DE29807877U1 - Knife plate - Google Patents
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Description
Patentanwälte Stuttgart HamburgPatent attorneys Stuttgart Hamburg
Die Erfindung betrifft eine Messerplatte, insbesondere zum Stech- und Langdrehen, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a knife insert, in particular for grooving and long turning, according to the preamble of claim 1.
Aus der DE 295 03 246 Ul ist eine Messerplatte der hier angesprochenen Art bekannt. Sie weist eine einen Freiwinkel aufweisende Hauptschneide auf. Diese wird durch die Schnittkante einer schrägen Stirnfläche und einer Oberseite der Messerplatte gebildet. Durch den Freiwinkel tritt nicht die gesamte Stirnfläche der Messerplatte mit dem zu bearbeitenden Werkstück zusammen, sondern lediglich die Schnittkante, also die Hauptschneide. Weiterhin weist die bekannte Messerplatte Nebenschneiden auf, die sich beidseitig an die Hauptschneide anschließen. Auch die Nebenschneiden weisen einen Freiwinkel auf, der durch jeweils eine schrägstehende Seitenfläche der Messerplatte gebildet ist. Die Nebenschneiden werden durch die Schnittlinie der entsprechenden Seitenfläche mit der Oberseite der Messerplatte gebildet. Ferner weist die bekannte Messerplatte einen Spanbrecher auf, auf den die von der Haupt schneide und den Nebenschneiden vom Werkstück abgetragenen Späne auftreffen und gebrochen werden.A knife plate of the type mentioned here is known from DE 295 03 246 Ul. It has a main cutting edge with a clearance angle. This is formed by the cutting edge of an inclined front surface and an upper side of the knife plate. Due to the clearance angle, not the entire front surface of the knife plate meets the workpiece to be machined, but only the cutting edge, i.e. the main cutting edge. The known knife plate also has secondary cutting edges that are connected to the main cutting edge on both sides. The secondary cutting edges also have a clearance angle that is formed by an inclined side surface of the knife plate. The secondary cutting edges are formed by the intersection line of the corresponding side surface with the upper side of the knife plate. The known knife plate also has a chip breaker, onto which the chips removed from the workpiece by the main cutting edge and the secondary cutting edges hit and are broken.
Die bekannte Messerplatte hat sich beim Einsatz von aus freischneidenden Materialien, insbesondereThe well-known knife plate has proven itself in the use of free-cutting materials, especially
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Automatenstahl, bestehenden Werkstücken bewährt. Weiterhin zeigt die Messerplatte bei Messing, niedriglegierten und hochlegierten Stählen gute Zerspanungseigenschaften. Das heißt, die vom Werkstück abgetragenen Späne weisen eine genügend kurze Spanlänge auf. Darüber hinaus weist die bekannte Messerplatte bei der Bearbeitung der vorgenannten Materialien zufriedenstellende Standzeiten auf. Es hat sich jedoch als nachteilig herausgestellt, daß die im wesentlichen horizontal verlaufenden Schneiden bei einer Bearbeitung von zähen und hart-zähen Materialien relativ schnell verschleißen und daher die Standzeit nicht befriedigend lang ist. Zu den zähen und hart-zähen Materialien seien hier insbesondere rostfreie und/oder hitzebeständige Materialien genannt. Auch bei "exotischen" Legierungen, beispielsweise Inconell, Waspalloy und Castalloy, also stellitischen Materialien, sind die Standzeiten der bekannten Messerplatte nicht ausreichend. Darüber hinaus können keine genügend kurzen Späne abgetragen werden. Dies ist insofern nachteilig, als daß sich lange Späne um Revolverköpfe von Drehmaschinen oder um die Werkzeuge wickeln, so daß die Maschine abgeschaltet und die Späne mühsam entfernt werden müssen.Free-cutting steel, existing workpieces. The knife plate also shows good machining properties with brass, low-alloy and high-alloy steels. This means that the chips removed from the workpiece have a sufficiently short chip length. In addition, the known knife plate has a satisfactory service life when machining the aforementioned materials. However, it has proven to be disadvantageous that the essentially horizontal cutting edges wear out relatively quickly when machining tough and hard-tough materials and therefore the service life is not sufficiently long. Tough and hard-tough materials include in particular rust-proof and/or heat-resistant materials. The service life of the known knife plate is also not sufficient for "exotic" alloys, for example Inconell, Waspalloy and Castalloy, i.e. stellitic materials. In addition, sufficiently short chips cannot be removed. This is disadvantageous in that long chips wrap around the turrets of lathes or around the tools, so that the machine has to be switched off and the chips laboriously removed.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Messerplatte zum Stech- und Langdrehen anzugeben, die auch bei zähen und hart-zähen Materialien gute Zerspanungseigenschaften zeigt.It is therefore the object of the invention to provide a knife insert for grooving and long turning which also shows good machining properties with tough and hard-tough materials.
