DE3206027C2

DE3206027C2 - Schneideinsatz

Info

Publication number: DE3206027C2
Application number: DE3206027A
Authority: DE
Inventors: George Edwin Greubel; James Francis Latrobe Pa. McCreery
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 1981-02-23
Filing date: 1982-02-19
Publication date: 1987-03-19
Also published as: DK160194B; DK160194C; SE8107815L; FI820155L; PT74467B; MX157199A; KR830008775A; BE892221A; IT1149633B; SE450348C; LU83950A1; FI83600C; FR2500342A1; IT8219636A0; IE53483B1; ES271905U; PT74467A; FR2500342B1; CA1176827A; JPS57156105A

Abstract

Der polygonförmige Schneideinsatz weist zwei Flächenzonen (9, 13) hinter seiner Schneidkante (7) auf. Die sekundäre Flächenzone (13) befindet sich unterhalb der Schneidkante (7) und weist eine abfallende Wandung (15) auf, die an einen abfallenden Boden (17) anschließt, der sich zur Mitte des Einsatzes hin erstreckt. Sowohl mit zunehmender Annäherung an die Mitte des Einsatzes als auch mit zunehmender Entfernung von der nächsten Ecke fällt dieser geneigte Boden parallel zur Seite des Polygons weiter ab.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatz nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Schneideinsatz ist beispielsweise aus den DE-OSen 30 29 628, 29 46 022 und aus der US-PS 40 87 193 bekannt.
Bei der Bearbeitung von Werkstücken aus Metall soll die Materialentfernung möglichst schnell geschehen, um den Arbeitsaufwand und die Herstellungskosten zu vermindern. Hierfür sind Schneideinsätze erforderlich, die so konstruiert sind, daß sie den hohen Belastungen und der starken Erwärmung widerstehen, die bei hohen Geschwindigkeiten, Vorschubgeschwindigkeiten und großen Schneidtiefen auftreten, die erforderlich sind, um das Material schnell zu entfernen.
Ferner wird bei derartigen Schneideinsätzen eine Geometrie angestrebt, durch die die für diese Metallbearbeitung erforderliche Antriebsleitung minimal gemacht wird, indem die Gestalt der erzeugten Späne beeinflußt wird. Da ferner nicht alle Anwendungen dieselbe Geschwindigkeit, Schneidtiefe oder Vorschubgeschwindigkeit erfordern, soll die Gestalt des Schneideinsatzes, durch die die Spänebildung gesteuert wird, diese Steuerung über einen möglichst breiten Bereich dieser Parameter gewährleisten.
Beispiele für Schneideinsätze, die unter diesen Gesichtspunkten konstruiert sind, finden sich in der US-PS 40 87 193 und der europäischen Patentanmeldung Nr. 811 05 785.0. Es handelt sich um weiterdrehbare Einsätze mit einer ebenen Schneidkantenzone, auf die eine ebene Zwischenzone folgt, die tiefer als die Schneidkantenzone liegt. Eine Spanflächenzone fällt ausgehend von der Zwischenzone zu einer ebenen Bodenfläche ab, die parallel zu der Ebene ist, welche die Schneidkanten enthält. Bei den bekannten Schneideinsätzen bewirkt die Kante, die an der Vereinigung der Zwischenzone mit der Spanflächenzone gebildet ist, das Abbrechen der Späne, während diese über diese Kante gleiten.
In der oben genannten Patentanmeldung ist ein weiterdrehbarer Einsatz beschrieben, der eine ebene Spanflächenfase aufweist, auf die eine absinkende Spanflächenzone folgt, die in einer Bodenfläche endet, die zur Mitte des Einsatzes hin nach unten absinkt.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Schneideinsatzes für höchste Beanspruchungen, durch dessen geometrische Gestalt erreicht wird, daß über einen weiten Bereich der Parameter die Spänebildung gesteuert und der Leistungsverbrauch vermindert wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der vorteilhaften Ausführungsform nach Anspruch 8 wird für hohe Vorschubgeschwindigkeiten, bei deren Überschreiten die Innenkante der Zwischenzone der Spanfläche zum Abbrechen der Späne unwirksam wird, erreicht, daß die abfallende Spanflächenzone die Bildung von konischen Spänen bewirkt, um auf diese Weise den Leistungsbedarf zu vermindern.
