DE3308899A1 - Indexable carbide insert with sintered-in chip-deflection and chip-breaker groove - Google Patents

Abstract

The invention relates to an indexable carbide insert with a sintered-in chip-deflection and chip-breaker groove, in particular for turning steel grades which are hard to machine. The aim of the invention is to improve the disadvantages of the known indexable carbide inserts with chip-deflection grooves, to the effect that noticeable chip guidance and reliable chip breaking to form short chip pieces is effected in particular during the machining of hard-to-machine, tough steels. The object of the invention is to develop an indexable carbide insert which ensures a chip shape favourable for breaking and subsequent chip breaking in particular in tough, hard-to-machine steel alloys. This object is achieved according to the invention in that a chip-deflection groove running parallel to a circular-arc-shaped main cutting edge corresponds to the outer peripheral surface of a cylindrical ring, and an adjoining chip-breaker groove corresponds to the peripheral surface of a truncated cone tapering towards the centre of the indexable insert and lying spatially at the angles eta 1 and eta 2 inclined to the main cutting edge, the chip-breaker surface of the chip-breaker groove being arranged on a limit piece closing off the outlet of the adjacent chip-deflection and chip-breaker groove. <IMAGE>

Description

Hartmetall-Wendeschneidplatte mit eingesinterter Spanleit- und Spanbreoherstufe Die Erfindung betrifft eine Hartmetall-Wendeschneidplatte mit eingesinterter Spanleit- und Spanbrecherstufe, insbesondere für die Drehbearbeitung von schwerspanbaren Stahlsorten.Carbide indexable insert with sintered chip breaker and chip breaker step The invention relates to a hard metal indexable insert with sintered chip guide and chip breaker stage, especially for turning difficult-to-machine types of steel.

Es ist bekannt, an der Spanfläche von Wendeschneidplatten für die Metallbearbeitung Spanleitstufen und Spanbrecherstufen in der Form von nut- und stufenartigen Ausnehmungen neben der Schneidkante vorzusehen, die den Zweck haben, dem ablaufenden Span eine bestimmte Richtung, Form und Größe zu geben4 Das ist besonders bei der Spanung langspanender Werkstoffe mit hohen Schnittgeschwindigkeiten wegen der Unfallgefahr durch BandspEne oder lange Spanwendel sowie auch bei der Arbeit auf modernen Fertigungseinrichtungen wegen der kleinen Räume im Spanungsbereich unbedingt notwendig.It is known to work on the rake face of indexable inserts for Metalworking chip breaker steps and chip breaker steps in the form of groove and to provide step-like recesses next to the cutting edge, which have the purpose of Giving the chip a certain direction, shape and size4 This is special when machining long-chipping materials at high cutting speeds because of the risk of accidents from tape chips or long spiral flutes as well as during work on modern production facilities because of the small spaces in the voltage area indispensable.

Bei der nach der DD-PS 125 330 bekannten Wendeschneidplatte ist der jeder Schneidkante zugeordnete Spanformer durch konische Flächenteile gebildet, deren Achsen zu der die Hauptschneidenecke enthaltenden Ebene senkrecht stehen, wobei die konischen Spanformerflächen die Schneidkante bilden und an der Winkelhalbierenden der Schneidenecke in einem Krummungsbogen zusammenstoßen.The indexable insert known from DD-PS 125 330 is the Chip formers assigned to each cutting edge formed by conical surface parts, the axes of which are perpendicular to the plane containing the main cutting edge corner, wherein the conical chip former surfaces form the cutting edge and at the bisector the corner of the cutting edge collide in an arc of curvature.

