DE4134335A1 - Zerspanungs-schneidwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug, das zur drehenden, hobelnden oder ähnlichen Bearbeitung von Werkstückflächen, insbesondere von solchen metallischen Werkstoffen, wie zäher Stahl, geeignet ist, bei welchen der beim Schneiden entstehende Span ungebrochen langgestreckt in zahlreichen zusammenhängenden Wendeln ablaufen soll.

Derartige Schneidwerkzeuge bilden als Endabschnitt eines Schaf­ tes, im Bereich einer Plattenkante einer Schneidplatte bzw. in anderer Anordnung mindestens einen Schneidvorsprung, der im wesentlichen durch den Bereich definiert ist, über welchen sich die Schneidkante und ggf. eine vertiefte bzw. im Abstand von der Schneidkante ansteigende oder abfallende Spanleitfläche erstreckt. Im Falle eines Abdrehwerkzeuges ist die Schneidkante im wesentlichen nur an einer Seitenkante des Schneidvorsprunges vorgesehen, im Falle eines Einstechwerkzeuges ist sie durch die Endkante des Schneidvorsprunges gebildet, zu welcher die Sei­ tenkanten unter Freiwinkeln divergieren und im Falle eines Pro­ fil- oder Gewindeschneidwerkzeuges ist die Schneidkante durch mindestens einen am Schneidvorsprung vorstehenden Schneidzahn gebildet, dessen Flanken zum Zahnscheitel zweckmäßig diver­ gieren und in an diese Flanken seitlich anschließende Schneidenbereiche übergehen, mit welchen die Werkstückober­ fläche an den Scheitelflächen der die Profilnut flankierenden Profilstege gleichzeitig mit der Profilnut profilgetreu bear­ beitet werden können.

Zur Steigerung der Schneidleistung kann man zwar versuchen, im Bereich der Schneidkante Spanteiler vorzusehen, welche den Span über die Arbeitsbreite der Schneidkante in vereinzelte Längs­ streifen unterteilen, jedoch führt dies bei vielen Bearbeitun­ gen zu einem unkontrollierten Spanfluß, der zur Knäuelbildung neigt. Außerdem führen hier die zur Spanteilung über die Schneiden-Brustfläche noppenförmig vorstehenden und mit Flanken an die Schneidkante abgrenzenden Teilervorsprüngen zu Verände­ rungen des Schneidenwinkels, weshalb in ihrem Bereich dann Schneidenwinkel von wesentlich mehr als 90° gegeben sind, die üblicherweise zu einer wesentlich schlechteren Güte der Bear­ beitungs-Oberfläche führen als benachbarte Bereiche mit kleine­ ren Schneidenwinkeln. Ferner ergeben sich an den Flanken der Teilervorsprünge ganz andere Spanformen und Spanablauf-Richtun­ gen als benachbart dazu, so daß ein gezieltes und einheitliches Abführen der Späne verhindert ist. Ein weiterer wesentlicher Nachteil ergibt sich dadurch, daß die Spanteilung zu scharfen, gezackten Reißkanten an den Längsseiten der Einzelspäne führt, weshalb die Späne zum gegenseitigen Verhaken bzw. zu einem wesentlich erhöhten Ablaufwiderstand neigen und außerdem leicht Schnittwunden hervorrufen können.

Der Erfindung liegt des weiteren die Aufgabe zugrunde, ein Zerspanungs-Schneidwerkzeug zu schaffen, bei welchem Nachteile bekannter Ausbildungen bzw. der beschriebenen Art vermieden sind und das insbesondere auf einfache Weise eine solche Span­ bildung gewährleistet, die ein gleichmäßiges Ablaufen des Spanes ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind Mittel vorgesehen, mit welchen der Span während oder unmittelbar nach der Ablösung vom Werk­ stück, d. h. in der Regel in seinem heißesten Zustand, durch plastische Verformung auf eine gewünschte Querschnittsform gebracht werden kann, die für das weitere Verhalten des Spanes günstig ist. Insbesondere kann der Span dabei im Querschnitt durch den Spanstrang V- und/oder teilkreisförmig derart ge­ krümmt werden, daß sich seine Längskanten einander annähern. Die konvexe Querschnittseite kann dabei an der Außenseite der Spanwendel und die konkave Querschnittseite am Wendel-Innenum­ fang liegen, so daß die gegenüber einer Hüllfläche um den Außenumfang der Spanwendel weiter innenliegenden bzw. schräg nach innen gerichteten Randbereiche und Längskanten des Spanes geschützt liegen und nicht stören. Der Span kann des weiteren mit einem nur linienförmigen, zwischen seinen Längskanten liegenden Bereich an diese Hüllfläche reichen, wodurch sein Ablaufwiderstand, seine Neigung zum Verhaken und Verletzungsri­ siken wesentlich verringert sind, da der Außenumfang des Spanes eine völlig glatte und weiche Oberfläche von sehr geringem Reibbeiwert bildet.

Je nach Form der Schneidkante kann diese so ausgebildet sein, daß sie nur einen einzigen oder zwei bzw. mehr mit ihren Längs­ kanten aneinanderschließend ablaufende Spanstränge bildet. Je nach dem, ob dem jeweiligen bzw. jedem Spanstrang ein Spanver­ former zugeordnet ist oder nicht, können die Querschnitte der Spanstränge gleich oder unterschiedlich verformt werden. Die Spanverformung kann insbesondere durch einander quer zur Span- Ablaufrichtung gegenüberliegende Verformungsflanken gebildet sein, von denen mindestens eine in Ansicht auf die Brustfläche annähernd parallel bzw. unmittelbar benachbart zur Schneidkante liegt oder sogar die Schneidkante bildet sowie zweckmäßig in Richtung zur Schneiden- bzw. Spanablauf-Seite des Schneidwerk­ zeuges über einen größeren Teil ihrer Länge nicht über die Schneidkante vorsteht, um im Bereich dieser Flanke eine reißen­ de Spanteilung zu vermeiden.

