München 25,

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_Re,._:MQ 1237 K/Ha.

In der Antwort bitte ar:_tT='":-

Zuschrifi bitte nach:

Münclien

16. Dezember 1968

Th,e ¥arner & Swasey Company, 5701 Oarnegie Avenue, Cleveland, Ohio, U.S.A.

"Schneideinsatz für Werkzeuge zur Metallbearbeitung"

Die Erfindung betrifft einen verbesserten Schneideinsatz für Werkzeuge zur Metallbearbeitung. Schneideinsätze der vorliegenden Art weisen einen langgestreckten sowie bleistiftähnlichen Schaft aus Stahl mit einer V-förmigen Unterkante auf und verfügen ferner über einen Absatz an der Verbindungsstelle zwischen der Vorder- und der Oberfläche. Der Absatz selbst wird dabei von Wänden gebildet, die im Winkel zueinander stehen. Der Absatz dient zur Aufnahme einer entsprechend geformten Schneidspitze, die vorn, seitlich und hinten vorgeformte Freiwinkel aufweist. Die Schneidspitze ist - von der Seite gesehen vorzugsweise von rautenförmiger Gestalt und wird keilförmig in den Absatz eingesetzt, um auf diese Weise die Steifigkeit und Festigkeit des Schneidwerkzeugs während seines Einsatzes zu erhöhen.

In dem US-Patent 2 964 833 ist ein Schneideinsatz für Metallschneidwerkzeuge gezeigt, der ungefähr der äusseren Gestalt

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des Schneideinsatzes der vorliegenden Erfindung entspricht. In der genannten Vorveröffentlichung ist die Schneidspitze jedoch aus einem Karbid oder einem ähnlichen Material hergestellt und bildet eine dem üichtungsverlauf des Schaftteils, auf den sie aufgelötet ist, fol^nde Fortsetzung. Auch das Querschnittsprofil der Spitze und des SchäTtes ist in dem vorhergehend benannten Patent grundsätzlich ähnlich, wobei die Oberflächen und die Unterflächen beider Teile in gleichen Ebenen liegen und wobei die üblichen Freiwinkel mit Hilfe der Werkzeugnachstell- und Nachformanordnung gebildet werden.

Während sich der im vorstehenden Absatz erwähnte Schneideinsatz auf dem Gebiet der Metallbearbeitung mittels Schneidwerkzeugen als technisch sehr fortschrittlich erwiesen hat, wie durch den wirtschaftlichen Erfolg dieser Schneideinsatzart offenbar ist, hat sich dennoch herausgestellt, dass die Schneideigenschaften dieses Schneideinsatzes noch erhöht werden können, wenn bestimmte Verbesserungen vorgenommen werden, die das gegenseitige Verhältnis zwischen dem Schaft und der Schneidspitze betreffen.

Es wurde im besonderem ermittelt, dass bei Ausrüstung des Schaftteils des Werkzeugs mit einem Absatz, der gegenüber der Vorderseite und der Oberseite des Schaftteils geöffnet ist, wobei die Wände des Absatzes in einem bestimmten Winkel zueinander stehen, dieser Absatz dazu geeignet ist, eine entsprechend rautenförmig parallelogrammähnlich geformte Schneidspitze aufnehmen kann, die in einen entsprechenden Eingriff mit den Wänden des Absatzes gelangt.

Bei dieser Anordnung bilden die Wände des Absatzes das Gegenstück eines V-förmigen Blocks, so dass die Schnittkräfte, die grundsätzlich gegenüber der Schneidspitze nach unten sowie nach hinten gerichtet sind, eine Hauptschnittkraft bilden, die auf die V-förmige Ausbildeung des Absatzes gerichtet ist.

