DE19856931A1

DE19856931A1 - Schneideinsatz

Info

Publication number: DE19856931A1
Application number: DE1998156931
Authority: DE
Inventors: Jose Agustin Paya
Original assignee: Widia GmbH
Current assignee: Widia GmbH
Priority date: 1998-12-10
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 2000-06-15

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatz zur spanabhebenden Bearbeitung mit mindestens einer zwischen zwei Schneidecken (11 bis 13) verlaufenden Schneidkante und einer sich entlang der gesamten Schneidkantenlänge erstreckenden Fase (17), die parallel und in senkrechter Richtung zur Schneidkante konkav ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatz zur spanabhebenden Bearbeitung mit mindestens einer zwischen zwei Schneidecken verlaufenden Schneidkante und einer sich entlang der gesamten Schneidkantenlänge erstreckenden Fase.

Es ist bekannt, daß bei bestimmten Schnittbedingungen Fasen schneidkantenstabilisierend wirken. Die nach dem Stand der Technik bekannten Fasen sind unter einem positiven, einem 0°- oder einem negativen Spanwinkel angeordnet.

Darüber hinaus ist aus der EP 0 065 124 B1 ein Schneideinsatz mit einer entlang der Schneidkante verlaufenden Fase bekannt, deren Spanwinkel im Schneideckenbereich positiv oder 0° beträgt, sich jedoch mit wachsender Entfernung von der Schneid ecke hin zu negativen Spanwinkeln verändert. Die über ihre Länge gleichbleibend breite Fase zeigt somit einen verdrallten Verlauf.

Bekannt sind auch Schneideinsätze mit einer sich unmittelbar an die Schneidkante oder an eine ebenflächige Fase anschließenden Spanformnut, deren schneidkantenzugewandte Fläche positive Spanwinkelwerte besitzt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Schneideinsatz der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem über die neuartige Fasenausbildung ein weicherer Schnitt bei geringeren wirksamen Schneidkräften möglich ist, ohne daß die Schneidkantenstabilität hierdurch negativ beeinflußt wird.

Diese Aufgabe wird durch einen Schneideinsatz nach Anspruch 1 gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß sowohl parallel bzw. in Richtung der Schneidkante als auch in hierzu senkrech ter Richtung die Fase konkav ausgebildet ist. Unter einer kon kaven Ausbildung ist im Sinne der Erfindung jede in den genann ten Richtungen wählbare Muldenform zu verstehen, die entweder stetig und/oder mit gleichbleibenden Krümmungsradien ausgeführt werden kann oder auch facettenartig, wobei einzelne Fasenteil bereiche unterschiedlich gekrümmt oder auch eben ausgebildet sein können. Die Erfindung besteht somit in einer sowohl ent lang bzw. parallel zur Schneidkante als auch senkrecht zur Schneidkante hohlkehlenartig ausgebildeten Fase.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprü chen enthalten.

So wird nach einer bevorzugten Ausführungsform die Breite der Fase mit wachsendem Abstand von einer Schneidecke größer, wobei sie vorzugsweise bis zur Schneidkantenmitte hin wächst und im weiteren Verlauf zur benachbarten Schneidecke wieder abnimmt.

Aus fertigungstechnischen Gründen wird bevorzugt eine Fase mit einem in senkrechter Richtung zur Schneidkante konstanten Radius gewählt, der vorzugsweise zwischen 10 mm und 100 mm liegt.

Entlang der Schneidkante besitzt die Fase, ggf. zusätzlich, einen konstanten Krümmungsradius, der vorzugsweise zwischen 80 mm und 200 mm liegt.