Die genannten Span-Querschnitte können wenigstens teilweise auch dadurch erreicht werden, daß die Brustfläche bis zur Schneidkante und auf der durch diese bestimmten Spanbreite in Ansicht auf den Scheitel des Schneidvorsprunges konkav ein­ springend ausgebildet ist, so daß die Schneidkante den Span löffelartig mit dem genannten Querschnittsprofil vom Werkstück abschält, wobei zwischen den Löffelflanken und den zugehörigen, durch die Schneidkante gebildeten Flanken keinerlei Vorsprung oder Spanteiler vorgesehen ist.

Günstige Spanquerschnitte sind z. B. durch eine Vertiefung in der die Schneidenseite bildenden Oberfläche des Schneidvor­ sprunges zu erreichen, die, bezogen auf die Schneidkante, wenigstens in ihren an die Schneidkante anschließenden Berei­ chen nicht oder höchstens unwesentlich zur Schneidenseite vorsteht und zweckmäßig beiderseits angrenzend an die Vertie­ fung etwa in einer zur Schneidkante parallelen Ebene liegt. Der tiefste Bodenbereich der Vertiefung kann dabei von der Schneid­ kante in Span-Ablaufrichtung unter wenigen Winkelgraden flach oder konkav bogenförmig abfallen und dann im Abstand von der Schneidkante wieder ansteigen, so daß sich eine entsprechend zunehmende und wieder abnehmende Höhe der Flanken der Vertie­ fung ergibt, obwohl deren Umfangslinie im Bereich der Schneid­ kante, im Anschluß sowie im Abstand hinter der Schneidkante und/oder über ihre gesamte Erstreckung im wesentlichen in der genannten Ebene liegt.

In Ansicht auf die Brustfläche sind die einander gegenüber­ liegenden Längsbegrenzungen der Umfangslinie der Vertiefung in mindestens einem der genannten Bereich im wesentlichen kon­ tinuierlich bogenförmig sowie einander zugekehrt konkav ge­ krümmt, wobei die Breite der Vertiefung bereits zwischen einan­ der gegenüberliegenden Flankenabschnitten der Schneidkante zu ihrem hinteren Ende zunehmen und dann zu diesem hinteren Ende spitz auslaufend abnehmen kann.

Der Spanverformer bzw. die Vertiefung kann auch in einer unter wenigen Winkelgraden in Span-Ablaufrichtung abfallenden und dann im Schnitt parallel zu dieser Ablaufrichtung wieder konkav ausgerundet ansteigenden Spanleitfläche vorgesehen sein, die zwischen der Ausrundung und der Schneidkante im wesentlichen eben ist und an eine oder beide Seitenkanten des Schneidvor­ sprunges anschließen kann. Der profilierte Span oder seitlich benachbart zum Spanverformer ablaufende Spanstränge können dadurch zusätzlich geführt werden, je nach dem, ob das hintere Ende des Spanverformers im Bereich der konkaven Ausrundung, mit Abstand dahinter oder mit Abstand davor liegt. In den beiden zuletzt genannten Fällen können die nebeneinander ablaufenden Spanstränge in Ablaufrichtung hintereinander quer zur Brustflä­ che umgelenkt und abgeführt werden, während im zuerst genannten Fall die Spanstränge auch im Bereich der Umlenkung nebeneinan­ der liegend ablaufen.

Der Schneidvorsprung weist an seiner Schneidenseite zweckmäßig eine durchgehend ebene, nur von dem jeweiligen Spanverformer bzw. der Spanleitfläche unterbrochene Oberfläche auf, die wenigstens bis zur Aufnahme in einem Werkzeughalter reicht und sich im Falle eines vom Werkzeughalter gesonderten Schneidein­ satzes über dessen gesamte zugehörige Plattenseite erstreckt.

Zwar kann der Spanverformer im Falle eines gesinterten Schneidvorsprunges als Abbildung einer entsprechenden Sinter­ form ausgebildet sein, jedoch ergibt sich eine wesentlich bessere Formgebung, wenn seine Oberflächen bzw. Formflanken durch spanabhebende Bearbeitung, wie Fräsen, Schleifen o. dgl. hergestellt bzw. nachzubearbeiten sind. Die Vertiefung kann dabei z. B. mit dem Umfang eines drehenden Profilwerkzeuges hergestellt werden, das nur radial zu seiner Drehachse sowie quer in die Schneidenseite eintaucht und dadurch die Vertiefung als Abbildung eines Umfangssegmentes dieses Werkzeuges her­ stellt oder das entsprechend parallel zu seiner Drehachse in die Schneidenseite eintaucht und dadurch eine achssymetrische Vertiefung herstellt. In beiden Fällen kann jedoch zur Vergrö­ ßerung der Längserstreckung sowie zur Erzielung sich verändern­ der Tiefen der Hohlkehle bzw. Vertiefung eine Relativbewegung zwischen Bearbeitungswerkzeug und Schneidvorsprung etwa paral­ lel zur Schneidenseite vorgesehen sein.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung können alle Abschnitte der Schneidkante Schneidenwinkel von höchstens 90° oder nur sehr geringfügig darüber aufweisen, wobei die Schneidenwinkel im Bereich der an die Vertiefung angrenzenden Schneidkantenab­ schnitte zweckmäßig spitzwinklig sind und außerhalb des Umfan­ ges der Vertiefung etwa 90° betragen. Im Falle einer Schneid­ platte können deren Kantenflächen auch im Bereich der Schneidkante rechtwinklig zu einer oder beiden ebenen Plat­ tenseiten oder in allen Querschnitten rechtwinklig zur Plattenebene gleich geneigt bzw. parallel zueinander liegen, so daß die Herstellung weiter vereinfacht ist. Die Bereiche klei­ neren Schneidenwinkels stehen dabei gegenüber den Bereichen größeren Schneidenwinkels in der zur Span-Ablaufrichtung etwa parallelen Zustellrichtung des Werkzeuges vor, so daß die Bereiche größeren Schneidenwinkels wesentlich weniger Zerspa­ nungsarbeit als die anderen Bereiche zu leisten haben und sich in allen Bereichen eine etwa gleiche Oberflächengüte der bear­ beiteten Fläche ergibt.

