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EP3898045A1 - Schneidwerkzeug - Google Patents

Schneidwerkzeug

Info

Publication number
EP3898045A1
EP3898045A1 EP19804623.7A EP19804623A EP3898045A1 EP 3898045 A1 EP3898045 A1 EP 3898045A1 EP 19804623 A EP19804623 A EP 19804623A EP 3898045 A1 EP3898045 A1 EP 3898045A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
chip
cutting
elements
cutting edge
insert according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19804623.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Quanliang ZHAO
Jose AGUSTIN-PAYA
Robert MILITELLO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZCC Cutting Tools Europe GmbH
Original Assignee
ZCC Cutting Tools Europe GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZCC Cutting Tools Europe GmbH filed Critical ZCC Cutting Tools Europe GmbH
Publication of EP3898045A1 publication Critical patent/EP3898045A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/141—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness
    • B23B27/143—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness characterised by having chip-breakers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2200/00—Details of cutting inserts
    • B23B2200/08—Rake or top surfaces
    • B23B2200/081—Rake or top surfaces with projections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2200/00—Details of cutting inserts
    • B23B2200/08—Rake or top surfaces
    • B23B2200/086—Rake or top surfaces with one or more grooves
    • B23B2200/087—Rake or top surfaces with one or more grooves for chip breaking

Definitions

  • the invention relates to a cutting tool for machining operations, in particular for peeling-like machining operations, with a chip-forming trough running along the cutting edge, in which raised recesses are formed
  • Spanformieri are arranged.
  • Machining includes the machining of metals such as Steel, cast iron, but also non-ferrous metals and plastics understood.
  • the present invention is basically suitable for cutting tools for turning, milling or grooving and in particular for peeling processing.
  • chip guiding or chip shaping elements have the task of shaping and guiding the chip detached from the workpiece, with particular care being taken to ensure that the workpiece is not damaged by the chip formed, as is e.g. can happen with so-called tangled chips.
  • the chip should also be guided and broken in such a way that the friction caused by the chip flow is limited to such an extent that excessive heating of the cutting insert and in particular of the cutting edge is avoided, since this would lead to faster tool wear.
  • workpieces such as aluminum or plastic, there is also a risk of the chip sticking to the chip surface if the heat is high.
  • Cutting tool has main and secondary cutting edges arranged side by side, which together form an obtuse angle. Along these cutting edges is a chip breaker with a rising flank facing the cutting edge
  • Indentations should have laterally limited projections.
  • peeling tools have a secondary cutting edge that is significantly longer than the main cutting edge.
  • Target surface roughness of the workpiece from 4 pm to 8 pm.
  • the insert is nine-cornered and has three unequal main and minor cutting edges on the bottom and top, resulting in the shape of an equilateral triangle with symmetrically angled tips.
  • the ratio of the length of the main cutting edges to the length of the secondary cutting edges should be between 1: 1, 5 to 1: 3.
  • a chip-forming groove is provided along each main cutting edge and runs approximately parallel to the main cutting edge. In areas close to the cutting edge, the chip groove merges into a rising flank, which ends with an upper flank.
  • EP 0611 334 B4 describes a polygonal "cutting insert with a rake face" !, which has a central crusher that protrudes from the plane defined by the set avoiding edges and runs out towards a cutting corner area in the form of at least one longitudinal rib, preferably two longitudinal ribs. which are arranged symmetrically to a cutting corner angle bisecting and whose longitudinal axes have a common intersection in the area of the chip breaker.
  • chip breakers on chip faces are known from the prior art which run essentially parallel to the minor cutting edge.
  • Chip breaker steps lift the chip that is running away from the workpiece, but there is insufficient chip guidance so that the chip that runs off is uncontrollable.
  • DE 19725 341 therefore proposes chip breakers with two laterally limited projections.
  • EP 0278083 A1 proposes a cutting insert in which an area with a rake angle of more than 30 ”adjoins the chamfer on the rake surface at right angles to the cutting edge the rake angle becomes smaller with increasing distance from the chamfer will, in the chip face regions of the cutting body lying between the cutting surfaces, chip ribs extending in the chip discharge direction and with side spacing next to one another should be arranged protruding from the chip face, between which there are further elevations with run-up ramps.
  • the corner area there are three degree elevations arranged side by side, the two outer ones with their longitudinal axes running parallel to the chip ribs adjacent to them.
  • EP 0 143 758 A1 relates to a cutting insert with elongated ribs which are trapezoidal in cross section and run parallel to the cutting edge. These ribs are interrupted by hollows.
  • EP 0674 559 B1 proposes a cutting insert with at least one chip-guiding groove with raised chip-shaping elements in the form of longitudinal ribs which are at least partially bridged over the chip-guiding groove and which are provided with chip-guiding elements which are transverse to the axis of the longitudinal rib.