Soweit nicht jeweils in senkrechter sowie paralleler Richtung zur Schneidkante gleichbleibende Radien gewählt werden, ist es alternativ auch möglich, die konkave Ausbildung der Fase in zumindest einer Richtung durch einzelne Fasenteilflächen zu bilden, die unter einem stumpfen Winkel aneinandergrenzen. So können beispielsweise bei konstantem Radius der Fase in Rich tung senkrecht zur Schneidkante im einfachsten Fall Fasenaus bildungen gewählt werden, bei denen die Fase von einer Schneid ecke ausgehend kontinuierlich oder stufenweise bis in die Höhe der Schneidkantenmitte abfällt. In jeweiligen Querschnittsan sichten zur Schneidkante verläuft die Fase somit linear oder in Teilstücken linear, wobei in jedem Fall der etwa in Schneidkan tenmitte liegende Fasenbereich gegenüber dem Fasenbereich in den Schneidecken zur Realisierung der erfindungsgemäßen konka ven Form abgesenkt ist. Möglich sind auch Teilflächenkrümmungen mit jeweiligem in der Teilfläche konstanten Radius, wobei sich die jeweils teilgekrümmten Flächen unter Bildung eines stumpfen Winkels aneinander anschließen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die größte Breite der Fase, die vorzugsweise in der Schneidkantenmitte zwischen zwei Schneidecken liegt, 1,5mal bis 6mal so groß wie die kleinste Fasenbreite, die vorzugsweise in der Schneidecke liegt. In einer konkreten Ausführungsform der Erfindung beträgt die kleinste Breite der Fase (in der Schneidecke) 0,05 mm bis 0,5 mm.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung nimmt der Spanwinkel der Fase mit wachsender Entfernung von der Schneid ecke, vorzugsweise bis zur Schneidkantenmitte hin jeweils klei nere Werte an. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen sowohl solche Ausführungsformen, bei denen der Spanwinkel der Fase im Schneideckenbereich positiv ist und über kleiner wer dende positive Winkel sich bis hin zu negativen Werten mini miert, als auch solche Ausführungsformen, bei denen sowohl in der Schneidecke als auch über den gesamten Schneidkantenverlauf jeweils wachsend negative Werte realisiert werden. Bevorzugte Spanwinkel, insbesondere auch bei jeweils konstanten Spanwin keln entlang der Schneidkante, liegen zwischen -5° und -45°.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf Schneideinsätze aus Keramik, polykristallinem Diamant (PKD), polykristallinen kubischem Bornitrid (CBN), Cermet, Hartmetall und/oder einem Siliciumnitrid, insbesondere als relativ harten Werkstoffen. Die Schneideinsätze können sowohl auf pulverme tallurgischem Wege unter Ausbildung eines vorgeformten Rohlin ges, der abschließend gesintert wird, als auch durch Heißgießen hergestellt werden. Alternativ hierzu ist es ebenso möglich, an einem fertig gesinterten Körper durch mechanisches Abtragen, insbesondere Schleifen, die Fase nachträglich anzubringen.

Die erfindungsgemäße Ausbildung läßt sich bei allen bekannten Schneideinsatztypen realisieren, also beispielsweise bei tri gonförmigen, quadratischen oder rautenförmigen Schneideinsät zen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen trigonförmigen Schneideinsatz,

Fig. 2, 3 Teilschnittansichten entlang der Linien II-II bzw. III-III,

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Schneideinsatzes und

Fig. 5 eine Teilseitenansicht eines Schneideinsatzes in einer alternativen Ausführungsform.

Der in Fig. 1 dargestellte Schneideinsatz 10 besitzt eine nach dem Stand der Technik im Prinzip bekannte Trigon-Grundform mit drei Schneidecken 11, 12 und 13 sowie Schneidkanten 14, 15 und 16, entlang deren Länge eine Fase 17 ausgebildet ist, die im Bereich der Schneidecke eine minimale Breite B₁ von 0,1 mm besitzt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wächst die Breite der Fase zum Wert B₂ auf 0,5 mm an.

Die Schnittansichten in Fig. 2 und 3 zeigen den konkaven Ver lauf der Fase 17 in senkrechter Richtung zur Schneidkante bzw. zur Schneidecke. Im vorliegenden Fall ist der Krümmungsradius der Schneidkante gleichbleibend groß. Der Spanwinkel α₁ der Fase ist über die gesamte Fase negativ und kann, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, gleichbleibend bei beispielsweise -25° lie gen oder sich zu größeren negativen Werten in Richtung auf die Schneidkantenmitte, die etwa in der Schnittlinienebene gemäß Fig. 3 liegt, verändern.

Aus Fig. 4, die eine Seitenansicht des Schneideinsatzes 10 dar stellt, wird deutlich, daß die Schneidkante sowie auch die parallel hierzu liegenden Fasenbereiche von der Schneidecke 12 zur Schneidecke 13 konkav ausgebildet sind, wobei der Bereich der größten Fasen- bzw. Schneidkanten-Absenkung etwa im Bereich der Schneidkantenmitte liegt. Gegenüber den Schneidecken ist das betreffende Fasenniveau in Höhe der Schneidkantenmitte vor zugsweise um 0,05 mm bis 1 mm abgesenkt. Die Querschnittskontur der Fase in einer parallel zur Schneidkante 15 verlaufenden Schnittrichtung kann entweder einen gleichbleibenden Krümmungs radius besitzen oder sich aus im Querschnitt linear geneigten Teilstücken zusammensetzen.