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Diese Aufgabe wird mit einer Messerplatte, insbesondere zum Stech- und Langdrehen, gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Hauptschneide und die Nebenschneiden -in Draufsicht auf die Messerplatte gesehen- jeweils zumindest eine abfallende Teilschneide aufweisen, an die sich jeweils eine ansteigende Teilschneide anschließt. Da die Hauptschneide und die Nebenschneiden einen Freiwinkel aufweisen, also die Stirnfläche und die Seitenflächen schräg bezüglich der Oberfläche der Messerplatte verlaufen, gelangen die einzelnen Teilschneiden der Hauptschneide und der Nebenschneiden bei unterschiedlichen Vorschubpositionen der Messerplatte bezüglich eines zu bearbeitenden Werkstücks mit diesem in Eingriff. Dadurch kommen Schneidenbereiche beim Zerspanungsvorgang quasi verspätet in Eingriff mit dem Werkstück. Dadurch weist ein vom Werkstück abgetragener Span einen unterschiedlich dicken Verlauf des Spanquerschnitts auf. Dadurch erhöhen sich die Brucheigenschaften des Span, da die Spandicke beispielsweise von außen nach innen abnimmt. Die Belastung an der Haupt- beziehungsweise Nebenschneide wird daher zur Mitte der Schneide hin auch geringer. Die Standzeiten der Messerplatte werden durch diese Spanaufteilung beziehungsweise durch den unterschiedlichen Spandikkenverlauf erheblich verbessert beziehungsweise der Verschleiß der Messerplatte wird verringert. Durch den erreichten unterschiedlichen Spandickenverlauf werden auch bei zähen und hart-zähen Materialien kurze Spanbrüche erzielt, so daß lange Späne ver-This task is solved with a knife plate, in particular for grooving and long turning, which has the features of claim 1. According to the invention, the main cutting edge and the secondary cutting edges - seen in a top view of the knife plate - each have at least one sloping partial cutting edge, which is followed by a rising partial cutting edge. Since the main cutting edge and the secondary cutting edges have a clearance angle, i.e. the front surface and the side surfaces run obliquely with respect to the surface of the knife plate, the individual partial cutting edges of the main cutting edge and the secondary cutting edges come into engagement with a workpiece to be machined when the knife plate is in different feed positions with respect to the workpiece. As a result, cutting areas come into engagement with the workpiece more or less late during the machining process. As a result, a chip removed from the workpiece has a chip cross-section of different thicknesses. This increases the fracture properties of the chip, since the chip thickness decreases from the outside to the inside, for example. The load on the main or secondary cutting edge is therefore also reduced towards the middle of the cutting edge. The service life of the knife plate is significantly improved by this chip distribution or by the different chip thickness progression, and the wear on the knife plate is reduced. The different chip thickness progression achieved means that short chip breaks are achieved even with tough and hard-tough materials, so that long chips are avoided.
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mieden werden, die sich um Maschinenteile oder Werkzeuge wickeln könnten.which could wrap around machine parts or tools.
In bevorzugter Ausführungsform ist die Schnittkante, also die Hauptschneide, und die Schnittlinien, also die Nebenschneiden, bogenförmig ausgestaltet, so daß ein Bogensegment eines Bogens die abfallende und das andere Bogensegment die ansteigende Teilschneide bildet. Es werden also eine Hauptschneide und Nebenschneiden gebildet, deren Schneide zur Schneidenmitte hin absinkt. Damit wird ein Span vom Werkstück abgetragen, dessen Spandicke von außen nach innen abnimmt. Insgesamt ergibt sich jedoch gegenüber einer komplett horizontal verlaufenden Schneide eine zumindest bereichsweise geringere Dicke des Spans, so daß dieser sehr leicht brechen kann.In a preferred embodiment, the cutting edge, i.e. the main cutting edge, and the cutting lines, i.e. the secondary cutting edges, are designed in an arc shape, so that one arc segment of an arc forms the falling partial cutting edge and the other arc segment forms the rising partial cutting edge. A main cutting edge and secondary cutting edges are thus formed, the cutting edge of which sinks towards the middle of the cutting edge. This removes a chip from the workpiece, the chip thickness of which decreases from the outside to the inside. Overall, however, the chip thickness is at least partially lower than with a completely horizontal cutting edge, so that it can break very easily.
In besonders bevorzugter Ausführungsform ist die Öffnungsweite eines Bogens geringer als die Länge der jeweiligen Schnittkante (Hauptschneide) beziehungsweise Schnittlinie (Nebenschneide). Somit werden horizontal verlaufende Teilschneiden und die erfindungsgemäßen abfallenden und ansteigenden Teilschneiden realisiert.In a particularly preferred embodiment, the opening width of an arc is smaller than the length of the respective cutting edge (main cutting edge) or cutting line (secondary cutting edge). In this way, horizontally running partial cutting edges and the falling and rising partial cutting edges according to the invention are realized.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Hauptschneide und/oder die Nebenschneiden jeweils mehrere abfallende und ansteigende Teilschneiden aufweisen. Dadurch ist es möglich, Späne mit einem vorzugsweise wellenförmigen Spanquerschnitt zu erzeugen. Da also mehrere Teilschneiden vorgesehen sind, verlängert sich die Be-In a further development of the invention, it is provided that the main cutting edge and/or the secondary cutting edges each have several falling and rising partial cutting edges. This makes it possible to produce chips with a preferably wave-shaped chip cross-section. Since several partial cutting edges are provided, the
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rührungslinie zwischen der Hauptschneide und/oder der Nebenschneiden und dem Werkstück, so daß die abgetragenen Späne stärker erwärmt werden. In Verbindung mit dem wellenförmigen Spanquerschnitt und der Zerspanungswärme wird ein sehr kurzer Spanbruch erzielt.contact line between the main cutting edge and/or the secondary cutting edge and the workpiece, so that the removed chips are heated more strongly. In conjunction with the wave-shaped chip cross-section and the cutting heat, a very short chip break is achieved.
In bevorzugter Ausführungsform werden -sofern mehrere abfallende und ansteigende Teilschneiden an einer Schneide realisiert werden sollen- die Teilschneiden durch mehrere nebeneinanderliegende Bogen und Erhebungen gebildet. Es wird somit eine wellenförmige Schneide bei der Hauptschneide und/oder den Nebenschneiden gebildet.In a preferred embodiment - if several falling and rising partial cutting edges are to be implemented on one cutting edge - the partial cutting edges are formed by several adjacent arcs and elevations. A wave-shaped cutting edge is thus formed on the main cutting edge and/or the secondary cutting edges.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Verlauf der Bogen und Erhebungen sinusförmig ist. Das heißt, die Hauptschneide und/oder die Nebenschneiden verlaufen zumindest bereichsweise nach Art einer Sinuswelle. Es werden also auch hier eine Hauptschneide und/oder Nebenschneiden gebildet, die Teilschneiden auf unterschiedlichem Niveau aufweisen. Dadurch werden Späne mit unterschiedlichem Spandickenverlauf abgetragen, die leicht"brechen. Somit kann auch hier ein genügend kurzer Spanbruch erreicht werden. Zudem wird insgesamt ein dünner Span vom Werkstück abgetragen, der in Verbindung mit der an der Schneide erzeugten Wärme eine erhöhte Bruchempfindlichkeit aufweist.In a further development of the invention, it is provided that the curves and elevations are sinusoidal. This means that the main cutting edge and/or the secondary cutting edges run at least in some areas in the manner of a sine wave. Here, too, a main cutting edge and/or secondary cutting edges are formed, which have partial cutting edges at different levels. This removes chips with different chip thicknesses, which break easily. In this way, a sufficiently short chip break can be achieved here too. In addition, a thin chip is removed from the workpiece, which, in conjunction with the heat generated at the cutting edge, has an increased sensitivity to breakage.