  • the raised chip-forming elements provided in the chip-forming trough have - viewed in a plan view - an elongated contour with a greater length than their width.
  • Chipform elements have a rising flank and a falling flank, the comparatively longer rising flank being characterized by a rising angle from 3 "to 20 °, preferably 5 * to 10" and the falling flank by an angle between 25 ° to 45 “, preferably 27" to 35 “is defined, the transition from the Rising edge to the falling edge is rounded and the radius of this
  • Rounding is between 0.05 mm and 1 mm, preferably between 0.25 mm and 0.4 mm.
  • Chip-forming element ensures a safe chip guidance, on the other hand high friction of the chip running off is avoided because the chip only partially contacts the chip faces in the falling flanks. This effect is particularly pronounced when the raised chip elements viewed in the top view in the area of their boundary line, which is shown by the
  • adjacent rising and falling flanks is defined, has a greater width than in the adjacent areas.
  • the chip-forming elements are preferably arranged at a distance from one another, in particular at a distance of 0.4 mm to 0.6 mm with a respective length of 4 mm to 10 mm defined by their longitudinal axis. Furthermore, the chip-forming elements are preferably lined up on a line which runs parallel to the cutting edge, the orientation of the chip-forming elements being inclined by 10 "to 20", preferably 15 ", in relation to the chip removal direction.
  • Chip shaping elements are oriented towards the active cutting edge so that the cut incoming chip is guided in the direction of the longitudinal axis of the chip shaping elements.
  • the chip elements can have a concave, convex or even partially rectilinear shape perpendicular to their longitudinal axis, the concave design being preferred.
  • chip form elements arranged separately next to one another within a chip form groove, it is possible to line up the chip form elements like fish scales, the chip form elements each being in their
  • chip-forming elements which additionally overlap laterally, the degree of overlap measured vertically to the longitudinal axis being a maximum of 20%, preferably a maximum of 10%.
  • a chamfer can be provided to stabilize the cutting edge.
  • FIG. 1 is a perspective view of a peeling tool
  • FIG. 2 is a plan view of the peeling tool of FIG. 1,
  • Fig. 3 is a detailed view of a chip groove with raised
  • FIG. 4 shows a single view of a chip-forming element in a chip-forming groove
  • FIG. 5 shows a section along line A-A in FIG. 4,
  • Fig. 6 is a chip forming groove with raised arranged offset to each other
  • Fig. 7 shows another embodiment of a chip groove with a
  • Chip-forming element that penetrates the cutting edge
  • Fig. 8 shows a corner area of a cutting tool for turning with two
  • Fig. 9 is a detailed view of a chip groove with raised
  • Chip form elements in a fish scale-like arrangement
  • Fig. 10 is a detailed view of a rhombic cutting insert
  • Fig. 11 is a detailed view of a cutting corner of a rhombic
  • the present invention can be applied to all basic cutting insert shapes known from the prior art, for example triangular, square, rhombic or even approximately rectangular
  • Cutting inserts such as those used in particular for peeling, in which a relatively long secondary cutting edge, which enclose an obtuse angle of less than 180 °, adjoins a short main cutting edge.
  • the invention can also be used in lancing inserts, which are not shown in the present case.
  • indexable inserts can have a positive or negative contour. If the contour is positive, the top and bottom sides are designed as rake faces with correspondingly adjacent cutting edges
  • FIGS. 1 and 2 show a cutting tool (as an exchangeable cutting insert) for peeling processing.
  • Such cutting inserts are characterized by a relatively short main cutting edge 10 in conjunction with a long secondary cutting edge 11, the main cutting edge and the secondary cutting edge including «not obtuse angles.
  • the middle rake face plateau 12 is designed as a support and rake face in so-called indexable inserts.
  • a chip-forming guide 14 or chip-forming groove can directly adjoin the cutting edge or a chamfer 13.
  • individual raised chip-forming elements 15 here five row-shaped raised chip-forming elements 15 are provided, each of which has a relatively flat rising flank with a rising angle of preferably 5 ° to 10 ° compared to an imaginary horizontal plane.
  • A, 5 is, in any case, exaggerated for clarity, is smaller than the angle ⁇ of the falling flank, which can be, for example, 30 °.
  • the chip-forming element 15 is preferably convex
  • the rise angle o and the angle ⁇ of the falling flank is formed by the connecting line between the base point of the rising or falling plane in the region of the groove 14 and the upper vertex at the apex line 153 and the connecting line running parallel to the cutting edge in the groove 14 never between the two base points of the rising and the falling edge.
  • the chip form element has a radius R between 0.25 mm and 0.4 mm.
  • the chip forming groove 14 is formed by a falling part, as a result of which a rake angle of
  • the angle of rise to this rake face plateau can be the same size or larger than the angle of the falling flank.
