DE2734095C2 - Schneidwerkzeug zum Schälen auf einer Drehbank - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug aus gesintertem Werkstoff auf der Basis von Metallkarbiden zum Schälen von metallischen Werkstücken auf einer Drehbank, insbesondere zum Schruppschälen von geschmiedeten oder gewalzten Stangen, die mit einem in Schnittrichtung nachfolgenden Glättwerkzeug mit drehachsparalleler Glättkante geglättet werden, bestehend aus einer bohrungsfreien und vorzugsweise spanbrechemutfreien sowie mittels einer Spannpratze festklemmbaren umsetz- und wendbaren Schneidplatte mit jeweils zwei sich gegenüberliegenden Hauptschneiden an der Plattenoberseite und an der Plattenunterseite und mit den Hauptschneiden nachfolgenden und mit ihnen einen stumpfen Winkel bildenden Stützkanten zur Anlage am von der Hauptschneide geschälten Werkstück.

Ein derartiges Schneidwerkzeug ist bekannt (DE-AS 38 888), was auch für das Arbeiten mit einem nachfolgenden Glättwerkzeug mit einer drehachsparallelen Glättkante gilt (FR-PS 22 50 300).

Der bekannte Schneideinsatz weist vier Schneiden und vier Stützkanten von im wesentlichen gleicher Län-

ge auf. Dabei geht die Länge der Schneiden nicht über die Hälfte der Länge des Schneidwerkzeugs hinaus. Die vier Schneiden werden jeweils von einem einzigen geraden Abschnitt gebildet, dem keine Schneide vorausgeht Wenn während des Betriebs eine Oberstärke des zu schalenden Werkstücks auftritt, wie es bei zuvor wannbearbeiteten Rohstangen der Fall sein kann, besteht die Gefahr von Beschädigungen, die insbesondere auch an der werkstücknahe angeordneten Spannpratze auftreten können, die auf eine der Schneidkante vorangehende Fläche der Schneidplatte drückt Wegen der örtlichen Oberstärke am Werkstück, mit der gerechnet werden muß, muß beim Schälen die zum Einsatz kommende Schneidkante mit einem beachtlichen Teil ihrer Länge über das Werkstück überstehen, wobei dieser Schneidenabschnitt nicht oder nur unwesentlich am Schälvorgang beteiligt ist Daher können keine tiefen Schruppschnitte mit hoher Spanleistung durchgeführt werden.

Es ist ferner eine Schneidplatte mit im wesentlichen rhombischer Form bekannt bei der jeweils von den gerundeten Spitzen Schneidkanten ausgehen, so daß an . jeder Flachseite der Schneidplatte vier Hauptschneiden vorhanden sind, die je zur Hälfte zum Rechtsdrehen und zum Linksdrehen eingesetzt werden (DE-AS 22 25 807). An den stumpfwinkligen Rhombenecken sind Abflächungen mit Verbindungskanten vorgesehen. Diese Schneidplatte dient zum Kopierdrehen, wird also für eine abschließende Feinbearbeitung eingesetzt Zur Aufnahme von sehr großen Kräften und heftigen Vibrationen ist sie schon wegen der vorhandenen rhombischen »Spitzen« ungeeignet. Auch trägt die vorgesehene Befestigungsbohrung in der Schneidplatte zur Schwächung bei. Daher können auch mit dieser Schneidplatte keine tiefen Schruppschnitte durchgeführt werden, obwohl an jeder Flachseite der Schneidplatte zwei Paare von Schneiden vorgesehen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zum Schälen geeignetes kompaktes Schneidwerkzeug zu schaffen, das tiefe Schälschnitte ermöglicht und den dabei auftretenden Beanspruchungen auch bei ungünstigen Verhältnissen Wie Oberflächenunebenheiten in jeder Hinsicht gewachsen ist und somit eine lange Lebensdauer bei gleichzeitig hoher Schälleistung oder hohem Spangewicht aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Hauptschneide eine Vorschneide vorausgeht, die mit der Hauptschneide einen stumpfen Winkel bildet, und daß die Hauptschneide mindestens doppelt so lang wie die Vorschneide und wie die Stützkante ist.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Vorschneide dient dazu, örtliche Oberflächenvorsprünge oder Oberflächenfehler zu beseitigen, so daß die Hauptschneide im wesentlichen auf ihrer ganzen Länge mit hoher Spanleistung und gegebenenfalls mit einem tiefen Schnitt arbeiten kann. Die Vorschneide kann sich infolge ihrer Abwinklung gegenüber der Hauptschneide im wesentlichen senkrecht zur Werkstückoberfläche erstrecken, so daß eine vergleichsweise kurze Vorschneide ausreicht und die Hauptschneide wiederum im Interesse einer hohen Spanleistung bzw. Schnittiefe lang ausgeführt sein kann. Auch die der Hauptschneide nachfolgende Stützkante, die ebenfalls gegenüber der Hauptschneide abgewinkelt ist, kann im Interesse einer langen Hauptschneide entsprechend kurz sein. Dabei ergibt sich eine kompakte Schneidplatte von hoher Festigkeit, insbesondere wenn auf Spanbrechernuten an der Schneidplatte verzichtet wird und die Spanformung durch eine entspre-

