DE2407379A1

DE2407379A1 - Schneidstahl fuer eine spanabhebende werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE2407379A1
Application number: DE19742407379
Authority: DE
Inventors: Daniel Raymond Stashko
Original assignee: Carmet Co
Current assignee: Carmet Co
Priority date: 1973-03-15
Filing date: 1974-02-15
Publication date: 1974-09-19
Also published as: GB1419743A; FR2221213B1; CA997129A; FR2221213A1

Description

Schneidstahl für eine spanabhebende Werkzeugmaschine

Me Erfindung bezieht sich auf einen Schneidstahl für den Werkzeughalter einer spanabhebenden Werkzeugmaschine, der aus einem Körper aus einem Hartmaterial mit im wesentlichen parallelen oberen und unteren Stirnflächen und mindestens drei sich im wesentlichen normal zu und zwischen den Stirnflächen erstreckenden Seiten besteht, wobei Jede der Stirnflächen eine Ausnehmung längs jeder ihrer Kanten hat.

Bei derartigen auf einen positiven Spanwinkel einstellbaren Schneidstählen können die rückwärtigen und Seiten-Spanwinkel■ in eine positive, neutrale oder weniger negative Stellung eingestellt werden, wenn sie in einen Werkzeughalter mit negativem Spanwinkel eingesetzt werden. Derartige Schneidstähle sind aus der US-PS 3 399 4-42 bekannt. Diese bekannten Schneidstähle haben eine sich kontinuierlich sov/ohl um' die obere al ο auch die untere Stirnfläche heriin erstreckende Ausnehmung. Die Ausnehmung on sind so... .geformt, daß sich keine -Tragfläche

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längs des Außenumfangs des Schneidstahles ergibt, wodurch si.ch ein nachteiliges Spiel ergeben kann. Die bekannten Schneidstähle' haben gebogene Flächen in der Ausnehmung, wodurch sich ein sich ändernder rückwärtiger Spanwinkel ergibt, der in einigen Fällen negativ werden kann. Die Spansteuerung bei niedrigen Yorschubgeschwindigkeiten und die sich bei der Bearbeitung weicherer Materialien, wie von niedriggekohltem Stahl, erhaltenen Ergebnisse sind nicht so gut, vie dieses gewünscht wird.. Andere Schneidstähle benutzen keir.o kontinuierlichen Ausnehmungen, wobei diese Ausnehmungen unterschiedlichen Querschnitt haben und nicht sowohl für rückwärtige als auch Seiten-Spanwinkel einzustellen sind, wodurch sich auch nicht die Probleme ergeben wie bei vielseitiger einstellbaren Schneidstählen. Schneidstähle ohne kontinuierliche Ausnehmungen sind in den US-PS 3 097 4-17, 3 137 917» 3 137 918 und 3 395 4-34-beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schneidstahl für einen positiven Spanwinkel zu schaffen, der in beiden Stirnflächen Ausschnitte hat, um sowohl Seiten- als auch rückwärtige Schneidwinkel vorzusehen, jedoch eine größere Lagerflache aufweist als vergleichbare Schneidstähle. Der neue Schneidstahl soll atißerdem eine bessere Spansteuerung über- einen großen Bereich der Schnittiefe haben, wobei der rückwärtige Spanwinkel besser zu steuern ist und der Schneidstahl unter vielseitigeren Arbeitsbedingungen einzusetzen ist.

Bei einem Schneidstahl der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelö&t, daß jede Ausnehmung sich von einem ersten Ende der zugeordneten Seite zum zweiten Ende der zugeordneten Seite erstreckt und in einiger Entfernung von der Ausnehmung der nächsten Seite endet, daß jede Ausnehmung eine einen Steg bildende äußere Fläche hat, die sich von dem einen Ende aus zum zvmiten Ende hin und fort von der zugeordneten Stirnfläche erstreckt, wobei diese äuße-

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re Fläche sich gleichzeitig in einem im wesentlichen konstanten Winkel vom Außenumfang in Richtung zur Mitte der zugeordneten Stirnfläche, jedoch fort von dieser erstreckt, daß jede Ausnehmung eine innere Fläche hat, die sich vom inneren Ende der äußeren Fläche nach innen zur zugeordneten Stirnfläche hin erstreckt, daß das Ende der Ausnehmung über der inneren und äußeren Fläche sich nach oben zur zugeordneten Stirnfläche hin erstreckt, daß die Schnittlinie der inneren Fläche der Ausnehmung mit der zugeordneten Stirnfläche eine zentrale, stehengebliebene Fläche umschließt, wobei die Fläche auf der zugeordneten Stirnfläche zwischen den Ausnehmungen Verlängerungen der stehengebliebenen Fläche bildet, und daß diese Verlängerungen auf einer Stirnseite sich an entgegengesetzten Enden der zugeordneten Seiten befinden, wie die der anderen Stirnseite.