Durch die Flächenkrurnmung der Spanformerfläche soll das Einrollen des Spanes und durch die Flachenverschneidung soll das Brechen des Spannes bewirkt werden. Es ist aber so, daß die für die Spanbrechung und Spanformung benutzen Flächenelemente, besonders bei der Bearbeitung zäher, langspanender Stähle eine wirkungsvolle Spanbrechung in der erforderlichen Spanlänge nicht bewirken können.The curvature of the chipformer surface is supposed to cause curling of the chip and the surface intersection is intended to cause the clamping to break will. But it is the case that the surface elements used for chip breaking and chip forming, effective chip breaking, especially when machining tough, long-chipping steels in the required chip length cannot cause.

Ähnlich liegen die Verhältnisse bei dem bekannten Schneideinsatz nach DE-AS 23 38.726, bei dem die gesamte Spa;nfläche ebenfalls Teil einer Kegelfläche mit quer zur Schneidkante verlaufender Kegelachse ausgebildet ist, deren Krümmungsradius in den Schnittebenen von der Schneidkante aus zunehmend größer wird und an die sich eine ansteigende ebenfalls kegelmantelförmige Spanleitfläche anschließt. IZie Breite der Spanfläche soll zur Schneidenecke hin zunehmen. Die Spanleitstufe in dieser Form hat ebenfalls den Nachteil, daß Späne aus zähen Iangspanenden, also schwerspanbaren Werkstoffen nur gewendelt, aber nicht zu kurzen Spanstücken gebrochen werden.The situation is similar in the case of the known cutting insert DE-AS 23 38.726, in which the entire spa; n area is also part of a conical area is formed with a cone axis running transversely to the cutting edge, the radius of curvature of which becomes increasingly larger in the cutting planes from the cutting edge and to which a rising chip guide surface, also in the form of a conical envelope, is connected. IZie width the rake face should increase towards the cutting edge. The chip breaker in this one Shape also has the disadvantage that chips from tough long-chipping, i.e. difficult-to-cut Materials can only be coiled, but not broken into short pieces of chip.

Es ist das Ziel der Erfindung, die Nachteile der bekannten Wendeschneidplatten mit Spanleitstufe dahingehend zu verbessern, daß insbesondere bei der Bearbeitung von sohwerspannbaren, zähen Stählen eine sichere SpanfUhrung und zuverlässige Spanbreohung zu kurzen Spanstücken bewirkt wird.It is the aim of the invention to overcome the disadvantages of the known indexable inserts to improve with chip breaker to the effect that especially when machining Safe chip guidance and reliable chip broadening of tough steels that can be machined too short pieces of chip is caused.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hartmetall-Wendesohneidplatte mit eingesinterter Spanleit- und Spanbrecherstufe zu entwickeln, die ausgehend von einer bruchgünstigen Formung des Spanes in der ersten Spanleitstufe, in einer anschließenden Spanbretherstufe die Spanbrechung zu kurzen Spanstücken, auch bei zähen schwerspanbaren-Stahllegierungen, gewährleistet.The invention is based on the object of a hard metal reversible blade with a sintered-in chip breaker and chip breaker stage, starting from a fracture-friendly shaping of the chip in the first chip breaker, in a subsequent one Chip breaker stage the chip breaking into short pieces of chip, even with tough, difficult-to-machine steel alloys, guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Hartmetall-Wendeschneidplatte mit eingesinterter Spanleit- und Spanbracherstufe eine parallel zu einer kreisbogenförmingen Hauptschneidkante oder zu deren zylindermantelförmigen Sohneidenfase verlaufende Spanleitstufe der äußeren Umfangefläche eines zylindrischen Ringes und einendaran ansohließende Spanbrecherstufe der Umfangsfläche eines sich zur Schneidplattenmitte hin verjüngenden, räumlich unter den Winkel #1 und #2 geneigt zur Hauptschneidkante liegenden Kegelstumpfes entspricht, wobei die Spanbreoherfläche der Spanbreoherstufe an einem, den Auslauf der benachbarten Spanleit- und Spanbreoherstufe absohließenden Begrenzunsstück angeordnet ist.According to the invention, this object is achieved in that, in the case of a hard metal indexable insert with sintered-in chip breaker and chip breaker step, one parallel to a circular arc-shaped one Main cutting edge or running to its cylindrical jacket-shaped bevel Chip breaker of the outer peripheral surface of a cylindrical ring and one on it The chipbreaker step that joins the peripheral surface of the one towards the center of the cutting insert tapering, spatially inclined at angles # 1 and # 2 to the main cutting edge lying truncated cone corresponds, where the chip breaker surface the chip breaker stage on one, the outlet of the neighboring chip breaker and chip breaker stage Absohließenden limiting piece is arranged.