Eine wesentliche Aufgabe kann für sich auch dadurch gelöst werden, daß mindestens eine Spanleitfläche durch im Abstand voneinander liegende Erhöhungen gebildet ist, durch welche die Kontaktfläche des heißen Spanes mit der Schneidenseite wesent­ lich und lediglich auf Punkte reduziert wird, so daß der Wärme­ übergang vom Span auf den Schneidvorsprung stark reduziert ist. Die Vorsprünge können durch quer zur Span-Ablaufrichtung und etwa parallel hintereinander liegende Rippen, noppenförmige Vorsprünge, eine Rändelung, eine Kordelung o. dgl. gebildet sein, nur über einen Teil oder die gesamte Spanleitfläche etwa gleichmäßig verteilt sein und befinden sich zweckmäßig insbe­ sondere im Bereich des konkav ausgerundeten Anstieges minde­ stens einer Leitfläche, in welchem üblicherweise die Spanberüh­ rung besonders intensiv ist.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vor­ teilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Ausführungsbei­ spiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Schneidwerkzeug in Ansicht auf die Schneidenseite,

Fig. 2 einen Ausschnitt der Fig. 1 im Querschnitt durch eine Schneidkante,

Fig. 3 den Ausschnitt gemäß Fig. 2 in Ansicht von rechts auf den Scheitel des Schneidvorsprunges,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform in einer aus­ schnittsweisen Darstellung gemäß Fig. 1,

Fig. 5 die Ausführungsform gemäß Fig. 4 in einer Dar­ stellung entsprechend Fig. 2 und

Fig. 6 und 7 eine weitere Ausführungsform in Darstellungen entsprechend den Fig. 4 und 5.

Das Schneidwerkzeug 1 weist einen eben plattenförmigen Grundkörper 2 mit voneinander abgekehrten, im wesentlichen ebenenparallelen Plattenflächen 3, 4 auf, die an der jewei­ ligen Plattenseite durchgehend zusammenhängend ineinander übergehen und an alle im Winkel zueinander liegenden Kantenflä­ chen 8, 9 des Grundkörpers 2 anschließen. Der Grundkörper 2 ist in seiner Grundform gleichseitig dreieckförmig und bildet im Bereich jeder Dreieckspitze einen von drei gleichen oder un­ gleichen Schneidvorsprüngen 5, der durch entsprechende Profi­ lierung des zugehörigen Eckbereiches so ausgebildet ist, daß er eine Profilschneide als Negativabbildung des herzustellenden Profiles bildet. Hierzu ist nicht nur der am weitesten vorste­ hende Scheitel, sondern es sind auch die Flanken 6, 7 des Schneidvorsprunges 5 profiliert, die in Ansicht gemäß Fig. 1 auf die zugehörige Plattenfläche 3 quer bzw. annähernd recht­ winklig an die zugehörigen Kantenflächen 8, 9 des Grundkörpers 2 anschließen, welche jeweils im wesentlichen durchgehend an eine zur Plattenebene rechtwinklige Ebene angrenzen und eben sein können. Die beiden, jeweils den Schneidvorsprung 5 flan­ kierenden Kantenflächen 8, 9 liegen unter einem spitzen Winkel von 60° zueinander und jede Kantenfläche 8 bzw. 9 schließt mit einem Ende an eine Flanke 6 eines Schneidvorsprunges 5 und mit dem anderen Ende an eine Flanke 7 eines weiteren Schneidvor­ sprunges an.

Auch alle der jeweiligen Schneidkante 11 eines Schneidvorsprun­ ges 5 zugehörigen Kantenbereiche des Grundkörpers 2 liegen wie die Kantenflächen 8, 9 rechtwinklig zu den Plattenflächen 3, 4 und gehen ununterbrochen über die Plattendicke des Grundkörpers 2 durch. Dadurch könnte der jeweilige Schneidvorsprung an jeder Plattenfläche eine gleiche Schneidkante 11 bilden, wobei jedoch bei asymmetrischer Ausbildung des Schneidvorsprunges 5 die beiden Schneidkanten zweckmäßig mit entgegengesetzter Vorschub­ richtung einzusetzen wären. Hier sind jedoch Schneidkanten 11 nur an einer einzigen Plattenfläche 3 vorgesehen, welche eine Schneidenseite 12 des Schneidwerkzeuges 1 definiert. Jede Schneidkante 11 definiert eine quer zu ihrer Arbeitsrichtung 14 liegende Schneidebene 13, die als etwa parallel zur Plattenflä­ che 3 oder durch eine Fläche definiert werden kann, welche beim Anlegen an die gesamte Schneidkante 11 an mindestens drei im Abstand zueinander liegenden Punkten stabil abgestützt ist bzw. die durch eine durch den Schneidengriff gehende Axialebene des Werkstückes definiert ist.