In bevorzugter Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Messerplatte zwischen der Hauptschneide und einem Spanbrecher zumindest eine AusnehmungIn a preferred embodiment, the knife plate according to the invention has at least one recess between the main cutting edge and a chip breaker.
auf, die in die Oberseite der Messerplatte eingebracht ist. Die Ausnehmung ist zur Hauptschneide beziehungsweise Stirnfläche hin offen ausgebildet, so daß die abfallende und ansteigende Teilschneide durch die Schnittkante der Ausnehmung mit der Stirnfläche gebildet sind. Zwischen jeder Nebenschneide und dem Spanbrecher ist weiterhin jeweils zumindest eine Ausnehmung in der Oberseite der Messerplatte vorgesehen, wobei die Ausnehmung zur zugehörigen Nebenschneide bezeihungsweise Seitenfläche hin offen ausgebildet ist. Somit werden im Bereich der Nebenschneiden die ansteigenden und abfallenden Teilschneiden dadurch gebildet, daß die Schnittlinie der Ausnehmung auf der entsprechenden Seitenfläche liegt. Mit den Ausnehmungen wird sowohl hinter der Hauptschneide als auch hinter den Nebenschneiden eine Spanmulde realisiert, in die die vom Werkstück abgetragenen Späne einlaufen, umgelenkt werden und anschließend am Spanbrecher brechen. Es ergibt sich also quasi ein erhöhter Spanbrecher, der verhindert, daß insbesondere bei zähen und hart-zähen Materialien die Späne über ihn hinweggleiten, und nicht gebrochen werden.which is made in the top of the knife plate. The recess is designed to be open towards the main cutting edge or front face, so that the falling and rising partial cutting edges are formed by the cutting edge of the recess with the front face. Between each secondary cutting edge and the chip breaker, at least one recess is also provided in the top of the knife plate, whereby the recess is designed to be open towards the associated secondary cutting edge or side face. Thus, in the area of the secondary cutting edges, the rising and falling partial cutting edges are formed by the cutting line of the recess lying on the corresponding side face. The recesses create a chip trough behind both the main cutting edge and the secondary cutting edges, into which the chips removed from the workpiece run, are diverted and then break at the chip breaker. This creates a sort of raised chip breaker that prevents the chips from sliding over it and not being broken, particularly in the case of tough and hard-tough materials.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Spanbrecher bogenförmig auf der Oberseite der Messerplatte realisiert ist, wobei dessen Bogenöffnung der Hauptschneide zugewandt ist. Der Spanbrecher weist eine halbmondförmige Kontur auf, wobei -in bevorzugter Ausführungsform- die der Hauptschneide zugeordnete Ausnehmung der Bogeninnenseite des Spanbrechers zugeordnet ist und dieIn a further development of the invention, it is provided that the chip breaker is realized in an arc shape on the top of the knife plate, with its arc opening facing the main cutting edge. The chip breaker has a crescent-shaped contour, with - in a preferred embodiment - the recess assigned to the main cutting edge being assigned to the arc inside of the chip breaker and the
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den Nebenschneiden zugeordneten Ausnehmungen außerhalb des Bogens des Spanbrechers liegen.The recesses assigned to the secondary cutting edges lie outside the arc of the chip breaker.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen .Further details emerge from the subclaims.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail using exemplary embodiments with reference to the drawing. Show:
Figur 1 eine Draufsicht auf die Oberseite eines ersten Ausführungsbeispiels einer Messerplatte, Figure 1 is a plan view of the top of a first embodiment of a knife plate,
Figur 2 eine Stirnansicht der Messerplatte gemäß Figur 1,Figure 2 is a front view of the knife plate according to Figure 1,
Figur 3 in Draufsicht auf die Oberseite ein zwei tes Ausführungsbeispiel einer Messerplatte, Figure 3 shows a top view of a second embodiment of a knife plate,
Figur 4 eine Stirnansicht der Messerplatte gemäß Figur 3,Figure 4 is a front view of the knife plate according to Figure 3,
Figur 5 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Messerplatte,Figure 5 shows a third embodiment of a knife plate,
Figur 6 eine Stirnansicht der Messerplatte gemäß Figur 5,Figure 6 is a front view of the knife plate according to Figure 5,
Figur 7 eine Schnittdarstellung der Messerplatte, entlang der Linie VII-VII in Figur 3, undFigure 7 is a sectional view of the knife plate, along the line VII-VII in Figure 3, and
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Figuren je ein Ausführungsbeispiel einer Messer-8 und 9 platte in Seitenansicht.Figures each show an embodiment of a knife 8 and 9 plate in side view.
Anhand der Figuren 1 und 2 wird ein erstes Ausführungsbeispiel einer Messerplatte 1 beschrieben. In Figur 1 ist die Messerplatte 1 in Draufsicht auf ihre Oberseite 2 dargestellt. Die Messerplatte l ist als Wende-Messerplatte ausgebildet. Das heißt, sie ist zu einer Mittelebene E spiegelsymmetrisch ausgebildet. In Figur 2 ist die Messerplatte 1 in Frontansicht auf ihre Stirnfläche 3 wiedergegeben.A first embodiment of a knife plate 1 is described using Figures 1 and 2. In Figure 1, the knife plate 1 is shown in a top view of its upper side 2. The knife plate 1 is designed as a reversible knife plate. This means that it is mirror-symmetrical to a center plane E. In Figure 2, the knife plate 1 is shown in a front view of its end face 3.
Die Messerplatte 1 weist einen Grundkörper 4 auf, der die Oberseite 2, eine Unterseite 5, zwei sich gegenüberliegende, schräg verlaufende Seitenflächen 6 und 7 und zwei schräg verlaufende, sich gegenüberliegende Stirnflächen auf v/eist, wobei lediglich die Stirnfläche 3 dargestellt ist.The knife plate 1 has a base body 4 which has the top side 2, a bottom side 5, two opposite, obliquely running side surfaces 6 and 7 and two obliquely running, opposite end surfaces, whereby only the end surface 3 is shown.