Durch diese Anordnung wird eine erhöhte Festigkeit und Steifigkeit erreicht, die nicht nur eine Folge der eigenartigen und eindeutigen Weise ist, in der die Hauptschnittkraft von dem V-förmigen Teil des Absatzes aufgenommen wird, sondern auch infolge

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der Tatsache, dass zusätzliche lötflächen durch die schräggeneigten Absatzwände geschaffen sind und eine zusätzliche Fläche unterhalb der Schneidspitze zur Verfügung steht. Es wurde auch gefunden, dass das Vorformen der Schneidspitze, das vor allem darauf gerichtet ist, hinten, seitlich und vorn die notwendigen Freiwinkel zu schaffen, die sonst erforderliche Breite des Schaftteils verringert werden kann, ohne das die Arbeitsweise des Werkzeugs im Einsatz beeinträchtigt wird. Diese Eigenschaft beruht darauf, dass der Einsatz selbst und der Schaft schmaler ausgebildet werden können, ohne die Schnittkräfte verringern zu müssen, da durch das vorherige Anformen dieser Winkel die Notwendigkeit entfällt, einen Schleifvorgang an das Zusammenfügen des Schneideinsatzes anzuschliessen.

Da der Schnittvorgang Abfallmaterial schafft, ist es grundsätzlich so, dass, je schmaler die Schnittbahn ist, desto geringer ist die anfallende Abfallmenge. Daraus folgt, dass durch die erfindungsgemässe Konstruktion nicht nur Kosten bei der Herstellung des Schneideinsatzes eingespart werden, sondern sich noch weitere Kosteneinsparungen während des Gebrauchs ergeben.

Ein weiterer Vorteil besteht daria, äa@s bei Verwendung einer Schneidspitze mit einer beträchtlichen Höbe die wesentlichen Eigenschaften eines durchgehend aus Karbid bestehenden Einsatzmeissels erreicht werden, während man dennoch die Vorteile einer sogenannten Waffeltyp-Konstruktion behält.

Die Herstellung eines verbesserten Schneideinsatzes für Schneidwerkzeuge mit den oben genannten Vorteilen ist daher das grundsätzliche Ziel dieser Erfindung. Andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:

Pig. 1 eine auseinandergezogene Ansicht eines Schneideinsatzes nach der Erfindung;

Fig. 2 eine ähnliche perspektivische Ansicht zur Darstellung des Schneideinsatzes und der Schneidspitze nach dem Zusammenfügen 5

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Pig. 3 eine Seitenansicht des erfindungsgemässen Schneideinsatzes j Pig. 4 eine Draufsicht auf den erfindungsgemässen Schneideinsatz;

Pig. 5 Vorderansichten des Schneideinsatzes im Schnitt entlang der und 6 Linien 5-5 und 6-6 von Pig. 3>

Pig. % Teilansichten anderer Ausführungsformen des erfindungsge-8 und 9 massen Schneideinsatzes.

Aus den Zeichnungen, und hier insbesondere aus den Pig. 1 und 2, ist ersichtlich, dass ein erfindungsgemässer Schneideinsatz, der allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, einen langgestreckten Schaft 11 mit einem vorderen Absatz 12 umfasst, in dem ™ eine Schneidspitze 13 aufgenommen und dort in der ihr zugeordneten Lage entsprechend ausgerichtet durch Löten oder andere bekannte Verbindungsmittel befestigt ist.

Der Schaft 11 ist langgestreckt, so dass seine Längenausdehnung ein vielfaches seiner Höhenausdehnung ausmacht. Ausserdem weist der Schaft eine ebene Oberfläche 20 und eine V-förmige Unterfläche 21 auf, wobei die Anordnung derart getroffen ist, dass die Oberfläche 20 vorzugsweise im rechten Winkel zu einer Ebene steht, die eine Mittelebene darstellt im Hinblick auf die beiderseitigen geneigten Flächen der V-förmigen Unterfläche 21.

fe Der Absatz 12 weist eine sich nach unten sowie nach hinten weisende Pläche 22 auf, die eine Pläche 23 schneidet, wobei die Pläche 23 vorzugsweise parallell zu der Oberfläche 20 verläuft und gegenüber der Oberfläche 22 in einem Winkel von weniger als 90° steht, wie den Pig. 1-3 der Zeichnungen klar zu entnehmen ist. Was das Herstellungsmaterial anbetrifft, so ist der Schaft 11 vorzugsweise aus Werkzeugstahl oder einem vergleichbaren Werkstoff hergestellt, um die Herstellungskosten möglichst niedrig zu halten, insbesondere im Vergleich zu Karbidwerkstoffen.