  • This chip form groove which is known in principle according to the prior art, serves to bend the chip and to break it as short as possible.
  • FIG. 3 shows part of a chip shaping guide 14 with three raised chip shaping elements 15 arranged next to one another.
  • the distance between the chip form elements is, for example, 0.5 mm; the respective length l of each
  • Chip form elements is approx. 5 mm.
  • the chip-forming elements can, as shown in FIGS. 2 and 3, each have the same contour and be lined up along a common line, or alternatively, as indicated in FIG. 6, offset from one another, i.e. with a different distance from the cutting edge.
  • the raised chip-forming elements 15 can also be arranged rotated by 180 °, so that, as shown in FIG. 6, two falling flanks face each other.
  • the extremely concave chip-forming element 16 is arranged in such a way that it breaks through the chamfer 13 or the cutting edge 10, which results in a local elevation of the cutting edge.
  • the tip cutting corner 17 of a rhombic cutting insert is shown, in which the rake formation is axisymmetric to the
  • Cutting edge bisector 18 is configured. there are two raised ones in the chip mold recess adjoining the cutting edge or the chamfer
  • Chip-shaped elements 15 are arranged, in which the respective «! face shorter and steeper falling flanks.
  • FIG. 9 A different design of the rake face of the cutting tool with overlapping raised chip shape elements can be seen in FIG. 9.
  • Cutting edge 10 results in an approximately undulating course, which causes the outgoing chip on the one hand good steering, on the other hand one
  • the overlap areas marked with the reference symbols Üi and Üz are 10% to 30% (Üi) or a maximum of 20%
  • a rhombic cutting insert with a cutting corner 17 is also selected, in which the cutting edges 20, 21 converge.
  • the cutting edges 20, 21 converge.
  • Chip mold elements 22 arranged one behind the other.
  • FIG. 11 shows the connection with already known chip-forming elements.
  • chip-forming trough 14 individual raised chip-forming elements 23, each of the same design, are arranged, which are approximately the chip-forming elements can correspond, which is shown in Figs. 1 to 5.
  • Figs. 1 to 5 the chip-forming elements
  • the longitudinal axis of these chip-forming elements 23 is oriented approximately perpendicular to the cutting edge; a maximum of 10 * to 15 * angle to the cutting edge perpendicular should be selected.
  • the chip breaker 24 shown in FIG. 11 drops, for example, at an angle of approximately 20 * into the chip-forming trough 14, the chip breaker 24
  • Cutting edge 10 clearly protrudes. From this chip breaker survey, respective longitudinal ribs 25 protrude, the orientation and contour of which in principle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug für Zerspanungsbearbeitungen, insbesondere zur schälartigen Zerspanungsbearbeitung, mit einer entlang der Schneidkante verlaufenden Spanformmulde, in der erhaben ausgebildete Spanformelemente angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die erhabenen Spanformelemente eine - in einer Draufsicht betrachtet - längliche Kontur mit einer größeren Länge als deren Breite besitzen, dass die Spanformelemente eine Anstiegsflanke und eine abfallende Flanke aufweisen, wobei die im Vergleich längere Anstiegsflanke durch einen Anstiegswinkel (o) von 3° bis 20V vorzugsweise 5° bis 10° und einen abfallenden Winkel (ß) zwischen 25° bis 45°, vorzugsweise 27° bis 35° definiert ist, und dass der Übergang von der Anstiegsflanke zur abfallenden Flanke abgerundet ist und der Radius (R) dieser Abrundung zwischen 0,05 mm und 1 mm, vorzugsweise zwischen 0,25 mm bis 0,4 mm liegt.

Description

Schneidwerkzeug
Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug für Zerspanungsbearbeitungen, insbesondere zur schälartigen Zerspanungsbearbeitung, mit einer entlang der Schneidkante verlaufenden Spanformmulde, in der erhaben ausgebildete
Spanformelemente angeordnet sind.
Unter Zerspanungsbearbeitungen wird die spanabhebende Bearbeitung von Metallen wie Z.B. Stahl, Gusseisen, aber auch Nichteisenmetallen bis hin zu Kunststoffen verstanden.
Die vorliegende Erfindung ist grundsätzlich für Schneidwerkzeuge zum Drehen, Fräsen oder Stechen und insbesondere zur Schälbearbeitung geeignet.
Spanleit- oder Spanformelemente haben bei Schneideinsätzen die Aufgabe, den vom Werkstück losgelösten Span zu formen und zu lenken, wobei insbesondere gewährleistet sein soll, dass das Werkstück durch den gebildeten Span nicht beschädigt wird, wie dies z.B. bei sogenannten Wirrspänen geschehen kann. Der Span soll auch derart geführt und gebrochen werden, dass die durch den Spanablauf verursachte Reibung soweit begrenzt wird, dass eine übermäßige Erhitzung des Schneideinsatzes und insbesondere der Schneidkante vermieden wird, da dies zu einem schnelleren Werkzeugverschleiß führen würde. Bei bestimmten Werkstücken wie beispielsweise Aluminium oder Kunststoff droht bei hoher Wärmeentwicklung zudem ein Verkleben des Spans auf der Spanfiäche.