Um die Spanftihrung im Bereich der Schneideokenabrundung an die Spanablaufbedigungen der Spanleitstufe der Rauptsohneidkante anzugleichen ist es zweckmäßig, daß die Spanleitstufe vor der Schneideokenabrundung abgesetzt und mit gleioher Querschnittsform als Spanmulde um die Schneidsckenabrundung geführt ist.To the chip guide in the area of the cutting groove rounding to the chip flow conditions to match the chip breaker of the rear edge, it is advisable that the Chip breaker stepped in front of the cutting notch rounding and with the same cross-sectional shape is performed as a chip trough around the cutting edge rounding.

Eine günstige Spanbrechung unter versohiedenen Spanbreiten und Schnittgeschwindigkeiten bei der Bearbeitung schwerspanbarer Stähle kann dadurch erreicht werden, daß die Spanbrecherfläche der Spanbrecherstufe nur etwa bis zur Hälfte der Seitenlänge der Wendesohneidplatte ausgebildet ist.A favorable chip break under different chip widths and cutting speeds when machining steels that are difficult to machine can be achieved in that the Chip breaker surface of the chip breaker stage only up to about half of the side length of the Wendesohneidplatte is formed.

Die Funktion der erfindungsgemäß eingesinterten Spanleit-und Spanbrecherstufe läuft prinzipiell in zwei Abschnitten ab. Für den ersten Abschnitt der bruchgünstigen Spanformung ist die der äußeren Mantelfläche eines zylindrischen Ringes entsprechende Spanleitstufe vorgesehen, die parallel zur Hauptschneidkante verläuft und für diese folglich die konkave Icreisbogenform bestimmt, so daß der ablaufende Span einen entsprechend gewölbten Querschnitt erhält. Die Sohneidengecmetrie ist hierbei so gestaltet, daß der unmittelbar hinter der Schneidkante liegende Spanwinkel zur Verbesserung der Schneideigenschaft relativ groß ist, der dahinterliegende, wesentlich kleinere Spanwinkel Jedoch eine Stabilisierung des gesamten Schneidkeils gewährleistet.The function of the chip breaker and chip breaker step sintered in according to the invention basically takes place in two sections. For the first section the low breakage Chip formation is the equivalent of the outer surface of a cylindrical ring Chip breaker provided, which runs parallel to the main cutting edge and for this consequently the concave Icreisbogenform determined so that the running chip a correspondingly curved cross-section receives. The symmetry of the son is like this designed that the rake angle lying immediately behind the cutting edge for improvement the cutting property is relatively large, the one behind it is much smaller However, rake angle ensures stabilization of the entire cutting wedge.

Der so vorgeformte Span läuft tiber die kegelförmige Spanablauffläche der Spanbrecherstufe an die ebene, einen Teil der Daokfläohe eines egelstumpfes darstellende Spanbrecherfläche an und wird stark abgebogen.The preformed chip runs over the conical chip run-off surface the chipbreaker step to the plane, part of the Daok flea of a leech stump representing the chip breaker surface and is strongly bent.

