DE2737563C2

DE2737563C2 - Schneideinsatz

Info

Publication number: DE2737563C2
Application number: DE2737563A
Authority: DE
Inventors: James S. Latrobe Pa. Bator
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 1976-10-21
Filing date: 1977-08-19
Publication date: 1985-08-14
Also published as: US4056871A; DE2737563A1; GB1555172A; FR2368328B1; FR2368328A1; CA1050742A

Description

Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatz gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Schneideinsatz, der allerdings einen Keilwinkel von 90° aufweist, ist bereits aus der US-PS 33 664 bekannt

Schneideinsätze aus Hartmetall werden sehr vorteilhaft zur spanabhebenden Bearbeitung verwendet. Angesichts der Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeiten bei modernen, mit diesen Schneideinsätzen ausgerüsteten Drehmaschinen verlangt es die Sicherheit, Leistungsfähigkeit und die Oberflächengüte der Werkstükke, daß der fortlaufend mit entsprechend großer Geschwindigkeit von dem Werkstück »abfließende« Span zuverlässig in relativ kurze Späne zerbrochen wird, die ohne Schwierigkeit aufgefangen und von der Bearbeitungsstelle abgeführt werden können. so

Zu diesem Zweck sind bereits vielfältige Spanbrecher bekannt. Oft wird ein separater Spanbrecher auf den an sich ebenen Schneideinsatz aufgeklemmt, oft ist jedoch aus Spanbrecher eine Spanbrechernut in dem Schneideinsatz eingeformt — wie oben vorausgesetzt.

Bei der Bearbeitung wird das Metall des Werkstücks längs der Schneidkante abgeschert Der über die Oberseite des Schneideinsatzes von der Schneidkante fortgleitende Span stößt auf den Spanbrecher, insbesondere auf die Spanbrechernut und erfährt hier einen Widerstand in seinem freien Fluß, wodurch der Span aus seiner Richtung abgelenkt bzw. abgebogen wird und dabei in die gewünschten Späne handlicher Größe zerbrochen wird.

Bei diesem Ablenken bzw. Abbiegen des abgescherten Metallstreifens wird zusätzliche Arbeit geleistet bzw. Energie verbraucht (Schnittgeschwindigkeit mal Spanbrecherwiderstand). Diese Spanbrecherarbeit tritt zusätzlich zu der eigentlichen Schneidarbeit hinzu. Es ist eine entsprechend größere Antriebsleistung erforderlich und der Schneideinsatz muß entsprechend höhere Temperaturen aushalten.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei den bifherigen Maßnahmen zum Spanbrechen eine zu hohe Energie aufgewendet wird. Der zur Spanbrechung in den Weg des abgescherten Metallstreifens gestellte Widerstand war bisher zu groß. Abgesehen von dem entsprechend großen Energieverbrauch entsteht größere Hitze, was schließlich zu entsprechend schneller Abnutzung der Schneidkante führt

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile auszuschalten, also eine solche Konfiguration eines Schneideinsatzes zu finden, mit welcher der abgescherte Metallstreifen ziiverlässig in gleich lange Späne zerbrochen wird, ohne daß dazu mehr Energie als erforderlich aufgewendet werden muß.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegegeben, Gemäß der Erfindung ist also die eine (die äußere) Fläche der Spanbrechernut um 5° bis 15° nach unten geneigt und die andere Fläche ist eben und steigt um 5° bis 30° zu der zentralen Fläche an. Durch diese Ausbildung der Spanbrechernut wird überraschenderweise die Aufgabe gelöst also der Energieverbrauch und die Temperatur werden minimiert

Es sei noch besonders erwähnt, dai- "ich der erfindungsgemäße Schneideinsatz relativ leicht herstellen läßt da die beiden die Spanbrechernut bildenden Flächen eben sind. Die in einer Ebene liegende umlaufende Fase kann relativ leicht geschliffen werden, wobei man sehr präzise Schneidkanten erhält

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte DIN-Abmessungen verschiedener Elemente des Schneideinsatzes angegeben.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden nachfolgend einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung beschrieben.

F i g. 1 zeigt schematisch, in Seitenansicht, einen Schneideinsatz an einem Halter, in Eingriffstellung mit einem Werkstück.