Der besondere Fall eines Schneidwerkzeugs für schälartige
Zerspanungsbearbeitungen wird in der DE 197 25 341 B4 beschrieben. Das
Schneidwerkzeug besitzt nebeneinander angeordnete Haupt- und Nebenschneiden, die zusammen einen stumpfen Winkel einschließen. Entlang dieser Schneiden ist eine Spanleitstufe mit einer zur Schneidkante gewandten Anstiegsflanke
vorgesehen, die in Draufsicht betrachtet mindestens zwei durch benachbarte
Einbuchtungen seitlich begrenzte Vorsprünge besitzen soll. Wie bei Schälwerkzeugen generell üblich ist die Nebenschneide wesentlich länger ausgebildet als die Hauptschneide. Beim Drehschälen werden
Oberflächenrauigkeiten des Werkstückes von 4 pm bis 8 pm angestrebt.
Eine weitere für schälartige Zerspanungsbearbeitungen geeignete
Wendeschneidplatte wird in der EP 0 117400 B1 beschrieben. Diese
Wendeschneidplatte ist neuneckig und besitzt auf der Unter- und Oberseite jeweils drei ungleichlange Haupt- und Nebenschneiden, wodurch sich die Form eines gleichseitigen Dreiecks mit symmetrisch abgewinkelten Spitzen ergibt. Das
Verhältnis der Länge der Hauptschneiden zur Länge der Nebenschneiden soll zwischen 1:1 ,5 bis 1:3 liegen. Entlang jeder Hauptschneide ist eine Spanformnut vorgesehen, die etwa parallel zur Hauptschneide verläuft. In schneidkantenfemen Bereichen geht die Spanfomnnut in eine Anstiegsflanke über, die mit einer oberen Flanke abschließt.
In der EP 0611 334 B4 wird ein polygonal« Schneideinsatz mit einer Spanfläche beschrieb«!, die einen zentralen, gegenüber der durch die Setmeidkanten definierten Ebene herausragenden Brecher besitzt, der zu einem Schneideckenbereich hin in Form von mindestens einer Längsrippe, vorzugsweise zwei Längsrippen ausläuft, welche symmetrisch zu einer Sch neideckenwinkel halbierenden angeordnet sind und deren Längsachsen einen gemeinsamen Schnittpunkt im Bereich des Spanbrechers aufweisen.
Darüber hinaus sind nach dem Stand der Technik Spanleitstufen auf Spanflächen bekannt, die im Wesentlichen parallel zur Nebenschneide verlaufen. Solche
Spanleitstufen heben zwar den ablaufenden Span vom Werkstück weggerichtet ab, jedoch mangelt es an einer ausreichenden Spanführung, so dass der ablaufende Span unkontrollierbar ist. In der DE 19725 341 werden daher Spanleitstufen mit zwei seitlich begrenzten Vorsprüngen vorgeschlagen, ln der EP 0278083 A1 wird ein Schneideinsatz vorgeschlagen, bei dem sich auf der Spanfläche rechtwinklig zur Schneidkante an die Fase ein Bereich mit einem Spanwinkel von mehr als 30” anschließt, wobei der Spanwinkel mit zunehmenden Abstand von der Fase kleiner wird, in den zwischen den Sch neideckenbe reichen liegenden Spanflächenbereichen des Schneidkörpers sollen in Spanablaufrichtung verlaufende und mit Seitenabstand nebeneinander angeordnete Spanrippen aus der Spanfläche herausragend angeordnet sein, zwischen denen weitere Erhebungen mit Auflauframpen liegen. Im Eckenbereich befinden sich drei nebeneinander angeordnete Graderhebungen, deren beide äußeren mit ihren Gradlängsachsen parallel zu den ihnen benachbarten Spanrippen verlaufen.
Die EP 0 143 758 A1 betrifft ein Schneideinsatz mit langgestreckten Rippen, die im Querschnitt trapezförmig sind und parallel zur Schneidkante verlaufen. Diese Rippen werden durch Mulden unterbrochen.
Um unterschiedlichen Vorschüben und Schnitttiefen gerecht zu werden und um die Reibungskraft des ablaufenden Spans möglich gering zu halten, wird in der
EP 0674 559 B1 ein Schneideinsatz mit mindestens einer Spanleitnut mit erhabenen Spanformelementen in Form von die Spanleitnut zumindest teilweise überbrückten Längsrippen vorgeschlagen, die mit zusätzlich zur Längsrippenachse querliegenden Spanleitelementen versehen sind.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schneidwerkzeug der eingangs genannten Art weiterzuentwickeln, bei dem die Reibung des ablaufenden Spans minimiert und die Schnittkräfte geringgehaiten werden und die Spanlenkung bei geringstmögl iche m Schnittwiderstand verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 gelöst.