Wenn man sich im folgenden zunächst der Schneidspitze 13 zuwendet und hier insbesondere der Darstellung nach Pig.3, so sei darauf hingewiesen, dass die Schneidspitze im wesentlichen ein Parallelogramm bildet, wobei die Schneidspitze in Seitenansicht rauten-

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förmig erscheint, so dass dadurch ermöglicht wird, dass die Schneidspitze in dem Absatz 12 aufgenommen werden kann, wie in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt ist.

Die vordere Fläche 30 der Schneidspitze 13 ist schräg nach unten sowie von der Schneidkante 31 aua nach hinten gerichtet, um auf diese Weis« einen freien Raum zu schaffen, \*iähz<§iiä sich &i"-- "!itsr». 33, 33 von oben nach unten verjüngen, um auf diese Weiss^ auch seitlich freien Raum zu schaffen. Sie verjüngen sich ferner auch von vorn nach hinten, um einen rückwärtigen freien Raum zu bilden.

Die einander gegenüberliegenden Seitenflächen 33, 33 sind das Ergebnis von zusammengesetzten Formwinkeln, die durch Schleifen, Ausformen oder Vorformen der vorderen, rückwärtigen und seitlichen freien Räume in den Flächen 30 und 32 gebildet sind, wobei bevorzugt wird, dass die Breite der Schneidspitze an der Stelle 34, die die Verbindungsstelle zwischen der rückwärtigen Fläche 35 und der Unterfläche 36 bildet, ungefähr der Breite des Schaftes 11 entspricht. Diese Beziehung ist in den Schnittdarstellungen der Fig. 5 und 6 gezeigt.

Im Hinblick auf die Materialfrage sei erläutert, dass die Schneidspitze 13 vorzugsweise aus Karbid oder einem ähnlichen harten Werkstoff besteht, der der Schneidspitze wirkungsvolle Schneideigenschaften verleiht. Ausserdem soll die Schneidspitze leicht mit dem Schaft zu verbinden sein, vorzugsweise durch Einlöten derselben in den Absatz 12, wie bereits beschrieben ist.

Es muss darüber hinaus angemerkt werden, dass die Höhe der Schneidspitze 13, die durch den Abstand zwischen den vorzugsweise parallell zueinander liegenden Ober- und Unterflächen 32 und 36 bestimmt, erheblich grosser ist, als die Hälfte der Gesamthöhe des Schneideinsatzes 10. Aus diesem Grunde ragt die Schneidspitze 13 über die Elme der Oberfläche 20 des Schaftes 11 hinaus. Diese geometrischen Verhältnisse ermöglichen es, dass der Schneideinsatz 10 die gleichen Schneideigenschaften aufweist wie ein durchgehend aus Karbid bestehender.Schneideinsatz, während gleichzeitig verschiedene Nachteile vermieden werden können, die mit dem Gebrauch von durchgehend aus Karbidmaterial bestehenden Schneideinsätzen

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verbunden sind.

Im Bezug auf den Winkel 40 des Absatzes 12, der von den Flächen 22 und 23 gebildet ist, sei darauf hingewiesen, dass dieser in den Fig. 1, 2 und J. mgefähr 75° beträgt, obwohl verständlich ist, dass gewisse Abweichungen zulässig sind, da in dieser Hinsicht geeignete Versuchsergebnisse vorliegen, die sich auf Winkelbereiche zwischen 60 und 85° beziehen.

Es sei auch angemerkt, dass der Winkel 40 so angelegt ist, dass seine Scheitellinie in einer Linie mit den Resultierenden nach unten sowie nach hinten gerichteten Schnittkräften liegt, die während des Einsatzes des Werkzeuges auftreten und deren Resulierende mit dem Pfeil 50 in Pig. 3 der Zeichnungen bezeichnet ist, die hervorgerufen wird durch die tangentialen Spanntrennkräfte (Pfeil 6o) und die radialen Yorschubkräfte ( Pfeil 70). Es muss jedoch in diesem Zusammenhang angemerkt werden, dass die Richtung der resultierenden Hauptschnittkraft, die mit dem Pfeil 50 angedeutet ist, verschieden sein kann je nach den Umständen wie beispielsweise der Schnittgeschwindigkeit, der Rauhigkeit des Materials, der Breite der Schnittbahn, der Werkzeugschärfe und anderer Faktoren.