Die Schnittkante zwischen der Oberseite 2 und der Stirnfläche 3 bildet eine Hauptschneide 8, an die sich beidseitig Nebenschneiden 9 und 10 anschließen. Die Nebenschneiden 9 und 10 werden jeweils durch die Schnittlinie 2:wischen einer Seitenfläche 6 beziehungsweise 7 und der Oberseite 2 gebildet. Die Nebenschneiden 9 und 10 erstrecken sich entlang des Grundkörpers 4 über die Länge 1. Die Hauptschneide 8 und die Nebenschneiden 9 und 10 weisen einen Freiwinkel &agr; beziehungsweise ß auf, wobei der entsprechende Freiwinkel durch die schräg verlaufende Stirnfläche 3 beziehungsweise durch die schräg verlaufenden Seitenflächen 6 und 7 gebildet wird. Der Freiwinkel ß der Nebenschneiden beträgtThe cutting edge between the top side 2 and the front face 3 forms a main cutting edge 8, to which secondary cutting edges 9 and 10 are connected on both sides. The secondary cutting edges 9 and 10 are each formed by the cutting line 2:between a side surface 6 or 7 and the top side 2. The secondary cutting edges 9 and 10 extend along the base body 4 over the length 1. The main cutting edge 8 and the secondary cutting edges 9 and 10 have a clearance angle α or ß, where the corresponding clearance angle is formed by the obliquely running front face 3 or by the obliquely running side surfaces 6 and 7. The clearance angle ß of the secondary cutting edges is
ir« 9* ir« 9*
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vorzugsweise 6°. Der Freiwinkel &agr; der Hauptschneide 8 beträgt vorzugsweise 7°. Dieser Freiwinkel &agr; ist in Figur 9 dargestellt.preferably 6°. The clearance angle α of the main cutting edge 8 is preferably 7°. This clearance angle α is shown in Figure 9.
Die Unterseite 5 der Messerplatte 1 weist eine V-förmige Kontur mit einer abgeflachten Spitze 11 auf. Auf der Oberseite 2 der Messerplatte l ist eine Spannrippe 12 vorgesehen, die die Oberseite 2 überragt. Diese Spannrippe erstreckt sich in Längsrichtung der Messerplatte 1 und ist mittig auf der Oberseite 2 angeordnet. Sie dient zusammen mit der abgeflachten Spitze 11 dazu, daß die Messerplatte 1 in einem hier nicht dargestellten Messerplattenhalter sicher gehalten werden kann. Der der Hauptschneide 8 zugewandte Endbereich der Spannrippe 12 geht in eine kuppenförmige Zwischenzone 13 über, die einen Übergang vom Endbereich der Spannrippe 12 zu einer Spanleitrippe 14 bildet. Diese Spanleitrippe 14 bildet einen Spanbrecher 15 für die von einem Werkstück mittels der Hauptschneide 8 und den Nebenschneiden 9 und 10 abgetragenen Späne. Der Spanbrecher 15 überragt die Oberseite 2 der Messerplatte 1, weist jedoch ein geringeres Niveau als die Spannrippe 12 auf.The underside 5 of the knife plate 1 has a V-shaped contour with a flattened tip 11. On the top side 2 of the knife plate 1, a clamping rib 12 is provided, which projects beyond the top side 2. This clamping rib extends in the longitudinal direction of the knife plate 1 and is arranged centrally on the top side 2. Together with the flattened tip 11, it serves to ensure that the knife plate 1 can be held securely in a knife plate holder (not shown here). The end area of the clamping rib 12 facing the main cutting edge 8 merges into a dome-shaped intermediate zone 13, which forms a transition from the end area of the clamping rib 12 to a chip guide rib 14. This chip guide rib 14 forms a chip breaker 15 for the chips removed from a workpiece by means of the main cutting edge 8 and the secondary cutting edges 9 and 10. The chip breaker 15 projects beyond the upper side 2 of the knife plate 1, but has a lower level than the clamping rib 12.
Die Hauptschneide 8 weist verschiedenartig ausgebildete Schneidenbereiche auf. Etwa in der Mitte der Hauptschneide 8 ist eine Ausnehmung 16 in die Oberseite 2 eingebracht. Die Ausnehmung 16 erstreckt sich von der Hauptschneide 8 bis zur Innenseite des bogenförmig ausgeführten Spanbrechers 15. Durch die Ausnehmung 16 werden Teilschneiden 17 und 18 der Hauptschneide 8 gebildet, wobei die Teil-The main cutting edge 8 has cutting areas of various shapes. Approximately in the middle of the main cutting edge 8, a recess 16 is made in the top side 2. The recess 16 extends from the main cutting edge 8 to the inside of the arc-shaped chip breaker 15. Partial cutting edges 17 and 18 of the main cutting edge 8 are formed by the recess 16, whereby the partial
schneide 17 -von der Oberseite 2 aus betrachtetals abfallende Teilschneide ausgebildet ist, die dann in die ansteigende Teilschneide 18 übergeht, die wieder auf der Oberseite 2 endet. Mithin weist die Hauptschneide 8 waagrecht beziehungsweise horizontal verlaufende Schneidenbereiche und eben die abfallende und ansteigende Teilschneiden 17 und 18 auf. Dadurch, daß die Hauptschneide 8 den Freiwinkel &agr; aufweist, also die Stirnfläche 3 schräg verläuft, liegen die Teilschneiden 17 und 18 bezüglich der waagrecht verlaufenden Schneidenbereiche der Hauptschneide 8 etwas zurückversetzt.cutting edge 17 - viewed from the top side 2 is designed as a falling partial cutting edge, which then merges into the rising partial cutting edge 18, which again ends on the top side 2. The main cutting edge 8 therefore has horizontally running cutting areas and the falling and rising partial cutting edges 17 and 18. Because the main cutting edge 8 has the clearance angle α , i.e. the front surface 3 runs obliquely, the partial cutting edges 17 and 18 are slightly set back with respect to the horizontally running cutting areas of the main cutting edge 8.