Einzelheiten von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform des Schneideinsatzes;
Fig. 2 eine Schnittansicht längs Linie II-II in Fig. 1, d. h. längs einer Winkelhalbierenden; und
Fig. 3 eine Schnittansicht längs Linie III-III in Fig. 1, d. h. längs der Mittellinie zwischen den Ecken.
Der in Fig. 1 gezeigte, weiterdrehbare Schneideinsatz 1 umfaßt einen polygonalen Körper mit einer Freifläche 3, die eine Schneidkante 7 an ihrem oberen Ende bildet, also zwischen der Vereinigung der Freifläche mit der Oberseite 5.
Die Schneidkante 7 schließt an eine Spanflächenfase 9 an, die sich von der Schneidkante ausgehend einwärts erstreckt. An den Innenrand der Spanflächenfase 9 schließt sich eine abfallende Spanflächenzone 11 an, die zu einer äußeren Spanflächenzone 13 hin einwärts abfällt. Die Spanflächenzone 13 erstreckt sich ebenfalls einwärts und schließt an eine weitere Spanflächenzone 15 an. Diese Spanflächenzone 15 schließt an ihrem Innenrand an eine den inneren Bereich der Spanfläche bildende, absinkende Spanflächenzone 17 an. Diese Spanflächenzone 17 ist symmetrisch in bezug auf die Winkelhalbierenden der Eckwinkel. In Fig. 1 ist eine Winkelhalbierende als Linie B-B gezeigt.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, kann diese abfallende Spanflächenzone 17 an eine ebene Bodenfläche 19 anschließen, die vorzugsweise parallel zu einer Ebene ist, die durch die Spanflächenfase 9 gebildet ist. In der Mitte dieses Einsatzes kann eine Öffnung 21 vorgesehen sein, um einen Verriegelungszapfen oder eine Schraube aufzunehmen.
Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen. Der dort gezeigte Schnitt längs der Winkelhalbierenden B-B läßt erkennen, daß die abfallende Spanflächenzone 11 einen Winkel mit der durch die Schneidkanten 7 definierten Ebene bildet. Dieser Winkel A beträgt vorzugsweise 20 bis 12°. Die abfallende Spanflächenzone 11 schließt an die äußere Spanflächenzone 13 unter einem Winkel von 155 bis 170° an.
Aus dieser Figur ist ferner ersichtlich, daß die abfallende Spanflächenzone 17 einen Winkel mit einer Ebene bildet, die parallel zu der Schneidkantenebene ist. Dieser Winkel D sollte 1 bis 10° betragen. Aus der Figur geht auch hervor, daß die abfallende Spanflächenzone 17 im Eckbereich am nächsten an die äußere Spanflächenzone 13 heran gelangt. Der Abstand ist in Fig. 2 mit X bezeichnet.
Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen, die einen Schnitt des Einsatzes längs einer Linie zwischen den Ecken zeigt. Aus dieser Ansicht wird deutlich, daß die abfallende Spanflächenzone 17 mit zunehmender Entfernung von den Eckbereichen parallel zu den Seiten des Einsatzes nach unten abfällt, bis sie an die ebene Bodenfläche 19 anschließt.
Die maximale Höhenänderung H der abfallenden Spanflächenzone 17 vom Eckbereich bis zu der ebenen Bodenfläche 19 sollte zwischen 0,127 und 0,38 mm liegen.
Die Gestaltung der abfallenden Spanflächenzone 17 in Verbindung mit dem Winkel C, der zwischen der äußeren Spanflächenzone 13 und der weiteren abfallenden Spanflächenzone 15 gebildet ist, unterstützt die Bildung von konischen Spänen bei sehr hohen Vorschubraten und vermindert folglich die erforderliche Antriebsleistung auf ein Minimum, insbesondere wenn bei der Metallbearbeitung mit so hohen Vorschubraten gearbeitet wird, daß die Späne an der Spanflächenzone 15 entlang nach unten gleiten und mit der abfallenden Spanflächenzone 17 in Berührung gelangen.
Der Winkel C sollte zwischen 140 und 160° betragen, um optimale Ergebnisse zu erhalten. Der Abstand X sollte vorzugsweise 0,38 bis 0,76 mm betragen.
Der Schneideinsatz wird aus hartem, verschleißbeständigem Material gebildet, z. B. aus Sinterkarbid; vorzugsweise ist der Einsatz mit einem hitzebeständigen Oxid, Nitrid und/ oder Karbid beschichtet.

