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Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin:
GE 973 004 Diamantwerkzeug Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur spanenden Formgebung
eines Werkstücks mit einer auf seinem Schneidkopf angebrachten monokristallinen
Diamantschneidplatte.
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Seit langem geht das Bestreben zur Anwendung solcher Werkzeuge dahin,
den Verschleiß herabzusetzen und die Standzeiten zu erhöhen, um nicht zuletzt das
Umrüsten der Werkzeugmaschinen auf einem Minimum zu halten. Wie sich aus einer Veröffentlichung
in der Zeitschrift "Industrial Diamond Review" vom Juni 1971 auf den Seiten 228
bis 235 unter dem Titel "Wear of single point diamond tools in the machining of
aluminium/silicon alloy pistons" von D. Keen und A.F. Grogan ergibt, muß zum Erzielen
einer möglichst langen Lebensdauer eines Diamantwerkzeugs lediglich dafür Sorge
getragen werden, daß keine (lll)-Ebenen mit der Spanfläche zusammenfallen. Außerdem
ist bei Herstellung solcher Diamantschneidplatten weitgehend vermieden worden, daß
die (100)-Ebene mit der Spanfläche zusammenfällt.
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Die Anwendung dieser Erkenntnisse führt zwar zu durchaus brauchbaren
Diamantwerkzeugen, jedoch wäre aber eine weiterhin verbesserte Standzeit von großem
Nutzen, insbesondere wenn sich hierzu eine eindeutige Orientierung der Kristallstruktur
in der
Diamantschneidplatte finden ließe.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Kristallorientierung
in der Diamantschneidplatte anzugeben, die die Standzeit der Schneidplatte gegenüber
bisher wesentlich erhöht ohne daß zur Herstellung ein wesentlich erhöhter Aufwand
erforderlich ist.
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~ErfindungsgemäS wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die in der
Symmetrieebene der Schneidplatte liegende und gegen die Bewegungsrichtung des Werkstücks
gerichtete <llQ>-Richtung der Diamantschneidplatte unter einem auf das Werkstück
weisenden Winkel von 60 + 40 relativ zur Bewegungsrichtung des Werkstücks geneigt
ist, indem gleichfalls auf das Werkstück weisend eine zu der <llO->-Richtung
in einem Winkel von 900 liegende <100>-Richtung in diese Symmetrieebene zu
liegen kommt.
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Es hat sich überraschend gezeigt, daß eine solche Orientierung in
der Schneidplatte bei Bearbeitung des Werkstücks zu einer Standzeit-Verbesserung
um den Faktor 2 bis 4 führen kann, wobei kein besonders erhöhter Aufwand zur Herstellung
erforderlich ist, da im übrigen die Diamantschneidplatte gemäß herkömmlicher Verfahren
hergestellt sein kann; dies betrifft insbesondere den Keilwinkel. Außerdem läßt
sich eine runde Schneide oder auch eine Facettenschneide anwenden, die bekanntlich
den Vorteil bietet, daß bei Schneidenabnutzung das Werkzeug lediglich umgespannt
zu werden braucht, um eine neue Schneide mit dem Werkstück in Eingriff zu bringen.
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Es hat sich ferner herausgestellt, daß bei Anwendung der Erfindung
auf eine Facettenschneidplatte ein Schneidenwinkel von + 550 relativ zur Symmetrieebene
unter Wahrung der unter Anwendung der Erfindung zu erzielenden Vorteile ausnutzbar
ist.
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Die Erfindung soll nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe
der unten aufgeführten Zeichnungen näher erläutert werden.
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Es zeigen: Fig. 1 ein Diamantwerkzeug mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten
Schneidkopf, Fig. 2 die Schneidplatte mit Andeutung der Kristallrichtungen.