F i g. 2 zeigt vergrößei% ausschnittsweise, einen vertikalen Querschnitt durch den Bereich der Schneidkante und die daran anschließende Oberseite des Schneideinsatzes gemäß der Erfindung.

F i g. 3 ist eine Draufsicht auf einen Schneideinsatz gemäß der Erfindung, etwa im Maßstab 1:1.

F i g, 4 zeigt ausschnittsweise, vergrößert, eine Draufsicht auf eine Ecke des Schneideinsatzes nach F i g. 3.

F i g. 5 ist ein vertikaler Schnitt durch eine Ecke nach Linie V-V in F i g. 4.

F i g. 6 ist der Querschnitt nach Linie Vi-VI in F i g. 4.

F i g. 7 2:eigt einen quadratischen Schneideinsatz gemäß der Erfindung in Draufsicht, Vergrößert bzw. in übergroßer Ausführung.

F i g. 8 und 9 zeigen in Querschnitten VIII-VIH bzw.

IX-IX der Fi g. 7 zwei Varianten der Ausführung nach Fig.7.

F i g. 1 zeigt einen positiven Halter 10, an dem mittels Klemmschraube 14 ein positiver Schneideinsatz 12 geklemmt und in Eingriffsstellung mit einem sich in Pfeilrichtung 18 drehenden Werkstück 16 gebracht ist. Eine Unterlegplatte 20 ist zwischengefügt Die Klemmitiel können beliebiger Art sein, sofern sie den freien Spanfluß nicht zu sehr beeinträchtigen.

Die Umfangoflächen 22 schließen mit der Oberseite des Schneideinsatzes einen spitzen Winkel ein (Keilwinkel kleiner als 90°). Es ist somit ein positiver Freiwinkel 28 sowie auch ein positiver Spanwinkel gegeben. Gemäß F i g. 1 und 2 ist der Schneideinsatz mit etwa 5° ansteigend angeordnet bzw. die Tasche des Halters 10 ist gegenüber der Horizontalen bzw. gegenüber der Längsrichtung des Halters um IG" nach vorne/oben ansteigend ausgebildet An die Schneidkante 26 schließt sich eine Fase 24 an. An die Fase 24 schließt sich nach innen/unten eine relativ steile Hohlkehle 30 an, an die sich eine nach unten geneigte, ebene Fläche 32 anschließt an weiche sich wiederum eine nach oben ansteigende Fläche 34 anschließt (über eint;; Verbindungspunkt 36 im Schnitt gesehen). Über die Verbindung bzw. den Obergang oder die Kante 40 schließt sich nach innen zu eine zentrale Fläche 38 an. Der Einsatz gemäß F i g. 3 ist dreiseitig. An die drei Schneidkanten 26 schließt sich jeweils die Fase 24, an diese — über Hohlkehle 30 — die nach innen geneigte Fläche 32 und an diese die nach oben/innen ansteigende Fläche 34 an. Die Schneidkanten 26 liegen in ein und derselben Ebene.

Wie besonders F i g. 4 zeigt, laufen die Schneidkanten 26 um die abgerundeten Ecken 44. Im Bereich der Ecken 44 ist die Fase verschmälert während sie ansonsten parallel zu den Schneidkanten 26 verläuft

Diese Verengung der Fase 24 ist auch in dem durch die Ecke gelegten Schnitt nach Fig.5 zu sehen. Die Breite der Fase 24 ist etwa 0,13 mm bis 1,5 mm — abgesehen von der Verengung längs der Ecken. Der Radius der Hohlkehle 30 beträgt etwa 0,05 mm bis ca. 0,1 mm. Der Neigungswinkel der nach unten/innen geneigten Fläche 32 gegenüber der durch die Schneidkanten gegebenen Ebene beträgt etwa 5 bis 15°. Der Anstiegswinkel der ansteigenden Fläche 34 beträgt 5 bis 30°. Die zentrale Fläche 38 liegt parallel zu der durch die Schneidkanten 26 gegebenen Ebene, wobei die zentrale Fläche 38 in der gleichen Ebene wie die Schneidkante 26 liegen kann oder gegenüber dieser einen Abstand, vorzugsweise bis zu ca. 0,25 mm haben kann.