chend ausgebildete Spannpratze erfolgt

Zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßer. Schneidplatte ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 in Draufsicht ein Schneidwerkzeug mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Schneidplatte und einem nachfolgenden Glättwerkzeug;

F i g. 2 cjie vergrößerte Draufsicht auf die Schneidplatte gemäß F i g. 1;

F i g. 3 die Schneidplatte gemäß F i g. 2 in einer Seitenansicht auf eine der beiden großen Seitenflächen; und

Fig.4 eine perspektivische Teildarstellung der Schneidplatte gemäß F i g. 2 und 3 unter Darstellung der Hauptschneide und des sie bildenden Diederwinkels.

Die in den Figuren teilweise zusammenfallenden Flächen und Kanten sind dadurch unterschieden, daß die den Flächen zugeordneten Bezugszeichen eine Bezugslinie aufweisen, die von einem Punkt ausgeht während bei Kanten ein solcher Punkt am Anfang der Bezugslinie fehlt.

Gemäß F i g. 1 weist ein Werkzeugträger 44 eine in besonderer Weise ausgebildete Schneidplatte 34 zum Schruppen und eine beim gezeigten Beispiel sechseckige Schneidplatte 35 als Glättwerkzeug in herkömmlicher Ausführung zum Schlichten auf. In dieser F i g. 1 sind die an den Schneidplatten 34 und 35 möglichst werkstücknah aufliegenden Spannpratzen nicht gezeichnet worden, um die Anordnung der Schneidplatten 34 und 35 besser erkennen zu lassen. F i g. 2, 3 und 4 zeigen nähere Einzelheiten der neuen Schneidplatte 34 zum Schruppen.

Bei der Schneidplatte 34 ist darauf geachtet worden, die Schneidzone so groß wie möglich zu machen, wobei die Auflage- oder Glättkante auf das zum Vermeiden der Schwingungen notwendige Minimum verkleinert wurde. Die Schneidplatte 34 hat die Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds mit zwei großen Basen 20, zwei großen Seitenflächen 21 an den Längsseiten und zwei kleinen Seitenflächen 22 an den Querseiten. Die Seitenflächen 21 und 22 sind durch Schmalflächen 23 und 24 miteinander verbunden, die vier Nebenseitenflächen bilden, welche unter bestimmten Winkeln an die Hauptflächen angeschlossen sind. Durch die Schnittstelle der Nebenseitenflächen mit den Basen 20 sind die Auflage- oder ülättkanten gebildet. Die mittleren Breiten dieser vier Nebenseitenflächen betragen im allgemeinen weniger als ein Drittel der Breite der großen Seitenflächen 21.