Die jeweilige Schneidkante 11 hat dadurch etwa parallel zur Schneidebene 13 einen wechselnden bzw. im wesentlichen ges­ chwungenen Verlauf, daß sie durch einen einzigen, am weitesten vorspringenden Schneidzahn 15 und beiderseits an dessen Flanken anschließende Schneidvertiefungen bzw. Schneidnuten 16, 17 gebildet ist, welche zu den Flanken 6, 7 gehören, die in ihren nichtschneidenden Bereichen durch die Kantenflächen 8, 9 gebil­ det sind. In Ansicht auf die Schneidenseite 12 bildet der Schneidzahn 15 mindestens einen z. B. gekrümmten und/oder geradlinigen, positiv vorstehenden Kantenabschnitt 18 der Schneidkante 11, während die Schneidnuten 16, 17 negativ ein­ springende Kantenabschnitte 19, 20 der Schneidkante 11 von entsprechender Form bilden und zweckmäßig kontinuierlich an­ schließende Negativabbildungen wenigstens eines Teiles des Kantenabschnittes 18 sind. Die Kantenabschnitte 19, 20 schlie­ ßen an die z. B. annähernd geradlinigen, seitlichen Flanken 21, 22 des Kantenabschnittes 18 an.

Der Übergang zwischen den Flanken 21, 22 und dem jeweiligen Kantenabschnitt 19, 20 ist durch einen Punkt 23 bzw. 24 auf der Schneidkante 11 bestimmt, ab welchem der Kantenabschnitt 19 bzw. 20 einspringend von der Flanke 21 bzw. 22 wegverläuft und in deren Bereich der Schneidzahn 15 an seiner Basis die größte Breite hat. Die Flanken 21, 22 des Schneidzahnes 15 sind so vorgesehen, daß sie sich zum Scheitel 40 des Schneidzahnes 15 gemäß Fig. 1 ununterbrochen unter einem spitzen Flankenwinkel 26 annähern, weshalb sie ununterbrochene Zwischenabschnitte der Schneidkante 11 auch dann bilden, wenn bei der Bearbeitung nach Art eines Einstechwerkzeuges nur in Längsrichtung des Schneid­ zahnes 15 bzw. etwa parallel zu dessen Mittelebene 27 zuge­ stellt wird.

Diese Mittelebene 27 liegt etwa parallel zu einer Kantenfläche 8 bzw. 9 und daher im etwa selben Winkel zur anderen Kantenflä­ che 9 bzw. 8. Der an die parallele Kantenfläche anschließende Kantenabschnitt 19 hat eine geringere Länge bzw. erstreckt sich über einen kleineren Bogenwinkel von geringfügig weniger als 90° als der andere Kantenabschnitt 20, der einen Bogenwinkel von etwa 120° einnimmt, wobei der Kantenabschnitt 19 einen kleineren Teil derselben Profilform wie der Kantenabschnitt 20, jedoch von gleichem Profilquerschnitt darstellt.

An der Plattenfläche bildet der Grundkörper 2 im Bereich jeder Schneidkante 11 eine Schneiden-Brustfläche 28 bzw. eine Span­ leitfläche 29, die für den Kantenabschnitt 18 einschließlich der Flanken 21, 22 und etwa bis zu den Punkten 23, 24 im Quer­ schnitt durch die Schneidkante 11 anders ausgebildet ist als für die Kantenabschnitte 19, 20. Insbesondere für den vom Schneidzahn 15 bis zu den Punkten 23, 24 abgeschälten Span ist ein Spanformer 10 vorgesehen, der im wesentlichen durch eine rinnen- und/oder langgestreckt schalenförmige Vertiefung 30 gebildet ist, deren Symmetrie- bzw. Längsmittelebene im wesent­ lichen mit der zur Plattenfläche 3 rechtwinkligen Mittelebene 27 zusammenfällt. Die Kante bzw. der linienförmige Umfang 31 der Vertiefung 30 liegt zumindest hinter den Punkten 23, 24 in der Plattenfläche 3 und fällt zwischen den Punkten 23, 24 mit dem Kantenabschnitt 18 zusammen. Der Kantenabschnitt 18 kann dabei zum Scheitel 40 bzw. zu einem in der Mitte zwischen den Punkten 23, 24 in der Mittelebene 27 liegenden Punkt 25 quer zur Plattenfläche 3 geringfügig zurückversetzt sein und in Ansicht gemäß Fig. 3 von diesem Scheitel 40 unter wenigen Winkelgraden gekrümmt zu den Flanken 21, 22 bzw. den Punkten 23, 24 ansteigen, je nach dem, welche Profilform der Schneid­ zahn 15 aufweist.

Die Punkte 23, 24 liegen somit ebenso wie die anschließenden Kantenabschnitte 19, 20 und die nach hinten anschließenden Teile des Umfanges 31 in der Plattenfläche 3, in welcher auch die Flanken 21, 22 wenigstens teilweise liegen können. Der Umfang 31 ist annähernd elliptisch, weist jedoch an seinem hinteren, annähernd spitz auslaufenden Ende 32 einen wesentlich kleineren Krümmungsradius als an seinem dem Scheitel 40 zugehö­ rigen Ende auf. Die den seitlichen Flanken 33, 34 der Vertie­ fung zugehörigen Flankenabschnitte des Umfanges 31 sind konti­ nuierlich mit einem Krümmungsradius konkav gekrümmt, der mehr­ fach größer als die zugehörige Breite der Vertiefung 30 ist, wobei sich diese Flankenabschnitte annähernd kontinuierlich in die Flanken 21, 22 fortsetzen. Im Querschnitt quer zur Mittel­ ebene 27 und zur Plattenfläche 3 sind die Flanken 33, 34 der Vertiefung 30 unter einem Winkel von annähernd 90° zueinander schräg gestellt, so daß sie hinter den Punkten 23, 24 stumpf­ winklig an die Plattenfläche 3 anschließen, während sie im Bereich des Kantenabschnittes 18 spitzwinklig an die Kantenfla­ che des Grundkörpers 2 anschließen.