Die Teilschneiden 17 und 18 werden hier durch die bogenförmig ausgestaltete Schnittkante gebildet, die durch die Kontur der Ausnehmung 16 realisiert ist. Es zeigt sich, daß -ausgehend von einer gedachten Mittellinie der Ausnehmung 16- die Teilschneide 17 von einem Bogensegment des Bogens 19 und die Teilschneide 18 von dem anderen Bogensegment -in der Figur 1 unterhalb der gedachten Mittellinie- gebildet wird. Die Kontur und die Tiefe der Ausnehmung 16 ist derart gewählt, daß die Öffnungsweite des Bogens 19 geringer ist als die Länge der Schnittkante, also der gesamten Hauptschneide 8. In bevorzugter Ausführungsform ist der Bogen 19 ein Kreisbogen.The partial cutting edges 17 and 18 are formed here by the arcuate cutting edge, which is realized by the contour of the recess 16. It can be seen that - starting from an imaginary center line of the recess 16 - the partial cutting edge 17 is formed by an arc segment of the arc 19 and the partial cutting edge 18 is formed by the other arc segment - in Figure 1 below the imaginary center line. The contour and the depth of the recess 16 are selected such that the opening width of the arc 19 is smaller than the length of the cutting edge, i.e. the entire main cutting edge 8. In a preferred embodiment, the arc 19 is a circular arc.
Beim sogenannten Stechdrehen mit der Messerplatte 1 wird diese in Vorschubrichtung 20 mit einem zu bearbeitenden, rotierenden Werkstück in Eingriff gebracht. Dadurch, daß die Teilschneiden 17 und 18 bezüglich der horizontal verlaufenden Schneidenbe-In the so-called plunge turning with the knife plate 1, this is brought into engagement with a rotating workpiece to be machined in the feed direction 20. Because the partial cutting edges 17 and 18 with respect to the horizontally running cutting edges
reiche der Hauptschneide 8 etwas zurückverlagert sind, gelangen zunächst diese horizontal verlaufenden Schneidenbereiche mit dem Werkstück in Eingriff. Bei der weiteren Vorschubbewegung gelangen nun auch die Teilschneiden 17 und 18 an das Werkstück. Die mit der Hauptschneide 8 abgetragenen Späne weisen daher einen Spanquerschnitt auf, der im Bereich des Bogens 19 dünner ist als im Bereich der horizontal verlaufenden Schneidenbereiche der Hauptschneide 8. Der abgetragene Span trifft auf die Innenseite des Bogens der Spanleitrippe 14 und kann hier leicht gebrochen werden, da -wie bereits erwähnt- der Querschnitt, also sein Profil, in der Spanmitte dünner ist. Es liegt also eine Materialschwächung des Spans vor, so daß dieser leicht am Spanbrecher 15 gebrochen werden kann. Die Späne brechen dabei relativ kurz, so daß diese leicht von der Messerplatte 1 abtransportiert werden können. Es entstehen also keine langen Späne, die sich um das Werkstück, die Messerplatte oder um Maschinenteile wickeln könnten, wodurch Betriebsstörungen entstehen können.areas of the main cutting edge 8 are slightly shifted back, these horizontally running cutting areas come into contact with the workpiece first. During the further feed movement, the partial cutting edges 17 and 18 now also come into contact with the workpiece. The chips removed with the main cutting edge 8 therefore have a chip cross-section that is thinner in the area of the arc 19 than in the area of the horizontally running cutting areas of the main cutting edge 8. The chip removed hits the inside of the arc of the chip guide rib 14 and can be easily broken here because - as already mentioned - the cross-section, i.e. its profile, is thinner in the middle of the chip. This means that the material of the chip is weakened, so that it can be easily broken at the chip breaker 15. The chips break relatively short, so that they can be easily transported away from the knife plate 1. This means that no long chips are created that could wrap around the workpiece, the knife plate or machine parts, which could cause operational disruptions.
Sofern die erfindungsgemäße Messerplatte 1 lediglich zum sogenannten Stechdrehen verwendet wird, genügt es, wenn die Hauptschneide 8 die erfindungsgemäß ausgestalteten Teilschneiden 17 und 18 aufweist. Insbesondere dann, wenn mit der Messerplatte 1 sogenannte zähe und hart-zähe Materialien zerspant werden sollen. Sofern die Messerplatte 1 für diese Materialien zum Stech- und Langdrehen verwendet werden soll, weisen die Nebenschneiden 9 und 10 entsprechend ausgestaltete Teilschneiden 17' undIf the knife plate 1 according to the invention is only used for so-called grooving, it is sufficient if the main cutting edge 8 has the partial cutting edges 17 and 18 designed according to the invention. This is particularly the case if the knife plate 1 is to be used to machine so-called tough and hard-tough materials. If the knife plate 1 is to be used for these materials for grooving and long turning, the secondary cutting edges 9 and 10 have correspondingly designed partial cutting edges 17' and
18' auf, wie diese im Zusammenhang mit der Hauptschneide 8 vorstehend erläutert wurden. In den Figuren 8 und 9 ist jeweils ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgestalteten Nebenschneide mit den Teilschneiden 17' und 18' wiedergegeben.18', as explained above in connection with the main cutting edge 8. Figures 8 and 9 each show an embodiment of a secondary cutting edge designed according to the invention with the partial cutting edges 17' and 18'.