Erlindungsgemäß besitzen die in der Spanförmmulde (Spanformnut) vorgesehenen erhabenen Spanformelemente eine - in einer Draufsicht betrachtet - längliche Kontur mit einer größeren Länge als deren Breite. Ferner weisen die
Spanformelemente eine Anstiegsflanke sowie eine abfallende Flanke auf, wobei die im Vergleich längere Anstiegsfianke durch einen Anstiegswinkel von 3" bis 20°, vorzugsweise 5* bis 10" und die abfallende Flanke durch einen Winkel zwischen 25° bis 45", vorzugsweise 27" bis 35" definiert ist, wobei der Übergang von der Anstiegsflanke zur abfallenden Flanke abgerundet ist und der Radius dieser
Abrundung zwischen 0,05 mm und 1 mm, vorzugsweise zwischen 0,25 mm bis 0,4 mm liegt.
Weiterbildungen dieses Schneideinsatzes werden in den Unteransprüchen beschrieben. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass zum einen im Bereich der Anstiegsflanken in Verbindung mit der maximalen Erhebung des erhabenen
Spanformelementes eine sichere Spanführung gewährleistet ist, andererseits eine hohe Reibung des ablaufenden Spans vermieden wird, weil der Span in den abfallenden Flanken die Spanflächen nur teilweise kontaktiert. Dieser Effekt wirkt sich insbesondere dann verstärkt aus, wenn die erhabenen Spanfdrmelemente in der Draufeicht betrachtet im Bereich ihrer Grenzlinie, die durch die
aneinandergrenzenden ansteigenden und abfallenden Flanken definiert ist, eine größere Breite ais in den benachbarten Bereichen besitzt.
Vorzugsweise sind die Spanformelemente zueinander beabstandet angeordnet, insbesondere in einem Abstand von 0,4 mm bis 0,6 mm bei einer jeweiligen durch deren Längsachse definierten Länge von 4 mm bis 10 mm. Weiterhin vorzugsweise sind die Spanformelemente auf einer Linie aulgereiht, die parallel zur Schneidkante verläuft, wobei die Ausrichtung der Spanformelemente zur Spanabfa ufrichtung um 10” bis 20”, vorzugsweise 15" geneigt ist. Der Anstiegswinkel a sowie der Winkel ß der abfallenden Flanke wird gebildet durch die Verbindungslinie zwischen dem Fußpunkt der ansteigenden beziehungsweise abfallenden Flanke im Bereich der Nut und dem oberen Scheitelpunkt an der Scheiteliinie und der parallel zur Schneidkante in der Nut verlautenden Verbindungslinie zwischen den beiden Fußpunkten der ansteigenden und der abfallenden Flanke. in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind die Spanfdrmelemente so zur aktiven Schneidkante hin ausgerichtet, dass der geschnittene ankommende Span in Richtung der Längsachse der Spanformelemente geführt wird. Die Spanfbrmelemente könne in einer Querschnittsansicht senkrecht zu deren Längsachse eine konkave, konvexe oder auch teilweise geradlinige Form besitzen, wobei die konkave Ausbildung bevorzugt wird.
Alternativ zu separat nebeneinander angeordneten Spanformelementen innerhalb einer Spanformnut ist es möglich, die Spanformelemente fischschuppenartig aneinanderzu reihen, wobei sich die Spanformelemente jeweils in ihrer
Längsrichtung betrachtet um 10 % bis 30 % überlappen. Diese
Fischschuppenstruktur hat insbesondere bei Dreh- oder Fräswerkzeugen Vorteile.
Neben der Überlappung in Längsrichtung ist es auch möglich, Spanformelemente zu verwenden, die sich zusätzlich seitlich überlappen, wobei der vertikal zur Längsachse gemessene Überlappungsgrad maximal 20 %, vorzugsweise maximal 10 % betragen soll.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist - insbesondere im Bereich einer Schneidecke - die Anordnung und Ausbildung der Spanformelemente
achsensymmetrisch zur Schneideckenwinkelhalbierenden ausgebildet.
Schließlich kann im Abstand zur Schneidkante und in Spanablaufrichtung betrachtet hinter der Spanformmulde eine sich zu einem mittleren erhabenen Plateau ansteigende Flanke befinden, von der sich weiterhin vorzugsweise halbrippenförmige weitere Spanformelemente in Richtung der Schneidkante erstrecken, die in den Raum zwischen den vorgenannten beschriebenen erhabenen S panformelementen hineinragen.