Der in jedem Längsabschnitt der Vertiefung 30 tiefste Bereich ist durch eine annähernd linienförmige Bodenzone 35 gebildet, die am hinteren und/oder vorderen Ende auf einem Kreisbogen um eine zur Plattenfläche 3 etwa parallele und zur Mittelebene 27 etwa rechtwinklige Mittelachse vorgesehen ist, welche mit Abstand außerhalb der Plattenfläche 3 liegt. Die konkave Boden­ zone 35 schließt dadurch mit ihrem hinteren Ende 32 unter etwa einem gleichen stumpfen Winkel wie die Flanken 33, 34 an die Plattenfläche 3 und steigt von der tiefsten Stelle zu beiden Enden progressiv an.

Das vordere Ende der Bodenzone 35 liegt unter einem ent­ sprechenden, etwa gleichen Winkel zur Plattenfläche 3, schließt jedoch im Querschnitt an den dem Scheitel 40 zuge­ hörigen Abschnitt der Schneiden-Rückenfläche 36 etwa unter gleichem Winkel an, wie die Flanken 33, 34 an diejenigen Ab­ schnitte der Rückenfläche 36 anschließen, welche seitlich benachbart zum Scheitel 40 dem Kantenabschnitt 18 bzw. den Flanken 21, 22 zugehörig sind. Als Rückenfläche 36 sind die an die Schneidkante 11 anschließenden Zonen der Kantenfläche des Schneidvorsprunges 5 zu verstehen, die im Querschnitt etwa rechtwinklig zum jeweils zugehörigen Abschnitt der Schneidkante und zur Schneidebene 13 mit dem anschließenden Teil der Brust­ fläche 28, der Spanleitfläche 29 bzw. der Vertiefung 30 den Schneidenwinkel 37 dieses Abschnittes der Schneidkante 11 bestimmen. Dieser Schneidenwinkel 37 ist zwischen den Punkten 23, 24 im wesentlichen über den gesamten Kantenabschnitt 18 konstant spitzwinklig, da er hier durch die Form der Vertiefung 30 bestimmt ist, während er demgegenüber ab den Punkten 23, 24 im Bereich der Kantenabschnitte 19, 20 wesentlich größer ist und etwa 90° betragen kann, weil hier die Brustfläche 28 etwa in der Ebene der Plattenfläche 3 liegt.

Die dem Kantenabschnitt 19 zugehörige Brustfläche ist dabei etwa gleich breit wie die Erstreckung dieser Kantenfläche 19 quer zur Mittelebene 27, wobei der zugehörige Flankenabschnitt des Umfanges 31 von der zur Mittelebene 27 etwa parallelen Kantenfläche des Grundkörpers 2 einen Abstand hat, der kleiner als die Breite bzw. als die Hälfte der Breite der Vertiefung 30 ist. Damit die Rückenfläche 36 gegenüber dem Werkstück einen Freiwinkel 38 einnehmen kann, wird das Schneidwerkzeug 1 ent­ sprechend schräg gestellt eingesetzt, wobei sich der Freiwinkel 38 gegenüber einer zur Arbeitsrichtung 14 parallelen Tangenti­ alebene des Werkstückes ergibt, die durch dieses im Punkte des Eingriffes des Scheitels 40 gelegt wird.

Das Schneidwerkzeug 1 ist zweckmäßig dazu bestimmt, entgegen der Span-Ablaufrichtung 44 etwa parallel zur Mittelebene 27 und zur Schneidebene 13 zur Festlegung der Spandicke zugestellt zu werden, während sein Vorschub entlang des Werkstückes etwa rechtwinklig zur Mittelebene 27 mit der zu dieser parallelen Kantenfläche bzw. dem kleineren Kantenabschnitt 19 voraus in Vorschubrichtung 41 erfolgt. Zwischen den Punkten 23, 24 bildet der Kantenabschnitt 18 eine Löffelschneide, welche im Bereich des Scheitels 40 die größte Spandicke und zu den Punkten 23, 24 hin eine abnehmende Spandicke erzeugt.

Da die Flanken 33, 34 und die Bodenzone 35 von den zugehörigen Bereichen des Kantenabschnittes 18 ausnahmslos zur Plattenseite 4 abfallen und außer der gegebenenfalls gegenüber dem Kantenab­ schnitt 18 geringfügig angehobenen Plattenfläche 3 weder inner­ halb noch außerhalb der Vertiefung 30 irgendwelche über die Schneidebene 13 vorstehenden Vorsprünge vorgesehen sind, wird der Span nach bzw. mit dem Abschälen sofort in den kuhlenförmig innerhalb des Kantenabschnittes 18 liegenden Teil der Vertie­ fung 30 gepreßt, der zur Bodenzone 35 im Querschnitt gegenüber dem Abstand zwischen den Punkten 23, 24 enger wird, so daß der Span entlang einer etwa mittleren Längslinie gefaltet bzw. in der Breite zusammengeschoben wird. Der Span kann dabei bis zur tiefsten, etwa im Zentrum 39 liegenden Stelle der Vertiefung 30 in Ablaufrichtung 44 abfallend ablaufen, wonach er wieder ansteigt und gleichzeitig aufgrund der Vorschubbewegung in eine Spiralform überführt wird.