Bei dieser Abbiegung tritt bedingt durch die unter einem spitzen Winkel zur Hauptschneidkante verlaufende Spanbrecherfläche eine Seitenirerschiebung in den Spanelementen ein, die den Spanquerschnitt ; neben der Biegebeanspruchung mit Abscherkräften überlagert. Dadurch wird der Span zwangaläufig kurzgewendelt und abgebroohen. Erfahrungsgemäß entstehen hierbei kurz gebrochene Spanstücke. Das Absetzen der Spanleitstufe vor der Schneideckenabrundung und die Weit erführung als Spanmulde begünstigen die bruchgünstige Spanverformung. Die nur bis zur halben Länge der Hauptschneidkante ausgebildete Spanbrecherfläche wirkt vorteilhaft beim Brechen von Spänen mit großer Spanbreite. Die Unterbrechungen bzw. Begrenzungen der Spanform- und Spanleitstufen durch Zwischenwände verbessert die Ausbildung der Spanbrecherstufe im Bereich der Schneideckenabrundung und ermöglicht eine Anordnung der Spanleit- und Spanbrecherstufe an der Ober- und Unterseite der Hartmetall-Wendeschneidplatte.This turn occurs due to the at an acute angle The chip breaker surface running towards the main cutting edge is a side shift in the chip elements, which form the chip cross-section; in addition to the bending stress with Superimposed shear forces. As a result, the chip is inevitably short-coiled and aborted. Experience has shown that this results in briefly broken pieces of chip. The weaning the chip breaker in front of the cutting corner rounding and the extension as a chip trough favor the fracture-free chip deformation. Only up to half the length of the main cutting edge formed chip breaker surface is advantageous when breaking chips with a large Chip width. The interruptions or limitations of the chip breaker and chip breaker steps partitions improve the formation of the chip breaker in the area of the Rounding of the cutting edge and enables the chip breaker and chip breaker to be arranged on the top and bottom of the carbide indexable insert.

Die Erfindung wird naohstehend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1: Die Draufsicht auf eine quadratische Wendeschneidplatte mit eingesinterter Spanleit- und Spanbrecherstufe Fig. 2: Eine Seitenansicht zu Fig 1 Fig. 3: Eine teilweise Seitenansicht zu Fig. 1 im Schnitt A - A vergrößert dargestellt Fig. 4 Eine weitere teilweise Seitenansicht nach Fig. 1 im Schnitt B - B vergrößert dargestellt Die als Ausführungsbeispiel dargestellte Hartmetall-Wendesohneidplatte hat die Grundform eines Prismas mit quadratisoher Grund- und Deckfläche, dessen Seitenflächen beim Spanungsvorgang die Freiflächen 1 der Hauptschneidkante 2 sind. Wie aus der Seitenansicht hervorgeht, ist die Hauptschneidkante 2 als ein Kreisbogen mit Radius r ausgeführt, der auch für die Sohneidenfase 3 zutreffend ist. Die Größe des Radius r ist abhängig von der von einem zylindrischen Ring 4 abgeleiteten Form der parallel zur Hauptsohneidkante 2 verlaufenden Spanleitstufe 5, die durch eine Rippe 6 gegenüber der aus einer Spanablaufläche 7.1. gebildeten Spanbrecherstufe 7 abgegrenzt ist.The invention is described in greater detail below using an exemplary embodiment described. The accompanying drawings show: FIG. 1: The top view of a Square indexable insert with sintered chip guide and chip breaker step Fig. 2: A side view of Fig. 1 Fig. 3: A partial side view of Fig. 1 shown enlarged in section A - A FIG. 4 Another partial side view 1 shown enlarged in section B - B As an exemplary embodiment The hard metal reversible blade shown has the basic shape of a prism with a square-shaped Base and top surface, the side surfaces of which are the free surfaces during the machining process 1 are the main cutting edge 2. As can be seen from the side view, is the main cutting edge 2 designed as a circular arc with radius r, which also applies to the Sohneidenfase 3 is. The size of the radius r depends on that of a cylindrical ring 4 Derived form of the chip breaker running parallel to the main trailing edge 2 5, which by a rib 6 opposite that of a chip drainage surface 7.1. educated Chip breaker stage 7 is delimited.