Zur Stabilisierung der Schneidkante kann eine Fase vorgesehen sein.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung and auch solche Ausgestaltungen erfasst, bei denen einzelne erhabene Spanformelemente bis in die Schneidkante hineinragen und diese unter Bildung einer fokalen Schneidkantenerhebung durchbrechen. Durch diese Maßnahme erhält die Schneidkante eine nicht lineare Ausgestaltung mit benachbart liegenden geringfügigen Erhöhungen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Schälwerkzeugs,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Schälwerkzeug nach Fig. 1 ,
Fig. 3 eine Detaiiansicht einer Spanformnut mit erhabenen
Spanformelementen,
Fig. 4 eine Einzelansicht eines Spanformelementes in einer Spanformnut, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie A-A in Fig. 4,
Fig. 6 eine Spanformnut mit versetzt zueinander angeordneten erhabenen
Spanformelementen,
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform einer Spanformnut mit einem
Spanformelement, welches die Schneidkante durchdringt,
Fig. 8 ein Eckbereich eines Schneidwerkzeuges zum Drehen mit zwei
spitzwinklig aufeinander zulaufende Schneiden,
Fig. 9 eine Detaiiansicht einer Spanformnut mit erhabenen
Spanformelementen in einer fischschuppenartigen Anordnung,
Fig. 10 eine Detailansicht eines rhombischen Schneideinsatzes mit
fischschuppenartig aneinander gereihten erhabenen
Spanformelementen und
Fig. 11 eine Detailansicht einer Schneidecke eines rhombischen
Schneideinsatzes mit unterschiedlich erhabenen Spanformelementen sowie einer Anstiegsflanke zu einem mittleren Plateau.
Die vorliegende Erfindung kann im Prinzip bei allen nach dem Stand der Technik bekannten Schneideinsatz-Grundformen angewendet werden, so beispielsweise bei dreieckigen, quadratischen, rhombisch oder auch annähernd rechtwinkligen
Schneidplatten, wie sie insbesondere zum Schälen verwendet werden, bei denen sich an eine kurze Hauptschneide eine relativ lange Nebenschneide, die einen stumpfen Winkel von weniger als 180° einschließen, anschließen. Grundsätzlich verwendet werden kann die Erfindung auch bei Stecheinsätzen, die im vorliegenden Fall nicht dargestellt sind.
Soweit sogenannte Wendeischneidplatten verwendet werden, können diese eine positive oder negative Kontur besitzen. Bei einer positiven Kontur sind die Ober- und Unterseite als Spanflächen mit entsprechend angrenzenden Schneidkanten ausgebildet
In Fig. 1 und 2 ist ein Schneidwerkzeug (als auswechselbarer Schneideinsatz) zur Schälbearbeitung dargestellt Solche Schneideinsätze sind durch eine relativ kurze Hauptschneide 10 in Verbindung mit einer langen Nebenschneide 11 charakterisiert, wobei die Haupt- und die Nebenschneide «not stumpfen Winkel einschließen. Das mittlere Spanfiächenpiateau 12 ist als Auflage- und Spanflächen bei sogenannten Wendeschneidplatten «haben ausgebildet. Im Fall der Schneideinsätze nach Fig. 1 und 2 sind somit vier jeweils nutzbare Haupt- und Nebenschneiden vorhanden.
Wie grundsätzlich bekannt kann sich unmittelbar an die Schneidkante oder an eine Fase 13 eine Spanformmuide 14 bzw. Spanformnut anschließen. Innerhalb dieser Spanformnut 14 sind einzelne erhaben ausgebildete Spanformelemente 15 (hier fünf aneinander gereihte erhabene Spanformelemente 15 vorgesehen, die jeweils eine relativ flach verlaufende Anstiegsflanke mit einem gegenüber einer gedachten horizontalen Ebene gemessenen Anstiegswinkel von vorzugsweise 5° bis 10° liegen. Dieser Anstiegswinke! a, der in der Fig. 5 zur Verdeutlichung überhöht eingezeichnet ist ist jedenfalls kleiner als der Winkel ß der abfallenden Flanke, der beispielsweise bei 30° liegen kann. Sowohl in der Längsschnittansicht A-A als auch in einer Ansicht quer zu dieser Schnittebene ist Spanformelement 15 bevorzugte konvex ausgebildet. Der Anstiegswinkel o sowie der Winkel ß der abfallenden Flanke wird gebildet durch die Verbindungslinie zwischen dem Fußpunkt der ansteigenden beziehungsweise abfallenden Plante im Bereich der Nut 14 und dem oberen Scheitelpunkt an der Scheitellinie 153 und der parallel zur Schneidkante in der Nut 14 verlaufenden Verbindungslinie zwischen den beiden Fußpunkten der ansteigenden und der abfallenden Flanke. An der oberen Scheitellinie 153, die den Obergang zwischen der Anstiegsflanke 151 und der abfallenden Flanke 152 definiert wird, besitzt das Spanformelement einen Radius R zwischen 0,25 mm und 0,4 mm. Die
Spanformnut 14 wird von der Schneidkante 10 bzw. der Fase 13 aus betrachtet durch einen abfallenden Teil gebildet, wodurch sich ein Spanwinkel von
beispielsweise 10° bis 15° eigeben kann. An diesem abfallenden Teil, der im
Querschnitt gesehen geradlinig oder auch konkav gekrümmt verlaufen kann, schließt sich an ein Spanmuldenminimum ein ansteigender Teil an, bis hin zu einer Kante 141, welche ein mittleres Spanflächenplateau 12 begrenzt.