Der erfindungsgemäße Schneidstahl mit einem positiven Spanwinkel ist in einem Werkzeughalter mit negativen Spanwinkeln zu haltern und weist einen Körper aus einem Hartmaterial auf, der parallele obere und untere Stirnflächen und eine sich zwischen diesen und normal zu diesen erstreckende Umfangsflache hat. Die Umfangsflache wird aus drei oder mehr Seitenflächen gebildet. Eine Ausnehmung ist in der oberen und unteren Stirnfläche jeweils längs einer ihrer Seiten angeordnet. Jede Ausnehmung beginnt an einem ersten Ende ihrer Seite und endet in einiger Entfernung von der Ausnehmung der nächsten Seite, um damit eine Verlängerung des stehengebliebenen Bereichs zwischen den Ausnehmungen zu bewirken. Die verlänger- . ten Bereiche einer Stirnfläche befinden sich an entgegengesetzten, Enden jeder Seite gegenüber den der anderen Stirnfläche, um damit eine starrere Lagerfläche des Schneidstahls in dem Werkzeughalter zu schaffen. Jede Ausnehmung erstreckt sich von ihrem ersten Ende nach unten zur anderen Stirnfläche, vorzugsweise zum Mittelpunkt ihrer Seite. Jede Ausnehmung

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weist eine äußere Fläche auf, die sich nach unten und nach innen erstreckt, und eine innere Fläche, die sich nach oben und nach innen vom unteren Teil der äußeren Fläche aus erstreckt. Jede Fläche ist vorzugsweise flach, wobei die äußere Fläche einen Schneidsteg bildet und die innere Fläche eine die Späne ablenkende Leiste bildet. Die Form der Ausnehmung über ihrem Unterteil, die als die Späne ablenkende Leiste wirkt, ist unwesentlich.

Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines sich in seiner Arbeitsstellung in einem Werkzeughalter gehaltenen Schneidstahls,

Fig. 2 eine Ansicht längs der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 5 eine Braufsieht auf eine bevorzugte ^usführungsform des erfindungsgemäßen Schneidstahls,

Fig. 4 eine Ansicht längs der Linie IV-IV der Fig. 3,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung längs der Linie V-V der Fig.5,

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schneidstahls,

Fig. 7 eine Darstellung längs der Linie VlI-VII der Fig. 6,

Fig. 8 eine Draufsicht auf einen Schneidstahl ähnlich dem der Fig. 6,

Fig.9 eine Seitenansicht des in Fig.8 gezeigten Schneidstahls

und
Fig.10 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 9, die eine leichte Abänderung dieser Ausführungsform zeigt.

In den Fig. 1 und 2 weist ein Werkzeughalter 2 eine Ausnehmung 4- auf, die einen Schneidstahl 6 aufnehmen kann, der vorzugs-

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weise auf einem harten-Futterstück oder Gegenstück 8 ruht, das ebenfalls von der Ausnehmung 4- aufgenommen wird. Das Futterstück 8 hat eine gleichmäßige Dicke uad die Grundfläche der Ausnehmung 4 und damit auch die obere Stirnfläche des Schneidstahls 6 sind in einem Winkel A zur Horizontalen angeordnet. Der Schneidstahl 6 kann in seiner Stellung in geeigneter Weise festgeklemmt werden. Wie gezeigt ist, weist der Schneidstahl 6 eine zentrische Bohrung 10 auf und der Werkzeughalter 2 trägt eine Klammer 12 die sich in die Bohrung 10 hinein erstreckt,um den Schneidstahl nach hinten gegen die senkrechte Rückwand der Ausnehmung 4 zu drücken. Mit Ausnahme der Einzelheiten des Schneidstahls 6 gehören die bisher beschriebenen Teile zum Stand der !Technik.