In einer in Fig. 5 dargestellten Ausführungsvariante verlaufen die Schneidkantenteilstücke 15a und 15b, welche gemeinsam die Schneidkante 15 bilden, jeweils im wesentlichen linear und bil den im Bereich der Schneidkantenmitte eine abgesenkte Ein schnürung. Das Absenkungsmaß H liegt zwischen 0,05 mm und 1 mm.

Alternativ liegen jedoch auch solche Ausbildungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung, bei denen der mittlere Schneidkantenbe reich etwa parallel zur Verbindungslinie der Schneidecken 12 und 13 liegt und an den sich links wie rechts jeweils anstei gende, ebenfalls linear ausgebildete Flanken der Schneidkante anschließen. In entsprechender Weise sind auch die sich an die Schneidkante anschließenden Fasen parallel zur Schneidkanten richtung geneigt. In einer zur Schneidkante vertikalen Richtung besitzt die Fase eine konkave Form, die ebenfalls über die betreffende Fasentiefe einen konstanten Krümmungsradius oder auch sich entlang der Krümmung verändernde Radien besitzen kann.

Der Schneideinsatz kann entsprechend der in Fig. 4 dargestell ten Ausführungsform doppelseitig als Wendeschneidplatte ausbil det sein, wobei die Freiflächen 18 unter einem 0°-Freiwinkel angeordnet sind. Variationen zu positiv ausgerichteten Freiflä chen sind jedoch ebenso möglich.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Schneideinsatzes liegt darin, daß weichere Schnitte und geringere Schnittkräfte beim Zerspanen verwirklicht werden, was insbesondere die Schneidkante zur Schneidkantenmitte hin erheblich stabilisiert und damit die Standzeit des Schneideinsatzes erhöht.

Claims

1. Schneideinsatz zur spanabhebenden Bearbeitung mit minde stens einer zwischen zwei Schneidecken (11 bis 13) verlau fenden Schneidkante (14, 15, 16) und einer sich entlang der gesamten Schneidkantenlänge erstreckenden Fase (17), gekennzeichnet durch eine parallel und in senkrechter Richtung zur Schneidkante (14, 15, 16) konkav ausgebilde ten Fase (17).

2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (B₁, B₂) der Fase (17) mit wachsendem Abstand von einer Schneidecke (11, 12, 13) größer wird, vorzugsweise bis zur Schneidkantenmitte.

3. Schneideinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Fase (17) in senkrechter Richtung zur Schneidkante (14, 15, 16) einen konstanten Radius auf weist, der vorzugsweise zwischen 10 mm und 100 mm liegt.

4. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (14, 15, 16) entlang ihrer Länge einen konstanten Krümmungsradius aufweist, der vorzugsweise zwischen 80 mm und 200 mm liegt.

5. Schneideinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die konkave Ausbildung der Fase (7) in zumindest einer Richtung durch einzelne Fasenteilflächen gebildet wird, die unter einem stumpfen Winkel aneinander grenzen.

6. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Breite (B₂) der Fase, die vorzugsweise in der Schneidkantenmitte zwischen zwei Schneidecken (12, 13) liegt, 1,5mal bis 6mal so groß ist wie die kleinste Fasenbreite (B₁), die vorzugsweise in der Schneidecke (12, 13) liegt.

7. Schneideinsatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinste Breite (B₁) der Fase zwischen 0,05 mm und 0,5 mm liegt.

8. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Spanwinkel (α₁, α₂) der Fase (17) mit wachsender Entfernung von der Schneidecke (12), vor zugsweise bis zur Schneidkantenmitte hin, kleinere Werte annimmt.

9. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spanwinkel der Fase (17) negativ ist, vorzugsweise zwischen -5° und -45° liegt.

10. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkantenmitte gegenüber den beidseitig angeordneten Schneidecken (12, 13) um 0,05 mm bis 1 mm abgesenkt ist.

11. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneideinsatzwerkstoff aus Kera mik, polykristallinem Diamant (PKD), polykristallinen kubischem Bornitrid (CBN), Cermet, Hartmetall und/oder Siliciumnitrid besteht.