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Das in Fig. 1 gezeigte Diamantwerkzeug, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel
als Drehmeissel dargestellt ist, besteht aus einem Spannschaft 1, dessen Schneidkopf
in bekannter Weise die monokristalline Diamantschneidplatte 2 trägt. Diese Diamantschneidplatte
ist in den Schneidkopf eingelassen und dort mit an sich bekannten Mitteln, wie Löten,
Klemmen und dergleichen, befestigt. Der Spannschaft ist zum Schneidkopf entsprechend
verjüngt, wobei der Freiwinkel am Schneidkopf in bekannter Weise größer ist als
der an der Schneidplatte.
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Für das Werkzeug läßt sich eine gemeinsame Symmetrieebene 5 von Schneidplatte
und Spannschaft angeben, unter der Voraussetzung allerdings, daß beide Seiten des
Schneidkopfs vom Spannschaft ausgehend im wesentlichen gleichmäßig verjüngt sind.
Im allgemeinen können jedoch die Symmetrieebenen von Schneidplatte und Schaft unter
einem von 0 verschiedenen Winkel zueinander verlaufen. Die Schneidplatte 2 weist
vorne die Facetten 3 auf, die etwas geneigt sind gegenüber der Spanfläche 4. Je
nach Abnutzung lassen sich verschiedene Facetten mit dem zu bearbeitenden Werkstück
in Eingriff bringen.
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In Fig. 2 ist die Schneidplatte 2 gesondert gezeichnet, um die Kristallorientierung
der monokristallinen Schneidplatte bei Werkstückbearbeitung näher anzudeuten. Das
Werkstück ist hier selbst zwar nicht gezeigt, da der Spanwinkel bekanntlich je nach
Härte des zu bearbeitenden Werkstücks unterschiedlich sein kann, jedoch ist die
Bewegungsrichtung des zu bearbeitenden Werkstücks durch den Pfeil 6 angedeutet.
Der von der Spanfläche 4 ausgehende
Pfeil zeigt die <110>-Richtung
der monokristallinen Schneidplatte an, die gegenüber der Bewegungsrichtung um 60.
+ 40 geneigt ist. Der Winkel der Spanfläche selbst ist dabei unabhängig von diesem
Neigungswinkel der Kristallrichtung und richtet sich in üblicher Weise nach den
technologischen Bedingungen. Die <110>-Richtung besitzt keinen Winkel zur
Symmetrieebene 5 der Schneidplatte und liegt also hierin. Weiterhin ist in einem
Winkel von 450 zur <110>-Richtung die Kristallrichtung <100> durch einen
entsprechenden weiteren Pfeil angedeutet, welche ebenfalls auf das Werkstück weist.
Auch diese Richtung liegt in der Symmetrieebene 5 der Schneidplatte und bildet keinen
Winkel hiermit. Die Kristallrichtungen sind der Bewegungsrichtung des Werkstücks
entgegengerichtet. Stellt das Diamantwerkzeug einen Drehmeissel dar, dann versteht
sich unter Bewegungsrichtung des Werkstücks natürlich die Tangentialrichtung am
Angriffspunkt der Schneide der Schneidplatte 2.
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Wie bereits gesagt, ist die Neigung der Spanfläche und der Keilwinkel
der Schneidplatte von der Erfindung unbeeinflußt. Die Facetten können auf 1100 an
der Schneidkante der Schneidplatte verteilt werden. Da das Diamantwerkzeug symmetrisch
ist, bedeutet dies + 550 ausgehend von der Symmetrieebene der Schneidplatte. Natürlich
lassen sich auch andere Formen einer Schneidkante anwenden, wie sie in der Technik
gebräuchlich sind. Das erfindungsgemäß ausgebildete Werkzeug ist weiterhin für alle
Arten der spanabhebenden Formgebung geeignet, wie Stoßen, Fräsen, Drehen usw.
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Die Herstellung dieser erfindungsgemäß ausgebildeten Schneidplatte
Iäßt sich durch einen geeigneten Anschliff des zu verwendeten Diamanten herstellen,
wobei die relativ große zulässige Toleranz im Winkel der <110>-Richtung keine
besondere Genauigkeit erfordert. Eine kostspielige Röntgenstrahlausrichtungs-Einrichtung
kann deshalb entfallen.