Der Körper des Schneidstahls 6 ist aus einem Hartmaterial gefertigt und hat eine obere Stirnfläche 14 und eine untere Stirnfläche 16 in parallelen Ebenen, die durch eine sich normal zu diesen erstreckende Umfangsflache 18 miteinander verbunden sind. Die Umfangsfläche 18 besteht aus vier Seitenflächen 20. Ausnehmungen 22 sind in der oberen und unteren Stirnfläche längs jeder Seitenfläche 20 vorgesehen. Jede Ausnehmung beginnt an einem ersten Ende ihrer zugehörigen Seite 20 und endet in einiger Entfernung von der Ausnehmung der nächsten Seite, um damit eine Verlängerung 24 eines stehengebliebenen Flächenbereiches 26 zu bilden, der durch die Schnittlinien der Ausnehmungen 22 mit der anschließenden Stirnfläche gegeben ist. Die Verlängerung 24· in einer .Stirnfläche muß sich an dem entgegengesetzten Ende der Seite 20 befinden, wie die entsprechende Verlängerung 24 auf der an-, deren Stirnfläche, wie dieses am besten in Fig. 4 zu erkennen ist. Die Breite der Verlängerung 24, also die Entfernung zwischen benachbarten Ausnehmungen, kann verschieden, sein, muß jedoch für eine optimale Arbeitsweise mindestens etwa 0,076 mm betragen. Die Ausnehmung 22 weist einen äußeren

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Schneidsteg 28 auf, der eine sich von der Seite 20 nach innen zur Hitte des Körpers in Richtung der gegenüberliegenden Stirnfläche mit einem Winkel B erstreckende Fläche hat. Der Steg 28 erstreckt sich außerdem vom ersten ED.de der Ausnehmung 22 " zur gegenüberliegenden Stirnfläche und zum anderen Ende der Ausnehmung in einem Winkel C. Die Länge des Steges kann verschieden sein, er endet jedoch vorzugsweise in der Mitte der länge der Seite 20. Vorzugsweise hat die Längsneigung des Stegs 28 einen gleichen Winkel C für eine optimale Steuerung der Bearbeitung. Jedoch braucht die Neigung nicht gleichförmig zu sein, sondern kann, wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, auch gebogen sein. Bessere Ergebnisse ergeben sich, wenn der erste Teil der Neigung gerade ist, als wenn er insgesamt gebogen ist. Die Länge des Steges kann sich über einen großen Bereich ändern, jedoch muß der Steg umso kurzer sein, je größer der Winkel C ist, um eine maximale Festigkeit für eine gegebene Sehneidstahldicke zu erreichen. Es wird gewöhnlich kein Vorteil dadurch erreicht, daß der Steg langer als etwa die Hälfte der Länge einer Seite gemacht wird, wobei die Fertigung schwieriger wird,-wenn der Steg sich über mehr als dreiviertel der Länge der Seite erstreckt· Eine den Span ablenkende Leiste 30 bildet einen Teil der Ausnehmung 22 und erstreckt sich vom inneren Ende des Stegs 28 nach oben zur Mitte des Körpers und zur anschließenden Stirnfläche. Der innere Neigungswinkel der Leiste 30 ist vorzugsweise konstant. Die Form und Größe der Ausnehmung 22 oberhalt) des unteren Punktes oder Endes des Steges ist unwesentlich, wird jedoch entsprechend der besten Fertigungsmöglichkeiten gewählt. Die Breite des Stegs und andere Abmessungen der Ausnehmung können entsprechend der üblichen Bemessungen von Schneidstählen sich ändern.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird ein positiver rückwärtiger ^anwinkel D durch Subtraktion des Winkele A vom Winkel G erhalten. Durch Änderung der Winkel kann ein neutraler oder sogar

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negativer rückwärtiger Spanvrinkel ebenfalls erhalten werden.

Wie .in Fig. 2 gezeigt -ist, wird ein positiver Seiten-Spanwinkel E durch Subtraktion des Winkels A vom Winkel B erhalten.

Der Schneidstahl wird in herkömmlicher Weise zur Bearbeitung eines Werkstücks W benutzt, wie dieses in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Der Schneidstahl kann in andere Stellungen eingestellt werden und auch mit seiner Unterseite nach oben gedreht werden, um weitere Schneidkanten zur Verfugung zu stellen, wenn eine abgenutzt ist. Es ist zu erkennen, daß die Verlängerungen 24 des stehengebliebenen Flächenbereiches auf der ' unteren Stirnfläche eine festere Lagerfläche bedingen, als wenn diese fortgelassen worden wären.