Figur 8 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer zumindest eine abfallende und eine ansteigende Teilschneide 17' beziehungsweise 18' aufweisenden Nebenschneide 10 der Messerplatte 1. Es ist ersichtlich, daß die Seitenfläche 6 eine dreieckförtnige Freifläche 21 aufweist, die auf der Seitenfläche 6 von ihrer unteren Begrenzungskante 22 in Richtung auf die Oberseite 2 vorzugsweise stetig ansteigt, so daß der Freiwinkel ß (Figur 2) der Nebenschneide 10 gebildet ist. Die Nebenschneide 10 weist -wie eingangs erwähnt- eine abfallende Teilschneide 17' und eine ansteigende Teilschneide 18' auf. Die beiden Teilschneiden 17' und 18' gehen in einem vorzugsweise als Kreisbogen ausgeführten Bogen 23 ineinander über. Durch den Freiwinkel ß und den Bogen 23 beziehungsweise die Teilschneiden 17' und 18' weist auch die Nebenschneide 10 Schneidenbereiche auf, die auf unterschiedlichen Höhen liegen, wobei die Teilschneiden 17' und 18' gegenüber den anderen Schneidenbereichen etwas zurückversetzt sind. Somit treten die Teilschneidenbereiche der Nebenschneide 10 beim Langdrehen in Vorschubrichtung 24 (Figur 1) bei unterschiedlichen Vorschubpositionen mit dem zu bearbeitenden Werkstück in Eingriff, so daß auch mit der Nebenschneide 10 Späne abgetragen werden, die in ihrem Querschnitt unterschiedlich dick beziehungsweise dünn sind. DadurchFigure 8 shows a first embodiment of a secondary cutting edge 10 of the knife plate 1, which has at least one falling and one rising partial cutting edge 17' or 18'. It can be seen that the side surface 6 has a triangular clearance surface 21, which preferably rises continuously on the side surface 6 from its lower boundary edge 22 in the direction of the upper side 2 , so that the clearance angle ß (Figure 2) of the secondary cutting edge 10 is formed. The secondary cutting edge 10 has - as mentioned at the beginning - a falling partial cutting edge 17' and a rising partial cutting edge 18'. The two partial cutting edges 17' and 18' merge into one another in an arc 23, which is preferably designed as a circular arc. Due to the clearance angle ß and the arc 23 or the partial cutting edges 17' and 18', the secondary cutting edge 10 also has cutting areas that are at different heights, with the partial cutting edges 17' and 18' being set back slightly compared to the other cutting areas. Thus, the partial cutting areas of the secondary cutting edge 10 come into engagement with the workpiece to be machined at different feed positions during long turning in the feed direction 24 (Figure 1), so that chips are also removed with the secondary cutting edge 10, which are of different thicknesses or thinnesses in their cross-section. As a result,
wird auch bei den durch die Nebenschneide 10 abgetragenen Spänen ein kurzer Spanbruch bei den zähen und hart-zähen Materialien erreicht.A short chip break is also achieved in the chips removed by the secondary cutting edge 10 in the case of tough and hard-tough materials.
Die Teilschneiden 17' und 18' der Nebenschneide 10 werden durch eine Ausnehmung 16' gebildet, die somit den Bogen 23 bildet. In Verbindung mit dem Freiwinkel ß liegen die Teilschneiden 17' und 18' bezüglich der waagrecht verlaufenden Schneidenbereiche der Nebenschneide 10 -wie bereits erwähntetwas zurückversetzt, also in die Zeichnungsebene hinein.The partial cutting edges 17' and 18' of the secondary cutting edge 10 are formed by a recess 16', which thus forms the arc 23. In connection with the clearance angle ß, the partial cutting edges 17' and 18' are slightly set back in relation to the horizontally running cutting areas of the secondary cutting edge 10 - as already mentioned, i.e. into the drawing plane.
Damit die Messerplatte 1 zum Stech- und Langdrehen bei hart-zähen und zähen Materialien verwendet werden kann, weist die Messerplatte 1 gemäß Figur 1 vorzugsweise eine Nebenschneide 10 auf, wie sie vorstehend im Zusammenhang mit Figur 8 beschrieben wurde. Selbstverständlich ist die Nebenschneide 9 der Messerplatte 1 entsprechend ausgebildet wie die Nebenschneide 10 gemäß Figur 8, so daß auch entgegen der Vorschubrichtung 24 ein Langdrehen an einem zu bearbeitenden Werkstück möglich ist. Auch bei der Nebenschneide 9 beziehungsweise 10 werden die Teilschneiden 17' und 18' jeweils durch Bogensegmente des Bogens 23 gebildet, wie dies im Zusammenhang mit der Hauptschneide 8 bereits beschrieben ist.So that the knife plate 1 can be used for grooving and long turning on hard, tough and ductile materials, the knife plate 1 according to Figure 1 preferably has a secondary cutting edge 10, as described above in connection with Figure 8. Of course, the secondary cutting edge 9 of the knife plate 1 is designed in the same way as the secondary cutting edge 10 according to Figure 8, so that long turning on a workpiece to be machined is also possible against the feed direction 24. In the secondary cutting edge 9 and 10, the partial cutting edges 17' and 18' are also each formed by arc segments of the arc 23, as has already been described in connection with the main cutting edge 8.
In Figur 3 ist in Draufsicht auf die Oberseite 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Messerplatte 1 dargestellt. Gleiche Teile, die mit der Messerplatte 1 gemäß Figur 1 bereits beschrieben wurden,In Figure 3, a second embodiment of a knife plate 1 is shown in a top view of the top side 2. The same parts that have already been described with the knife plate 1 according to Figure 1,
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sind in Figur 3 mit denselben Bezugszeichen versehen. Insofern wird auf deren Beschreibung verwiesen. are provided with the same reference numerals in Figure 3. In this respect, reference is made to their description.
Die Messerplatte 1 in Figur 3 weist gegenüber der Messerplatte 1 gemäß Figur 1 eine verbreiterte Ausnehmung 16·' auf, so daß auch hier abfallende und ansteigende, jedoch längere Teilschneiden 17 und 18 an der Hauptschneide 8 gebildet werden. Es ist ersichtlich, daß die Ausnehmung 16'' an die bogenförmige Innenseite des Spanbrechers 15 angepaßt ist. Somit werden die von der Hauptschneide 8 abgetragenen Späne in die Ausnehmung 16' ' eingeleitet und treffen dabei auf die Innenseite des bogenförmigen Spanbrechers 15. Darüber hinaus wird durch die verbreiterten Teilschneiden 17 und 18 eine weitere Ausdünnung des vom Werkstück abgetragenen Spans erreicht, so daß dieser an dem Spanbrecher 15 sehr leicht brechen kann, wodurch sehr kurze Späne entstehen, die leicht vom Werkstück beziehungsweise von der Messerplatte 1 abtransportiert werden können. Die Nebenschneiden 9 und 10 der Messerplatte 1 gemäß Figuren 3 und 4 können also als Teilschneiden aufweisende Nebenschneiden ausgebildet sein, wie dies im Zusammenhang mit der Figur 8 bereits beschrieben wurde. In Figur 4, die die Messerplatte 1 der Figur 3 in Stirnansicht zeigt, ist der Bogen 19 ersichtlich, der als Kreisbogen ausgebildet sein kann. Die Kontur des Bogens 19 wird durch die Form und Tiefe der Ausnehmung 16'' bestimmt.Compared to the knife plate 1 according to Figure 1, the knife plate 1 in Figure 3 has a wider recess 16', so that here too, falling and rising, but longer partial cutting edges 17 and 18 are formed on the main cutting edge 8. It can be seen that the recess 16'' is adapted to the curved inner side of the chip breaker 15. The chips removed by the main cutting edge 8 are thus introduced into the recess 16' and hit the inner side of the curved chip breaker 15. In addition, the widened partial cutting edges 17 and 18 further thin out the chips removed from the workpiece, so that they can break very easily on the chip breaker 15, resulting in very short chips that can be easily removed from the workpiece or from the knife plate 1. The secondary cutting edges 9 and 10 of the knife plate 1 according to Figures 3 and 4 can therefore be designed as secondary cutting edges with partial cutting edges, as has already been described in connection with Figure 8. In Figure 4, which shows the knife plate 1 of Figure 3 in front view, the arc 19 can be seen, which can be designed as a circular arc. The contour of the arc 19 is determined by the shape and depth of the recess 16''.