Die Spanbreoherstufe 7 ist von der Umfangs- und Deokfläche eines egelstumpfes 8 abgeleitet, dessen Achse unter den Winkeln und #2 räumlich geneigt zur Hauptschneidkante 2 liegt und der sich zur Schneidplattenmitte hin verüngt, so daß die Spanablauffläche 7.1. der Umfangsfläche und die Spanbrecherfläohe 7.2. der Deckfläche des Kegelstumpfes 8 entspricht. Die Spanbercherfläche 7.2. ist an einem Begrenzugsstück 9 angeordnet, das auch die benachbarten Spanleit- und Spanbreoherstufen 5 und 7 abschließt.The Spanbreoherstufe 7 is of the circumferential and Deok surface of a truncated leech 8, its axis at the angles and # 2 spatially inclined to the main cutting edge 2 and which tapers towards the center of the insert, so that the chip drainage surface 7.1. the peripheral surface and the chipbreaker surface 7.2. the top surface of the truncated cone 8 corresponds. The chip surface 7.2. is arranged on a limiting piece 9, which also completes the neighboring chip breaker and chip breaker stages 5 and 7.

Diese Begrenzungsstücke 9 bzw. deren obere Flichenteile dienen auch als Auflageflächen, wenn beide Stirnseiten der Wendeschneidplatten mit Spanleit- und Spanbrecherstufen 5 und 7 versehen werden. Sie erhöhen auch die Stabilität der Schneideckenabrundungen 10. Um die Schneideckenabrundungen 10 ist die Schneidenfase 3 herumgeführt und ebenfalls die Spanleitstufe 5, wobei letztere eine Spanmulde 11 bildet.These delimitation pieces 9 or their upper parts also serve as support surfaces if both front sides of the indexable inserts have chip breaker and chip breaker stages 5 and 7 are provided. They also increase the stability of the Cutting corner roundings 10. The cutting bevel is around the cutting corner roundings 3 and also the chip breaker 5, the latter being a chip trough 11 forms.

Die an dem Begrenzungsstüok 9 angeordnete Spanbrecherfläche 7.2. erstreckt sich etwa bis zur Hälfte der Seitenlänge der Wendsschneidplatte. Diese länge der Spanbrecherfläche 7.2. ist auch für sehr breite Späne ausreichend und gewährleistet ein zuverlässiges Brechen der Späne zu kleinen Spanstücken. Demgemäß ist auoh die gesamte Spanbreoherstufe 7 nicht bis zur benachbarten Spanbrecherstufe 7 voll ausgeführt, sondern durch eine zentrale Ebene 12 abgefangen, an der sich die zentrale Aufnahmebohrung 13 zur Befestigung der Wendeschneidplatte auf einem Schneidplattenträger befindet. Bei dem Begrenzungsstück 9 sind die der Aufnahmebohrung 13 zuge kehrten Seiten als kegelige Senkfläche 14 ausgebildet.The chip breaker surface 7.2 arranged on the delimitation piece 9. extends up to about half the length of the side of the indexable insert. This length of the Chip breaker face 7.2. is sufficient and guaranteed even for very wide chips reliable breaking of the chips small pieces of chip. Accordingly the entire chip breaker stage 7 is also not up to the adjacent chip breaker stage 7 fully executed, but intercepted by a central level 12 on which the central receiving hole 13 for fastening the indexable insert on a Insert carrier is located. In the case of the limiting piece 9, they are the receiving bore 13 upturned sides formed as a conical countersunk surface 14.