Wie ein Vergleich der F i g. 5 und 6 zeigt, ist die Fase 24 im Bereich der Ecken schmaler als zwischen den Ecken, während umgekehrt die Nut bzw. die Flächen 32, 34 im Bereich der Ecken um eine größere Breite umlaufen, wobei sich ergibt daß die Neigungen der Flächen über die Ecke geroessen (F i g. 5) flacher ist als im Querschnitt nach F i g. 6 gesehen. Das h.*ißt die Flächen sind auch um die Ecken umlaufend eben (abgesehen von einem eventuell abgerundeten Übergang in der Verschneidungslinie).

Bei dem quadratischen Schneideinsatz nach F i g. 7 bis 9 sind wiederum die Umfangsflächen mit Bezugszeichen 22, die¹ Schneidkanten mit 26, die Fase mit 24, die nach innen geneigte Fläche mit 32, die ansteigende Fläche mit 34 und die zentrale Fläche mit 38 bezeichnet, eine zentrale Bohrung ist mit 46 bezeichnet Die Unterseite 48 ist eben und parallel iw zentralen Fläche 38.

Die zentrale Fläche 38 liegt bei der Ausführung nach F i g. 8 in einer Ebene liiiit den Schneidkanten 26. Mit Bezugszeichen 36 ist der Übergang zwischen den beiden Flanken bezeichnet Im Querschnitt gemessen, beträgt die Länge der inneren Fläche bzw. der zur zentralen Fläche 38 ansteigenden Fläche 34 etwa 0,13 mm bis 0,25 mm.

Bei der Ausführung nach F i g. 9 dagegen liegt die zentrale Fläche 38 in einer Ebene oberhalb der Schneidkante 26. Der Verbindungspunkt 36 zwischen den geneigten Flächen 32 und 34 liegt ca. 0,13 mm bis 0,5 mm unterhalb der zentralen Fläche 38. Die Schneidkanten 26 liegen im Normalfalle in einer Ebene mit der zentralen Fläche 38, sie können aber bis zu 0,25 mm unterhalb der zentralen Fläche 38 liegen (F i g. 9).

Der Keilwinkel ist wie erwähnt vorzugsweise kleiner als 90°, hierzu sind die Umfangsflächen 22 entsprechend geneigt bzw. der Schneideinsatz ist seiner Grundform nach in Form eines sehr flachen Pyramidenstumpfes ausgebildet der im Extremfall zu e^:.nem Kegelstumpf wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schneideinsatz aus Hartmetall mit wenigstens einer längs der Verschneidungslinb zwischen der Oberseite und einer Umfangswandung ausgebildeten Schneidkante, an die sich auf der Oberseite eine Fase (24) anschließt, an weiche sich nach unten/innen eine Hohlkehle (30) anschließt, an deren unteren Rand sich zur Bildung einer Spanbrechernut eine ebene Fläche (32) und eine nach innen zu einer zentralen Fläche (38) ansteigende Fläche (34) anschließen, wobei der Keilwinkel kleiner als 90° ist, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an die Hohlkehle (30) anschließende Fläche (32) unter einem Winkel von 5° —15° nach unten geneigt ist und die sich an sie anschließende Fläche (34) eben ist und unter einem Winkel von 5° —30° ansteigt

2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, <aß der vertikale Abstand zwischen der zentralen Fläche (38) und den Schneidkanten Ö bis 0,254 mm beträgt

3. Schneideinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslinie bzw. Kehle (36) zv/ischen den Flächen (32,34) etwa 0,127 mm bis 0,305 mm unterhalb ler zentralen Fläche (38) liegt

4. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Fase (24) etwa 0,127 mm bis etwa 1,524 mm beträgt

5. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, Haß der Radius der Hohlkehle (30) etwa 0,05 mm bis Ptwa 0,1 mm beträgt.

6. Schneideinsatz nach einem der Xnsprüche 1 —5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkanten (26) 0 bis 0,25 mm unterhalb der zentralen Fläche (38) liegen.

7. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 —6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Fase (24) im Bereich der Ecken (44) verengt