Die Figuren 5 und 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Messerplatte 1. Gleiche TeileFigures 5 and 6 show another embodiment of a knife plate 1. The same parts
wie in den übrigen Figuren 1 bis 4 sind hier mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so daß auf deren nochmalige Beschreibung verzichtet wird.as in the other figures 1 to 4 are provided with the same reference numerals here, so that their repeated description is omitted.
Die Messerplatte 1 gemäß Figur 5 weist eine Ausnehmung 16''' auf, deren Grund 25 wellenförmig realisiert ist. Somit ergeben sich mehrere abfallende und ansteigende Teilschneiden 17 und 18. Dadurch wird eine weitere Querschnittsschwächung des von einem Werkstück abgetragenen Spans erreicht, so daß dieser am Spanbrecher 15 leicht brechen kann, wodurch wiederum ein kurzer Spanbruch erreicht wird.The knife plate 1 according to Figure 5 has a recess 16''', the base 25 of which is wave-shaped. This results in several falling and rising partial cutting edges 17 and 18. This results in a further cross-sectional weakening of the chip removed from a workpiece, so that it can easily break at the chip breaker 15, which in turn results in a short chip break.
Die Breite der Ausnehmung 1.6"' im Bereich der Hauptschneide 8 entspricht im wesentlichen der Bogenbreite der Innenseite des Spanbrechers 15, so daß auch beim Ausführungsbeispiel der Messerplatte 1 gemäß Figur 5 noch waagrechte Schneidenbereiche an der Hauptschneide 8 vorliegen.The width of the recess 1.6"' in the area of the main cutting edge 8 corresponds essentially to the arc width of the inside of the chip breaker 15, so that even in the embodiment of the knife plate 1 according to Figure 5 there are still horizontal cutting areas on the main cutting edge 8.
In Figur 7 ist eine Schnittdarstellung der Messerplatte gemäß Figur 3 entlang der Linie VII-VII wiedergegeben. Anhand der Figur 7 soll auf die einzelnen Winkelverhältnisse der Messerplatte im Bereich der Hauptschneide 8 eingegangen werden. Die Schnittebene liegt parallel zu den Seitenflächen 6 und 7 der Messerplatte 1, wobei der tiefste Punkt der Hauptschneide 8 in der Schnittebene liegt. Um die Größenverhältnisse besser darstellen zu können, sind Längs- und Querlinien in Figur 7 eingezeichnet, die ein Raster bilden. Auf einer waagrecht verlaufenden Linie 26 liegt die Hauptschneide 8 der Messerplatte 1. Strichpunktiert dargestellt ist dieFigure 7 shows a sectional view of the knife plate according to Figure 3 along the line VII-VII. Figure 7 is used to explain the individual angular relationships of the knife plate in the area of the main cutting edge 8. The cutting plane is parallel to the side surfaces 6 and 7 of the knife plate 1, with the deepest point of the main cutting edge 8 lying in the cutting plane. In order to better represent the size relationships, longitudinal and transverse lines are drawn in Figure 7, which form a grid. The main cutting edge 8 of the knife plate 1 lies on a horizontal line 26. The
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Stirnflache 3, die mit einer vertikal verlaufenden Linie 27 den Freiwinkel or der Haupt schneide 8 einschließt. Wie bereits erwähnt, beträgt der Freiwinkel &agr; vorzugsweise 7°. Die von der Hauptschneide 8 ausgehende Linie 28 stellt den Grund der Ausnehmung 16 ·' dar. Diese Linie 28 beziehungsweise der Grund schließt mit der Linie 26 einen Winkel f ein, der vorzugsweise 5° bis 6° betragen kann. In seinem weiteren Verlauf fällt der Grund beziehungsweise die Linie 28 stetig ab und erreicht an ihrem Ende beim Spanbrecher 15 ihren tiefsten Punkt. In ihrem weiteren Verlauf steigt die Linie 28 steil, insbesondere nahezu senkrecht in einem Winkel zwischen ca. 75° und 80° an, um anschließend in eine schwächer ansteigende Linie 30 überzugehen. Der Anstiegswinkel g der Linie 30 beträgt ca. 6° und kennzeichnet einen Spanleitwinkel. Ausgehend von einem Punkt 31 geht die Linie 30 in die kuppenförmige Zwischenzone 13 über.Front face 3, which encloses the clearance angle of the main cutting edge 8 with a vertical line 27. As already mentioned, the clearance angle α is preferably 7°. The line 28 extending from the main cutting edge 8 represents the base of the recess 16 ·'. This line 28 or the base forms an angle f with the line 26, which can preferably be 5° to 6°. As it continues, the base or line 28 drops steadily and reaches its lowest point at the end at the chip breaker 15. As it continues, the line 28 rises steeply, in particular almost vertically at an angle between approximately 75° and 80°, before then merging into a more gently rising line 30. The rise angle g of the line 30 is approximately 6° and indicates a chip guide angle. Starting from a point 31, the line 30 merges into the dome-shaped intermediate zone 13.