Aufstellung über die in der rfindungsbeschreibung verwendeten Bezugszeichen 1 - Freifläche 2 - Hauptschneidkante 3 - Schneidenfase 4 - zylindrischer Ring 5 - Spanleitstufe 6 - Rippe 7 - Spanbrecherstufe 7.1. - Spanablauffläohe 7.2.- Spanbrecherfläche 8 - Kegelstumpf 9 - Begrenzungsstück 10 - Schneideckenabrundung 11 - Spanmulde 12 - zentrale Ebene 13 - Aufnahmebohrung 14 - kegelige Senkbohrung r - Radius ~ Lagewinkel der Kegelstumpfachse des Kegelstumpfes 8 List of the reference symbols used in the description of the invention 1 - free surface 2 - main cutting edge 3 - cutting bevel 4 - cylindrical ring 5 - Chip breaker level 6 - Rib 7 - Chip breaker level 7.1. - Chip evacuation surface 7.2. - Chip breaker surface 8 - Truncated cone 9 - Limiting piece 10 - Cutting corner rounding 11 - Chip trough 12 - Central level 13 - Location hole 14 - Conical countersunk hole r - Radius ~ position angle the truncated cone axis of the truncated cone 8

Claims (3)

Patent an sp ru oh 1. Hartmetall-Wendeschneidplatzte mit eingesinterter Spanleit- und Spanbrecherstufe in der Form von nutenförmigen, neben der Scneidkante oder deren Schneidenfase vorgesehenen kurvenflächigen Ausnehmungen, die zur Schneidenmitte hin stufenartige Absätze bilden, dadurch gekennzeichnet, daß eine parallel zu einer kreisbogenförmigem Hauptschneidkante (2) oder zu deren zylindermantelförmigen Schneidenfase (3) verlaufende Spanleitstufe (5) der äußeren Umfangsfläche eines zylindrischen Ringes (4) und eine daran anschließende Spanbreoherstufe (7) der Umfangsfläche eines sich zur Schneidplattenmitte hin verjüngenden, räumlich unter den Winkel #1 und #2 geneigt zur Hauptschneidkante (2) liegenden Xegelstumpfes (8) entspricht, wobei die Spanbrecherfläche (7.2) der Spanbrecherstufe (7) an einem, den Auslauf der benachbarten Spanleit- und Spanbrecherstufe (5 und 7) abschließenden Begrenzungsstuck (9) angeordnet ist. Patent to sp ru oh 1. Carbide indexable cutting place with sintered Chip breaker and chip breaker step in the form of groove-shaped, next to the cutting edge or their cutting bevel provided curved-surface recesses that lead to the cutting center to form step-like paragraphs, characterized in that one parallel to one circular arc-shaped main cutting edge (2) or to its cylindrical jacket-shaped cutting bevel (3) extending chip breaker (5) of the outer peripheral surface of a cylindrical Ring (4) and an adjoining Chipbreoherstufe (7) of the peripheral surface of a tapering towards the center of the insert, spatially at angles # 1 and # 2 corresponds to the truncated cone (8) lying inclined to the main cutting edge (2), wherein the chip breaker surface (7.2) of the chip breaker stage (7) on one, the outlet of the neighboring one Chip breaker and chip breaker stage (5 and 7) final delimitation piece (9) arranged is. 2. Hartmetall-Wendeschneidplatte mit eingesinterter Spanleit- und Spanbrecherstufe nach tspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanleitstufe (2) vor der Schneideckenabrundung (10) abgesetzt und mit gleicher Querschnittsform als Spanmulde (11) um die Sahneideckenabrundung (10) geführt ist.2. Carbide indexable insert with sintered chip guide and Chip breaker stage according to tspruoh 1, characterized in that the chip breaker stage (2) in front of the cutting corner rounding (10) and with the same cross-sectional shape as Chip trough (11) is guided around the cream corner rounding (10). 3. Hartmetall-Wendeschneidplatte mit eingesinterter Spanleit- und Spanbrecherstufe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanbrecherfläche (7.2.) der Spanbrecherstufe (7) nur etwa bis zur Hälfte der Seitenlänge der Wendeschneidplatte ausgebildet ist,3. Carbide indexable insert with sintered chip breaker and Chip breaker stage according to Claims 1 and 2, characterized in that the chip breaker surface (7.2.) Of the chip breaker stage (7) only up to about half the length of the side of the indexable insert is trained,