Claims

1. Schneideinsatz mit einem für hohe Beanspruchung ausgebildeten Schneidkörper, zwischen dessen umlaufender Freifläche (3) und Spanfläche die Schneidkante (7 ) gebildet ist, mit einer an die Schneidkante (7) anschließenden Spanflächenfase (9), einer von der Spanflächenfase (9) ausgehend einwärts verlaufende Spanflächenzone (11) mit positivem Spanwinkel, einer daran innenseitig anschließenden äußeren Spanflächenzone (13), einer an diese innenseitig anschließenden, weiteren Spanflächenzone (15) mit positivem Spanwinkel und einer an diese innenseitig anschließenden, den inneren Bereich der Spanfläche bildenden Spanflächenzone (17), dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (X) der äußeren Spanflächenzone (13) über der den inneren Bereich der Spanfläche bildenden Spanflächenzone (17) 0,38 bis 0,76 mm beträgt und daß diese den inneren Bereich der Spanfläche bildenden Spanflächenzone (17) einen positiven Spanwinkel aufweist.

2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, bei welchem der Körper in Draufsicht polygonförmig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die den inneren Bereich der Spanfläche bildende Spanflächenzone (17) mit zunehmender Entfernung von der nächsten Ecke des polygonförmigen Körpers parallel zu den Seiten desselben nach unten abfällt.

3. Schneideinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich von der den inneren Bereich der Spanfläche bildenden Spanflächenzone (17) ausgehend eine ebene Bodenfläche (19) einwärts erstreckt, die eine Ebene definiert, die schräg zu der Spanflächenzone (17) ist.

4. Schneideinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den inneren Bereich der Spanfläche bildende Spanflächenzone (17) schräg zu einer Ebene steht, die durch die Spanflächenfase (9) definiert ist.

5. Schneideinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dessen Oberseite polygonförmig ist und dessen Schneidkante (7) und Freifläche (3) die Seiten bzw. Ecken des Polygons bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Spanflächenfase (9) oberhalb dem äußersten Ende der den inneren Bereich der Spanfläche bildenden Spanflächenzone (17) in den Ecken ihr Minimum erreicht.

6. Schneideinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Spanflächenfase (9) im wesentlichen eben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die einwärts verlaufende Spanflächenzone (11) unter einem Winkel von 12 bis 20° abfällt.

7. Schneideinsatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Spanflächenzone (13) im wesentlichen eben und im wesentlichen parallel zu der Spanflächenfase (9) ist und daß die einwärts verlaufende Spanflächenzone (11) und die äußere Spanflächenzone (13) einen Winkel von 155 bis 170° einschließen.

8. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den inneren Bereich der Spanfläche bildende Spanflächenzone (17) eine Änderung ihrer senkrechten Höhe von 0,127 bis 0,38 mm zwischen ihrem höchsten und ihrem tiefsten Punkt aufweist.

9. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den inneren Bereich der Spanfläche bildende Spanflächenzone (17) symmetrisch in bezug auf eine Ebene ist, die die Winkelhalbierende des Winkels enthält, den die nächste Ecke bildet.

10. Schneideinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den inneren Bereich der Spanfläche bildende Spanflächenzone (17) unter einen Winkel (D) von 1 bis 10° abfällt.