Nach mehreren Bearbeitungsdurchläufen, in denen zunächst nur der Schneidzahn 15 schneidet, kommen auch die Schneidnuten 16, 17 in Eingriff mit dem Werkstück, wobei die an deren Kantenab­ schnitte 19, 20 dann entstehenden Späne im Bereich der Punkte 23, 24 von dem Span des Kantenabschnittes 18 getrennt werden und entweder als relativ gestreckte Spanstränge über die Plat­ tenseite 3 ablaufen oder bei entsprechend sprödem Werkstoff im Bereich der Kantenabschnitte 19, 20 in relativ kurze Spanstücke brechen. Die günstige Spanform im Bereich des Kantenabschnittes 18 ergibt sich insbesondere auch, weil sich der Kantenabschnitt 18 und der zugehörige Abschnitt des Umfanges 31 über einen relativ großen Bogenwinkel 43 erstreckt. Dieser Bogenwinkel 43 ist auf den Mittelpunkt eines Kreises bezogen, auf welchem alle drei Punkte 23, 24, 25 mit gleichen Bogen-Zwischenabständen liegen. Der Bogenwinkel 43 ist hier größer als 180°, kann aber auch, je nach Profilform des Schneidzahnes 15 in der Größenord­ nung einer der Winkelzahlen 45°, 60°, 90°, 120°, 150° und 210° liegen. Mit zunehmendem Bogenwinkel 43 bzw. zunehmender Ein­ griffstiefe des Schneidzahnes 15 nimmt somit auch die plasti­ sche Verformungswirkung zu.

Zur Befestigung des Schneidwerkzeuges 1 an einem Werkzeughalter bzw. Schaft ist der Grundkörper 2 im Zentrum von einer Durch­ gangsöffnung 45 in Form einer Senkbohrung durchsetzt, die mit ihrer größten Weite kreisförmig in der Plattenfläche 3 liegt. An diese Kreisbegrenzung schließt der Umfang 31 nahe benachbart zum hinteren Ende 32 mit nur geringem Spaltabstand annähernd tangential an, wobei mit geringem Abstand dahinter auch die Mittelebene 27 in ähnlicher Weise tangential zu dieser Begren­ zung der Durchgangsöffnung 45 liegt. Die Längserstreckung der Vertiefung 30 zwischen den Punkten 23, 24 und dem hinteren Ende 32 ist hier etwa vier- bis fünfmal größer als zwischen den Punkten 23, 24 und dem Scheitel 25, wobei ihre größte Breite in der Größenordnung der Hälfte der größten Länge oder darunter liegt und größer ist als der Abstand zwischen den Punkten 23, 24.

In den Fig. 5 bis 7 sind für einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 3, jedoch mit unterschiedlichen Buchstabenindizes verwendet, so daß alle Beschreibungsteile sinngemäß für alle Ausführungsformen gelten. Auch können die Ausbildungen gemäß allen Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert werden, z. B. so, daß ein Schneidwerkzeug unterschiedliche Schneidvorsprünge gemäß den Ausführungsformen aufweist.

Beim Schneidwerkzeug 1a gemäß den Fig. 4 und 5 fällt die Schneidebene 13a gegenüber der Plattenebene bzw. der Platten­ fläche 3a in Span-Ablaufrichtung 44a ab, da hier ausgehend von der Schneidkante 11a eine entsprechend etwa vom Niveau der Plattenfläche 3a abfallende Spanleitfläche 46 vorgesehen ist, die über eine teilkreisförmig konkave Ausrundung 47 im Abstand hinter der Schneidkante 11 wieder ansteigt und scharfkantig quer an die Plattenfläche 3a anschließt. Die Spanleitfläche 43 bzw. die Ausrundung 47 geht annähernd rechtwinklig zur Mittel­ ebene 27a im wesentlichen ununterbrochen zwischen beiden zuge­ hörigen Kantenflächen 8a, 9a durch, wobei ihr Übergang in die Plattenfläche 3a mit geringem Spaltabstand tangential zur zugehörigen Begrenzung der Durchgangsöffnung 45a liegen kann.

Die Länge der Vertiefung 30a ist hier nur etwa um ein Drittel größer als ihre größte, etwa im Bereich der Punkte 23, 24 liegende Breite, wobei das hintere Ende 32a in einem Abstand vor der Ausrundung 47 vorgesehen ist, der in der Größenordnung der genannten Breite liegen kann. Die Vertiefung 30a ist somit vollständig im ebenen Bereich der Spanleitfläche 46 vorgesehen, die auch die Brust- bzw. Spanleitflächen der Kantenabschnitte 19a, 20a bildet, weshalb deren Schneidenwinkel kleiner als 90°, jedoch untereinander gleich sind. Der Span des Kantenabschnit­ tes 18a kann am hinteren Ende 32a so steil ansteigen, daß er berührungsfrei an der Ausrundung 47 vorbeiläuft und den ebenen Bereich der Spanleitfläche 46 überhaupt nicht berührt. Die Späne der Kantenabschnitte 19a, 20a dagegen können entlang der Spanleitfläche 46 laufen und an der Ausrundung 47 gestaucht bzw. umgelenkt werden.