In Figur 9 ist in Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Nebenschneide 10 einer Messerplatte 1 wiedergegeben. Gleiche Teile wie in Figur 8 dargestellt, sind mit denselben Bezugzeichen versehen. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Messerplatte 1 gemäß Figur 8 weist die Nebenschneide 10 hier mehrere abfallende und ansteigende Teilschneiden 17' und 18' auf. Die Schneide der Nebenschneide 10 weist somit einen wellenförmigen Bereich auf, an den sich -im Bild links und rechtsjeweils ein waagrechter Schneidenbereich anschließt. In besonders bevorzugter Ausführungsform wird die Nebenschneide 10 gemäß Figur 9 bei einerFigure 9 shows a side view of another embodiment of a secondary cutting edge 10 of a knife plate 1. The same parts as shown in Figure 8 are provided with the same reference numerals. In contrast to the embodiment of the knife plate 1 according to Figure 8, the secondary cutting edge 10 here has several falling and rising partial cutting edges 17' and 18'. The cutting edge of the secondary cutting edge 10 thus has a wave-shaped area, to which a horizontal cutting area is connected - on the left and right in the picture. In a particularly preferred embodiment, the secondary cutting edge 10 according to Figure 9 is
&phgr;-&phgr; ft « · · · ·■'· ♦ "· ♦ ·φ-φ ft « · · · ·■'· ♦ "· ♦ ·
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Messerplatte 1 verwendet, wie sie im Zusammenhang mit der Figur 5 beschrieben ist. Somit weisen die Hauptschneide 8 und die Nebenschneiden 9 und 10 die wellenförmig ausgestalteten Teilschneiden auf.Knife plate 1 is used, as described in connection with Figure 5. Thus, the main cutting edge 8 and the secondary cutting edges 9 and 10 have the wave-shaped partial cutting edges.
In bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Verlauf der wellenförmigen Teilschneiden der Hauptschneide 8 und der Nebenschneiden 9 beziehungsweise 10 durch Bogen und Erhebungen gebildet werden, die sowohl die Kontur eines Kreisbogens also auch dem Verlauf einer Sinus-Funktion folgen können. Die einzelnen Ausnehmungen 31, 32 und 33 sowie die entsprechend dazwischen liegenden Erhebungen weisen insgesamt eine Elreite auf, die geringer ist als die Gesamtlänge der Nebenschneide 10. Die Ausnehmungen 31, 32 und 33 sowie die Ausnehmung 16' (Figur 8) sind zur Seitenfläche 6 beziehungsweise zur Nebenschneide 10 offen ausgebildet und erstrecken sich vorzugsweise bis zum Spanbrecher 15, so daß in den Ausnehmungen die Späne bis zum Spanbrecher 15 bewegt werden können, um anschließend am Spanbrecher gebrochen zu werden. Insgesamt ergibt sich sowohl für die erfindungsgemäß mit Teilschneiden ausgestatteten Haupt- und Nebenschneiden -insbesondere bei Verwendung der Messerplatte 1 bei zähen und hart-zähen Materialien- ein kurzer Spanbruch, da die abgetragenen Späne in ihrem Querschnitt geschwächt sind.In a preferred embodiment, it is provided that the course of the wave-shaped partial cutting edges of the main cutting edge 8 and the secondary cutting edges 9 or 10 are formed by arcs and elevations that can follow both the contour of a circular arc and the course of a sine function. The individual recesses 31, 32 and 33 as well as the corresponding elevations in between have a total width that is less than the total length of the secondary cutting edge 10. The recesses 31, 32 and 33 as well as the recess 16' (Figure 8) are open to the side surface 6 or to the secondary cutting edge 10 and preferably extend to the chip breaker 15, so that the chips can be moved in the recesses to the chip breaker 15 in order to be subsequently broken at the chip breaker. Overall, both the main and secondary cutting edges equipped with partial cutting edges according to the invention - especially when using the knife plate 1 on tough and hard-tough materials - result in short chip breakage, since the chips removed are weakened in their cross-section.
Schließlich sei noch angemerkt, daß die zumindest bereichsweise wellenförmig ausgestaltete Hauptschneide 8 der Messerplatte 1 gemäß Figur 5 auch derart ausgebildet sein kann, daß ein Wellental inFinally, it should be noted that the main cutting edge 8 of the knife plate 1 according to Figure 5, which is at least partially wave-shaped, can also be designed in such a way that a wave valley in
&phgr;-t » ·φ-t » ·
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der Mitte der Hauptschneide 8 liegt. In Figur 5 liegt der höchste Punkt eineis Wellenberges beziehungsweise einer Erhebung in der Mitte der Hauptschneide 8.the middle of the main cutting edge 8. In Figure 5, the highest point of a wave crest or elevation is in the middle of the main cutting edge 8.
Die im Zusammenhang mit den Figuren 8 und 9 beschriebenen Ausgestaltungen der Nebenschneiden 10 sind selbstverständlich auch für die Nebenschneiden 9 vorgesehen. Die erfindungsgemäß mit Teilschneiden 17· und 18" ausgestalteten Nebenschneiden 9 und 10 sind an den Messerplatten 1 der Figuren 1 bis 6 vorgesehen, sofern mit den Messerplatten ein Stech- und Langdrehen an einem zu bearbeitenden Werkstück durchzuführen ist.The designs of the secondary cutting edges 10 described in connection with Figures 8 and 9 are of course also provided for the secondary cutting edges 9. The secondary cutting edges 9 and 10 designed according to the invention with partial cutting edges 17· and 18" are provided on the knife plates 1 of Figures 1 to 6 if the knife plates are to be used for grooving and long turning on a workpiece to be machined.
Claims (11)
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Cited By (4)
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| EP1558431B1 (en) | 2002-10-18 | 2017-05-03 | Kennametal Inc. | Metal cutting insert with chip breaking surfaces |
-
1998
- 1998-05-04 DE DE29807877U patent/DE29807877U1/en not_active Expired - Lifetime
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| EP2570210A1 (en) | 2011-09-17 | 2013-03-20 | Kemmer Hartmetallwerkzeuge GmbH | Cutting insert for copy turning |
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