Die abgewandelte Ausführungsform nach Pig. 7 zeigt einen herkömmlichen Schaft 11 mit einer abgewandelten Schneidspitze 113. Diese Schneidspitze ist der Schneidspitze 13 ähnlich, sie weist jedoch eine Nut 113a auf, die unmittelbar hinter der Schneidkante 113b liegt, um die Spannabfuhr zu erleichtern.

In der Porm der Erfindung, die in den Pig. 8 dargestellt ist, nimmt der Schaft 11 eine Schneidspitze 213 auf, die sich an der Oberfläche 213a von der Schneidkante 213b aus verjüngt und nach hinten abfällt, um einen positiven Spannwinkel zu schaffen.

In Pig. 9 weist der Schaft 11 einen in diesen eingeschnittenen Absatz 312 auf, dessen Unterfläche 323 in einer Lage angeordnet ist, die nicht parallell zu der Unterfläche 321 des Schaftes liegt. Die Schneidspitze 313 ist in dem Absatz in der gleichen Weise untergebracht, wie oben bereits im Zusammenhang mit den Pig. 1-6 beschrieben worden ist.

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Ferner sei noch darauf hingeweisen, dass, während die bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung gezeigt hat, dass der Winkel an der Unterfläche und der rückwärtigen Wandung des Absatzes im allgemeinen ein spitzer Winkel ist, auch der Gebrauch eines Winkels von 90 oder der eines
die Umstände dies erfordern.

kels von 90° oder der eines stumpfen Winkels möglich ist, wenn

Während die Schneidspitze 13 von ]?ig. 1 durchgehende Oberseiten, Unterflächen und S«itenwände zeigt, ist diese Ausführung nicht absolut notwendig, und die erforderlichen Ireiwinkel, können, wenn es erwünscht ist, auch dadurch erhalten werden, dass die Seitenwände, etwas stärker geneigt sind, beispielsweise über einen Teil ihrer Länge, während die übrigen Teile der Wände parallell zueinander verlaufen.

Während eine vollständige Beschreibung der Ausfüfarungsbeispiele erfolgte, sei angemerkt, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist. Es sind selbstverständlich Abwandlungen möglich_f ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.

-Patentansprüche-

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Claims

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1. Schneideinsatz für Werkzeuge zur Metallbearbeitung, dadurch gekennzeichnet, dass ein langgestreckter, bleistiftähnlicher Metallschaft (11) mit oberen, unteren sowie einander gegenüberliegenden seitlichen Oberflächen (20, 21) und mit vorderen und rückwärtigen Enden vorgesehen ist, wobei in dem vorderen Ende ein Absatz (12) ausgebildet ist, der eine rückwärtige Wand (22), die sich von der Oberfläche des Schaftes (11) nach unten erstreckt, und eine untere Wandung (23) aufweist, die sich von dem vorderen Schaftende nach hinten bis zu einer Verbindungsstelle mit der rückwärtigen Wand erstreckt, und eine Metallschneidspitze (13) mit einem im wesentlichen rautenförmigen Profil derart ausgebildet ist, dass diese in den Absatz (12) einsetzbar ist, wobei die Schneidspitze (13) eine Schneidkante (31) aufweist, die in einer im wesentlichen der Verbindungsstelle (34) der rückwärtigen und der unteren Wandung des Absatzes gegenüberliegenden Stellung steht, wenn die Schneidspitze (13) in den Absatz (12) eingesetzt und mit herkömmlichen Verbindungsmitteln in dem Absatz (12) befestigt ist.

2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die untere Wandung des Absatzes (12) in einer Ebene liegt, die im wesentlichen parallell zu der Oberfläche und der Unterfläche des Schaftes (11) verläuft.

3. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Wandung des Absatzes (12) in einer Ebene liegt, die gegenüber den Ebenen der Oberfläche und der Unterfläche des Schaftes (11) geneigt ist.

4. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rückwärtige und die untere Wand des Absatzes (12) einen spitzen Winkel bildet.

5. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidspitze (13) eine

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bogenförmige Ausnehmung (113a) für die Spänne zuvor aufweist, die hinter der Schneidkante (113b) an der Oberfläche der Schneidspitze liegt.

6. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidspitze (13) eine Oberfläche aufweist, die von der Schneidkante (213b) -·3.Ά hinten sowie nach unten geneigt ist.

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