Der Anstiegswinkel zu diesem Spanflächen plateau kann gleich groß oder auch größer als der Winkel der abfallenden Flanke sein. Diese im Prinzip nach dem Stand der Technik bekannte Spanformnut dient dazu, den Span zu biegen und möglichst kurz zu brechen.
In Fig. 3 ist ein Teil einer Spanförmmuide 14 mit drei nebeneinander angeordneten erhabenen Spanformelementen 15 dargestellt. Der Abstand der Spanformelemente liegt beispielsweise bei 0,5 mm; die jeweilige Länge l der einzelnen
Spanformelemente liegt bei ca. 5 mm. Die Spanformelemente können wie in Figuren 2 und 3 dargestellt, jeweils eine gleiche Kontur besitzen und entlang einer gemeinsamen Linie aufgereiht sein oder alternativ hierzu, wie in Fig. 6 angedeutet, gegeneinander versetzt, d.h. mit unterschiedlichem Abstand zu Schneidkante, angeordnet sein. Des Weiteren können die erhabenen Spanformelemente 15 auch um 180° verdreht angeordnet sein, so dass sich entsprechend der Darstellung In Fig. 6 zwei abfallende Flanken gegenüberstehen.
In einer weiteren in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform ist das dortige extrem konkav ausgebildete Spanformelement 16 so angeordnet, dass es die Fase 13 bzw. die Schneidkante 10 durchbricht, wodurch sich lokal eine Schneidkantenerhebung ergibt. $n Fig. 8 ist die Spitze Schneidecke 17 eines rhombischen Schneideinsatzes dargestellt, bei dem die Spanfiächenausbildung achsensymmetrisch zu der
Schneidkantenhalbierenden 18 ausgestaltet ist. in der sich an die Schneidkante bzw. an die Fase anschließenden Spanformmulde sind zwei erhabene
Spanformelemente 15 angeordnet, bei denen sich die jeweilig«! kürzeren und steileren abfallenden Flanken gegenüberliegen.
Eine andersartige Ausgestaltung der Spanfläche des Schneidwerkzeugs mit sich jeweils überlappenden erhabenen Spanformelementen ist Fig. 9 zu entnehmen. Die dortigen Spanformelemente 19 besitzen eine relativ deutlich längere Anstiegsflanke und eine demgegenüber sehr kurze abfallende Flanke, die auf die Anstiegsflanke des dahinterliegenden erhabenen Spanformelementes abfälit. Hierdurch ergibt sich in Spanablaufrichtung gesehen eine zick-zack-förmige Kontur.
Zusätzlich überlappen sich die parallel zur Schneidkante aber im gleichen Abstand zur Schneidkante liegende Spanformelemente 19, wodurch sich parallel zur
Schneidkante 10 ein etwa wellenförmiger Verlauf ergibt, der bewirkt, dass der ablaufende Span zum einen eine gute Lenkung, andererseits jedoch eine
geringstmögliche Reibung bei der Führung über die Spanformelemente 19 erfährt. Die Überlappungsbereiche die mit den Bezugszeichen Üi und Üz gekennzeichnet sind, betragen 10 % bis 30 % (Üi) bzw. maximal 20 %
Bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ebenfalls ein rhombischer Schneideinsatz mit einer Schneidecke 17 gewählt, in der die Schneidkanten 20, 21 zusammenlaufen. In der abfallenden Spanmulde 14 and jeweils parallel zu der Schneidkante 20, 21 in einer sich überlappenden Art und Weise erhabene
Spanformelemente 22 hintereinander angeordnet.
Die Kombination der erfindungsgemäßen erhabenen Spanförmelemente in
Verbindung mit bereits bekannten Spanformelementen zeigt Fig. 11. In dem dortigen Beispiel and in einer Spanformmulde 14 einzelne jeweils gleichartig ausgebildete erhabene Spanformelemente 23 angeordnet, welche etwa den Spanformelementen entsprechen können, die in Fig. 1 bis 5 dargestellt ist. In dem dort gewählten
Ausführungsbeispiel ist die Längsachse dieser Spanformelemente 23 etwa senkrecht zur Schneidkante ausgerichtet, maximal soll ein Winkel von 10* bis 15* zu der Schneidkantensenkrechten gewählt werden.