In F i g. 2, 3 und 4 ist zu erkennen, daß sich vor jeder Hauptschneide 26 eine Vorschneide 27 befindet, deren Länge etwa ein Drittel der Länge der Hauptschneide 26 nicht übersteigt. Der Schnitt wird normalerweise von dieser Hauptschneide 26 ausgeführt. Die Vorschneide 27 beteiligt sich am Schnitt, nur dann, wenn das gerade geschälte Werkstück 29 örtlich begrenzt zu große Erhebungen oder Vorsprünge aufweist, die dann problemlos abgetragen werden können. Es ist somit möglich, beim Schälen mittlere Schnittbreiten anzuwenden, die der Gesamtlänge der Hauptschneide 26 nahekommen, wobei als Sicherheitsmarge die Vorschneide 27 in Bereitschaft steht. Hinter der Hauptschneide 26 nimmt eine zur Achse des zu schälenden Werkstückes 29 parallel ausgerichtete Stützkante 28 die Aufgabe eines Auflagers wahr. Ihre Länge kann auf ein Minimum reduziert sein, da gemäß F i g. 1 die Abstützung des Werkzeugträgers 44 an dem in Bearbeitung befindlichen Werkstück 29 bereits durch die Stützkante 30 der Schneidplatte 35 zum Schlichten sichergestellt ist Die Stützkante 30, die eine große Länge hat ist zum Stabilisieren des Werkzeugträgers 44 um so wirkungsvoller, als sie in einem Oberflächenbereich anliegt, der nach dem Schlichtschnitt glatt und regelmäßig ist
Wichtig ist auch das außergewöhnliche mechanische Verhalten, das jeder der vier Hauptschneiden 26 der Schneidplatte 34 durch den über 90° großen Keilwinkel β verliehen ist welcher von den beiden sich an dieser Kante schneidenden Flächen gebildet ist, nämlich der großen Seitenflächen 21 der Schneidplatte 34 und der Fläche 31, die mit der oberen Basis 20 eine Kante 32 bildet Diese Kante 32 verläuft zur großen Seitenfläche 21 nicht parallel, sondern bildet mit ihr einen Winkel von etwa 5 bis 10°. Sie nimmt ihren Ausgang (F i g. 2) in der Nähe der Schnittstelle der Hauptschneide 26 und der Stützkante 28 und endet in einer Kante 33 in der Nähe des Endes der Vorschneide 27. Die Fläche 31 ist gegenüber der Ebene der Basis 20 um etwa 25° geneigt. Im Vergleich mit den üblichen Flächenwinkeln, die bei positivem Schnitt kleiner als 90° sind und sogar in den häufigsten Fällen 80° oder weniger betragen, verleiht eine derartige Anordnung der Hauptschneide 26 ein verbessertes mechanisches Verhalten, das sehr wichtig ist. Hier beträgt der Keilwinkel /?etwa 115°. Die Schneidplatte 34 wird ausschließlich mit negativem Schnitt angewandt, und da der Hauptfreiwinkel im allgemeinen in der Größenordnung von 4 bis 6° liegt, beträgt bei einem Keilwinkel /von etwa 115° der Spanwinkel ungefähr 30° oder einige Grad mehr oder weniger.

Die Schneidplatte 34 zum Schruppen kann je nach Erfordernis verschiedene Abmessungen haben. Eine Schneidplatte 34 mit üblichen Abmessungen könnte beispielsweise in ein rechtwinkliges Parallelepiped einbeschrieben werden, dessen Längsseiten etwa 25 mm und dessen Schmalseiten etwa 20 mm messen. Die vier Hauptschneiden 26 weisen dabei einen zu den großen Seitenflächen 21 parallelen Abschnitt von etwa 16 mm Länge auf, wobei vier ungefähr gleiche Nebenseitenflächen 23,24 auf den großen Basen 20 rechtwinklig stehen und mit den großen Seitenflächen 21 einen Winkel von etwa 155° bilden. Die Vorschneiden 27 und die Stützkanten 28 haben ungefähr gleiche Längen von etwa 5 mm.

Die beiden Schneidplatten 34 und 35 können mit jeder Klemmvorrichtung herkömmlicher Ausbildung geklemmt werden. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Ver wendung von spanformenden Klemmbügeln oder Spannpratzen, wie sie in der DE-OS 27 05 801 beschrieben und in F i g. 1 gezeigt sind. Dort sind die Schneidplatten 34 und 35 mit spanformenden Klemmbügeln 36 und 37 geklemmt, die im wesentlichen kegelig geformt, aus gesintertem Wolframkarbid hergestellt, am Werkzeugträger 44 mit axialen Schrauben 38 und 39 befestigt und mit ebenfalls aus gesintertem Wolframkarbid hergestellten Anschlagstücken 40 und 41 fixiert sind, von denen jedes am seitlichen Rand eines der Klemmbügel 36 und 37 anliegt.