Zur Verringerung der Kontaktfläche zwischen diesen Spänen und der Spanleitfläche 46 kann diese gemäß Fig. 5 im ebenen Bereich und/oder im Bereich der Umlenkung 47 Erhöhungen 48 aufweisen, welche z. B. quer zur Ablaufrichtung 44a liegende Rippen sein können. Entsprechende Erhöhungen bzw. rasterartig verteilte Noppen können auch die Leit- bzw. Formflächen der Flanken und/ oder der Bodenzone der Vertiefung 30a bilden.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 ist die Span­ leitfläche 46b demgegenüber wesentlich schmaler, so daß das hintere Ende 32b der Vertiefung 30b mit einem Abstand hinter der Ausrundung 47b liegt, der etwa gleich groß wie deren Ab­ stand vom Kantenabschnitt 18b sein kann. Dadurch liegt die Ausrundung 47b in Ansicht gemäß Fig. 6 etwa im Bereich einer Linie, in welcher auch die tiefste Stelle der Vertiefung 30b liegt. Außerdem ergibt sich im Bereich der Vertiefung 46b eine wesentlich geringere Flankenhöhe der Vertiefung 30b als hinter der Ausrundung 47b, so daß der ablaufende Span zunächst auf wesentlich geringerer Höhe sowie ggf. Breite und dann nahezu abrupt auf größere Höhe und Breite geführt wird, wobei diese Höhe und Breite sofort wieder bis zum hinteren Ende 32b konti­ nuierlich und/oder progressiv abnehmen.

Außer zum Gewinde-Drehen, bei welchem eine drehende Arbeitsbe­ wegung nur um eine Arbeitsachse, z. B. um die Werkstückachse, erfolgt, bzw. bei welchem das Werkzeug über alle Gewindewendeln kontinuierlich im Schneideingriff bleibt, kann das Werkzeug auch zum Gewinde-Fräsen verwendet werden soll. Dabei dreht auch das Werkzeug um eine hinter seiner Schneide liegende Schaftach­ se mit größerer Drehzahl als das Werkstück, so daß die Schneide periodisch in und außer Schneideingriff gelangt.

Claims (16)

1. Zerspanungs-Schneidwerkzeug mit mindestens einem Schneidvorsprung (5), der einen Scheitel (40) und eine Schneidkante (11) aufweist, welche von einer Rückenfläche (36) sowie einer an einer Schneidenseite (12) eine Schneidebene (13) bestimmenden Brustfläche (28) als Schneidenflanken bestimmt ist, wobei wenig­ stens einem Teil der Schneidkante (11) an der Schnei­ denseite mindestens eine Spanleitfläche (29, 46) zu­ geordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Schneidkante (11) mindestens ein Spanverformer (10) zur Querschnitts-Verformung des Spanes vorgese­ hen ist.

2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß wenigstens ein Teil mindestens einer Span­ leitfläche (29) als Vertiefung (30) mit in zwei Ebe­ nen gegenüber der Schneidkante (11) innerhalb eines Umfanges (31) abfallender Vertiefungsfläche ausgebil­ det ist, die insbesondere mit ihrem Umfang (31) we­ nigstens teilweise unmittelbar in der Schneidkante (11) liegt, wobei vorzugsweise die Brustfläche (28) wenigstens im Bereich des Umfanges (31) der Vertie­ fung (30) von an die Schneidkante (11) ansteigend angrenzenden Flanken frei ist.

3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens eine Vertiefung (30) des Spanverformers (10) einen an der Brustfläche (28) wenigstens teilweise löffelförmigen Schneidvorsprung (5) mit wenigstens annähernd an der Löffelkante lie­ gender Schneidkante (11) bildet und daß insbesondere drei mit gleichen Zwischenabständen entlang des Um­ fanges (31) der Vertiefung (30) und/oder der Schneid­ kante (11) bestimmte Punkte (23, 24, 25) auf einem Kreisbogen mit einem zwischen den beiden äußeren Punkten (23, 24) zu messenden Bogenwinkel (43) lie­ gen, der größer als mindestens eine der Winkelzahlen 45°, 60°, 90°, 120°, 150°, 175° und 210° ist, wobei vorzugsweise der Umfang (31) der Vertiefung (30) über diesen Bogenwinkel (43) im wesentlichen ununterbro­ chen wenigstens annähernd an die Schneidkante (11) anschließt.

4. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (11) einen insbesondere unmittelbar mit einem Teil des Umfanges (31) mindestens einer Vertiefung (30) eines Spanverformers (10) ununterbrochen zusammenfal­ lenden Kantenabschnitt (18) bildet, auf dem die äuße­ ren Punkte (23, 24) von drei mit gleichen Zwischenab­ schnitten gedachten Punkten (23 bis 25) an voneinan­ der abgekehrten Seitenflanken (21, 22) des Kantenab­ schnittes (18) und/oder auf einem Kreisbogen mit ei­ nem Bogenwinkel-Abstand größer als die Winkelzahlen liegen, wobei der Kantenabschnitt (18) der Schneid­ kante (11) vorzugsweise durch einen frei vorstehenden Schneidzahn (15) gebildet ist, dessen Zahnflanken in Ansicht auf die Brustfläche (28) zum Zahnscheitel (40) unter im wesentlichen höchstens 90° konvergie­ ren.

5. Schneidwerkzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schneidkante (11) in einem etwa in der Mitte zwischen den äußeren Punkten (23, 24) liegenden Bereich, in geringem Abstand beiderseits dieses Bereiches und insbesondere durchgehend zwi­ schen den beiden äußeren Punkten (23, 24) im wesent­ lichen konstante Schneidenwinkel aufweist, die vor­ zugsweise durch spitze Winkel definiert sind.

6. Schneidwerkzeug nach einen der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidvorsprung (5) an der Schneidenseite (12) in einem an mindestens einen Teil des Umfanges (31) einer Vertiefung (30) des Spanverformers (10) und die Schneidkante (11) an­ schließenden sowie außerhalb der Vertiefung (30) lie­ genden Bereich eine kontinuierlich annähernd eben durchgehende Oberfläche (3) aufweist, die vorzugswei­ se nur von der Vertiefung (30) unterbrochen ist und/oder benachbart zur Schneidkante (11) beiderseits an gegenüberliegende Abschnitte des Umfanges (31) der Vertiefung (30) im wesentlichen unmittelbar an­ schließt.

7. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Umfang (31) anschließenden Flanken (33, 34) wenigstens einer Vertiefung (30) des Spanverformers (10) in mindestens zwei zueinander rechtwinkligen Querschnitten durch die Vertiefung (30), insbesondere über den größten Teil des Umfanges (31) jeweils beiderseits im wesent­ lichen gleich hoch und/oder ihre an einen zugehörigen tiefsten Bereich der Vertiefung (30) bzw. an den Um­ fang (31) anschließenden Abschnitte unter etwa glei­ chen Flankenwinkeln zur Schneidebene (13) geneigt sind.

8. Schneidwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Ver­ tiefung (30) des Spanverformers (10) etwa im Zentrum (39) des Umfanges (31) eine annähernd punktförmig tiefste Stelle (39) aufweist, von der die Vertiefung (30) insbesondere nach allen Seiten im wesentlichen kontinuierlich ansteigt, wobei die Vertiefung (30) insbesondere im Längsschnitt durch den Schneidvor­ sprung (5) von der tiefsten Stelle (39) nach minde­ stens einer Seite bis zum Umfang (31) im wesentlichen progressiv und/oder im Schnitt quer dazu auf beiden Seiten im wesentlichen gleich sowie konstant an­ steigt.

9. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Ver­ tiefung (30) des Spanverformers (10) in wenigstens einem Querschnitt, insbesondere im Längsschnitt durch den Schneidvorsprung (5) sowie im Abstand von ihrer tiefsten Stelle (39), mindestens teilweise konkav auf einem Kreisbogen liegt und/oder in wenigstens einem Querschnitt annähernd symmetrisch V-förmig mit abge­ flachter V-Spitze ist.

10. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (11) im Bereich des Scheitels (40) des Schneidvor­ sprunges (5) vertieft ist und von der tiefsten Stelle nach mindestens einer Seite unter flachem Winkel, insbesondere zu und an den Flanken des Schneidvor­ sprunges (5), ansteigt.

11. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Ver­ tiefung (30) des Spanverformers (10), insbesondere etwa in Längsrichtung des Schneidvorsprunges (5), langgestreckt und/oder ihr Umfang (31) in Ansicht asymmetrisch ellipsenförmig ist, wobei die Längsmit­ telebene (27) der Vertiefung (30) vorzugsweise im wesentlichen parallel zu einer neben der Vertiefung (30) vorgesehenen Seitenfläche (8 bzw. 9) des Schneidvorsprunges (5) liegt.

12. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (11) eine Nutprofil-Schneidkante, insbesondere eine Gewindeprofil-Schneidkante, mit mindestens einem Schneidzahn (15) zur schneidenden Profilgebung einer Nut bildet und daß vorzugsweise die Schneidkante (11) an mindestens einer Flanke (21, 22) des Schneidzahnes (15) in einen einspringend profilierten Kantenab­ schnitt (19, 20) zur schneidenden Profilgebung eines an die Nut anschließenden Steges übergeht, wobei ins­ besondere die Brustfläche (28) dieses Kantenabschnit­ tes (19, 20) im wesentlichen außerhalb der Vertiefung (30) an deren Umfang (31), anschließt und/oder eben ist.

13. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schneidensei­ te (12a) des Schneidvorsprunges (5a) eine im Bereich der Schneidkante (11a) annähernd ebene und im Abstand hinter der Schneidkante (11a) ansteigende Spanleit­ fläche (46) vorgesehen ist, in welcher wenigstens eine Vertiefung (30a) des Spanverformers (10a) minde­ stens teilweise liegt und die vorzugsweise über die gesamte zugehörige Breite des Schneidvorsprunges (5a) durchgeht sowie die Brustfläche (28a) mindestens ei­ nes einspringenden Kantenabschnittes (19a, 20a) der Schneidkante (11a) bildet.

14. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Schneidvorsprung (5) durch eine zur Befestigung an einem Werkzeughalter ausgebildete Schneidplatte ge­ bildet ist, die insbesondere als Wendeschneidplatte wenigstens zwei Schneidvorsprünge (5) mit Schneidkan­ ten (11) und Spanverformern (10) an mindestens einer Plattenseite (3, 4) aufweist, wobei vorzugsweise we­ nigstens ein Schneidvorsprung (5) durch einen in An­ sicht auf die Brustfläche (28) spitzwinklig von Plat­ tenkanten (8, 9) flankierten Eckbereich der Schneid­ platte gebildet ist und/oder eine Mittelebene (27) der Vertiefung (30) etwa parallel zu einer Platten­ kante (8, 9) liegt.

15. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Schneidvorsprung (5) durch eine Schneidplatte gebil­ det ist, die zur Befestigung eine sie an den Platten­ flächen (3, 4) durchsetzende Durchgangsöffnung (45) aufweist und daß vorzugsweise der Umfang (31) minde­ stens einer Vertiefung (30) des Spanverformers (10) in Ansicht auf die Brustfläche (28) tangential annä­ hernd bis an die Durchgangsöffnung (45) reicht, wobei die Schneidplatte insbesondere im wesentlichen gleich­ seitig dreieckförmig mit drei Schneidvorsprüngen (5) und drei im Abstand zueinander liegenden Vertiefungen (30) an wenigstens einer Plattenfläche (3, 4) ausge­ bildet ist.

16. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Spanleitfläche (46) Mittel zur Reduzierung des Wärmeübergangs vom Span aufweist, wobei vorzugsweise die Spanleitfläche (46) mit einer gegenüber ihrer Grundfläche reduzierten Span-Kontaktfläche versehen ist, die insbesondere durch rippen- und/oder noppen­ förmige Erhöhungen (48) gebildet ist.