Der aus Fig. 11 ersichtliche Spanbrecher 24 fällt beispielsweise unter einen Winkel von etwa 20* in die Spanformmulde 14 ab, wobei der Spanbrecher 24 die
Schneidkante 10 deutlich überragt. Aus dieser Spanbrechererhebung ragen jeweilige Längs rippen 25 hervor, deren Ausrichtung und Kontur prinzipiell in der
DE 41 36417 A1 beschrieben worden ist. Diese Rippen 25 erstrecken sich jeweils in Bereiche zwischen den erhabenen Spanfbrmelementen 23 gemäß der vorliegenden Erfindung.

Claims

Ansprache
1. Schneidwerkzeug für Zerspanungsbearbeitungen, insbesondere zur
schälartigen Zerspanungsbearbeitung, mit einer entlang der Schneidkante verlaufenden Spanformmulde, in der eihaben ausgebildete Spanformelemente angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erhabenen Spanformelemente (15, 16, 19, 22, 23) eine - in einer Draufsicht betrachtet - längliche Kontur mit einer größeren Länge (I) als deren Breite besitzen,
dass die Spanformelemente eine Anstiegsflanke (151 ) und eine abfallende Flanke (152) aufweisen, wobei die im Vergleich längere Anstiegsflanke (151 ) durch einen Anstiegswinkel (a) von 3” bis 20°, vorzugsweise 5e bis 10" und einen abfallenden Winkel (ß) zwischen 25° bis 45e, vorzugsweise 27” bis 35° definiert ist,
dass der Übergang von der Anstiegsflanke (151) zw abfallenden Flanke (152) abgerundet ist und der Radius (R) dieser Abrundung zwischen 0,05 mm und 1 mm, vorzugsweise zwischen 0,25 mm bis 0,4 mm liegt.
2. Schneideinsatz nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
erhabenen Spanformelemente (15, 16) in der Draufsicht betrachtet im Bereich ihrer oberen Scheitellinie (153), die durch die aneinandergrenzenden
Anstiegs- und abfallenden Flanken definiert ist die größte Breite besitzen.
3. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanformelemente (15) zueinander beabstandet sind, vorzugsweise einen Abstand (a) von 0,4 mm bis 0,6 mm bei einer jeweiligen durch deren Längsachse definierten Länge (I) von 4 mm bis 10 mm besitzen.
4. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 tos 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanformelemente (15) auf einer Linie parallel zur Schneidkante (10, 11 ) angereiht and, wobei deren Ausrichtung zur Spanablaufrichtung um 10° bis 20°, vorzugsweise 15* geneigt ist.
5. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 tos 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanformelemente (15, 16, 19, 22, 23) so zur aktiven
Schneidkante (10, 11) hin ausgerichtet sind, dass der geschnittene
ankommende Span in Richtung der Längsachse der Spanformelemente geführt wird.
6. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 tos 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanformelemente (15, 16) in einer Querschnittsansicht, d.h.
senkrecht zur Längsachse ehrte konkave, konvexe oder auch teilweise geradlinige Form besitzen.
7. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 tos 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne erhabene Spanformelemente (16) bis in die
Schneidkante (10) hineinragen und diese unter Bildung einer lokalen
Schneidkantenerhebung durchbrechen.
8. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 , 2, 4 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Spanformelemente (19, 22) jeweils ineinander übergehen und fischschuppenartig aneinandergereiht sind, wobei
vorzugsweise der in ihrer Längsrichtung betrachtete Überlappungsgrad (Ch) 10 % bis 30 % beträgt.
9. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 4 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass sich die Spanformelemente seitlich überlappen, wobei der vertikal zur Längsachse gemessene Überiappungsgrad (Üz) maximal 20 %, vorzugsweise maximal 10 % beträgt.
10. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 tos 6, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere im Bereich einer Schneidecke (17) die Anordnung und Ausbildung der Spanförmelemente (15) achssymmetrisch zur
Schneideckenwinkelhalbierenden (18) ausgebildet ist.
11. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 tos 10, dadurch gekennzeichnet dass im Misiand zur Schneidkante und in Spanablaufrichtung betrachtet hinter der Spanformmulde eine sich zu einem mittleren erhabenen Plateau (24) ansteigende Flanke vorgesehen ist, von der sich vorzugsweise
halbrippenförmige weitere Spanförmelemente (25) in Richtung der
Schneidkante erstrecken, die in den Raum zwischen zwei benachbarten erhabenen Spanformelementen (23) hineinragen.
12 Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 tos 11 , dadurch gekennzeichnet, dass sich an die Schneidkante ehe Fase (13) anschließt.
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