Die Schneidstähle können drei oder mehr Seiten haben und außerdem eine Vielzahl verschiedener Winkel zwischen diesen Seiten aufweisen. Die Fig. 6 und 7 zeigen einen typischen Schneidstahl 32 mit drei Seiten 34- und einer Ausnehmung 36 längs jeder Seite in der oberen Stirnfläche 38 und der unteren Stirnfläche 4-0. Die Ausnehmungen 36 sind im wesentlichen die gleichen Ausnehmungen wie die Ausnehmungen 22 der ersten Ausführungsform, um damit einen stehengebliebenen Flächenbereich 4-2 und entsprechende Verlängerungen 44 dieses Flächenbereichs zu bilden.

Die Fig. 8 und 9 zeigen einen dreiseitigen Schneidstahl 32', der dem in den Fig. 6 und 7 gezeigten Schneidstahl sehr ahn-. lieh ist, so daß hier die gleichen Bezugszeichen mit Ausnahme der unterschiedlich ausgebildeten Teile benutzt werden. Die ' Ausnehmungen 36' unterscheiden sich von den Ausnehmungen 36 dadurch, daß die Längsneigung des Stegs einen Bogen mit dem Radius R anstelle einer Geraden bildet.

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Der Schneidstahl 32" der Fig. 10 ist der gleiche wie der in den Fig. 8 und 9 gezeigte, mit Ausnahme der Form der Ausnehmungen 36". Die Ausnehmung 36" unterscheidet sich von den Ausnehmungen 36 und 36' dadurch, daß die Längsneigung des Stegs aus einem geraden Teil 46 gebildet ist, der in einen gebogenen Teil 48 mit einem Radius E übergeht. Die Länge des geraden Teils 46 soll mindestens etwa 1,58 mm betragen.

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Claims

Patentansprüche

1. iSchneidstahl für den Werkzeughalter einer Spanabhebenden werkzeugmaschine, der aus einem Körper aus einem Hartmaterial mit im wesentlichen parallelen oberen und unteren Stirnflächen und mindestens drei sich im wesentlichen normal zu und zwischen den Stirnflächen erstreckenden Seiten besteht, wobei Jede der Stirnflächen eine Ausnehmung längs jeder ihrer Kanten hat, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ausnehmung (22,36) sich von einem ersten Ende der zugeordneten Seite (20,3^) zma. zweiten Ende der zugeordneten Seite erstreckt und in einiger Entfernung von der Ausnehmung der nächsten Seite endet, daß jede Ausnehmung eine einen Steg (28) bildende äußere Fläche hat, die sich von dem einen Ende aus zum zweiten Ende hin und fort von der zugeordneten Stirnfläche (14,16,38,40) erstreckt, wobei, diese äußere Fläche sich gleichzeitig in einem im wesentlichen konstanten Winkel (C) vom Außenumfaiag in Sichtung zur Mitte der zugeordneten Stirnfläche, jedoch fort von dieser erstreckt, daß jede Ausnehmung eine innere Fläche (30) hat, die sich vom inneren Ende der äußeren Fläche nach innen zur zugeordneten Stirnfläche hin erstreckt, daß das Ende der Ausnehmung über der inneren und äußeren Fläche sich nach oben zur zugeordneten Stirnfläche hin erstreckt, daß die Schnittlinie der inneren Fläche der Ausnehmung mit der. zugeordneten Stirnfläche eine zentrale, stehengebliebene Fläche (26,42) umschließt, wobei . die Fläche auf der zugeordneten Stirnfläche zwischen den Ausnehmungen Verlängerungen (24,44) der stehengebliebenen Fläche bildet, und daß diese Verlängerungen auf einer Stirnseite sich an entgegengesetzten Enden der zugeordneten Seiten befinden, wie die der anderen Stirnfläche.

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2. Schnei dstahl nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich die äußere Fläche (28) in einer einzigen Ebene befindet.

3· Schneidstahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die äußere Fläche (28) zvrischen ihrem ersten und zweiten Ende konkav gebogen ist.

4. Schneidstahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die äußere Fläche (28) an ihrem ersten Ende eben und konkav gebogen zwischen ihrem zweiten Ende und dem Ende des ebenen Teils ist.

5· Schneidstahl nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge des ebenen Teils mindestens 1,58 mm ist.

6. Schneidstahl nach einem der Ansprüche 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet , daß die Entfernung zwischen dem zweiten Ende jeder Ausnehmung (22,36) und der Ausnehmung der nächsten Seite mindestens 0,76 mm ist.

7· Schneidstahl nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge des Stegs (28) maximal gleich etwa der halben Länge der zugehörigen Seite ist. ■

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