Die Anschlagstücke 40 und 41 selbst sind in Aufnahmen 42 und 43 des Werkzeugträgers 44 eingesetzt. Derartige Klemmbügel 36 und 37 können die Aufgabe von

bi Spanformern in wirkungsvoller Weise wahrnehmen, denn die von der Hauptschneide 26 abgetrennten Späne kommen mit den konischen Wänden dieser kreisrunden Klemmbügel 36 und 37 in Berührung, wodurch ihre Be-

wegungsbahn stark abgelenkt wird. Die Erfahrung zeigt, daß diese Ablenkung das Brechen der Späne in Stücke geringer Länge begünstigt. Durch entsprechendes Anordnen der Klemmbügel 36 und 37 in bezug auf die Bewegungsbahn der Späne ist ebenfalls möglich, die Späne zugleich nach oben und seitlich in eine festgelegte Richtung abzulenken, um die Gefahr der Späneansammlung und -Verstopfung zu verringern. Diese Klemmbügel 36 und 37 sind sehr verschleißfest und durch die Art ihrer Fixierung sind die Gefahren des Sichlösens oder des Fressens oder auch des Abscherens der axialen Schraube 38 bzw. 39, mit der sie gehalten sind, ausgeschlossen. Um einen ausreichenden Druck auf die Schneidplatten 34 und 35 ausüben zu können, muß ihre Oberseite auf wenigstens gleichem Niveau mit der die A.ufnahme 42 bzw. 43 umgebenden Oberseite des Werkzeugträgers 44 liegen, vorzugsweise deren Niveau um 1 bis 2 Zehntelmillimeter überragen.

Die beschriebene Vorrichtung, die eine Schneidplatte 34 zum Schruppen mit einer Hauptschneide 26 von 16 mm aufweist, die unter einem Hauptschneidenwinkel (X von 25 arbeitet, erlaubt beim Schälen das Ausführen von Schnittiefen in der Größenordnung von 6 mm bezogen auf Jen Radius. Zufällige örtliche Materialanhäufungen oder Vorsprünge, die bis etwa 4 mm (bezogen auf den Radius) betragen können, werden von der Vorschneide 27 abgetragen, die sich vor der Hauptschneide 26 befindet. Zudem wird durch die obere Fläche 31 des die Hauptschneide 26 bildenden Dieders bewirkt, daß die Späne sich einrollen und dadurch brechen.

Die Schneidplatte 34 kann von den angegebenen Abmessungen verschiedene Abmessungen haben. Sie zeichnet sich aus durch die Länge ihrer Hauptschneiden 26 im Vergleich zu den Stützkanten 28, deren Länge ein Drittel des längsten geradlinigen Abschnitts der Schneide im wesentlichen nicht überschreitet. Bedeutsam ist auch der Keilwinkel β von über 90°, der von den beiden, sich an der Hauptschneide 26 schneidenden Flächen 21 und 31 gebildet ist und zwischen etwa 105 und 130° variieren kann. Der Hauptschneidenwinkel oc (F i g. 1 und 2) ist gleich dem Supplement des Neigungswinkels zwischen den Nebenseitenfiächen 24 und den großen Seitenflächen 21 bzw. zwischen der Hauptschneide 26 und der Stützkante 28. Er kann zwischen 10 und 35° betragen. Diese Anordnung sowie das Vorhandensein der gegenüber der Hauptschneide 26 verkürzten Vorschneide 27, die in der Lage ist, nach einem doppelten Neigungswinkel zu arbeiten, erlaubt eine beachtliche Vergrößerung des erzeugten Schälspangewichtes bei gleichem eingesetztem Gewicht der Hartmetallschneidplatte. Dank dem negativen Schnitt und dem schrägen Verlsuf der Schneide "eststtet es diese Ainordnun** auch, eingerollte und kurze Späne zu erzeugen, die sich ohne Verstopfungen leicht vorn Werkzeug lösen. Die Verwendung von spanformenden Vorrichtungen ist dann weniger notwendig. Die Produktionszunahme, die diese Vorrichtung erlaubt, ist um so deutlicher, wenn die Metalle oder Legierungen, die geschält werden, härter sind und an Rundmaterial im Rohzustand mehr Material abgetragen werden muß.

Es kann eine seitliche Klemmung der Schneidplatte 34 vorgesehen werden, wie sie in der FR-PS 15 87 936 beschrieben ist Jedoch ist eine Klemmung an der Oberseite im allgemeinen vorzuziehen, vorausgesetzt, daß der verwendete Klemmbügel der mechanischen Wirkung der Späne zu widerstehen vermag, insbesondere dann, wenn die Späne eine Oxidschicht aufweisen, deren schleifende Wirkung beträchtlich sein kann. Dabei handelt es sich um die im Warmzustand an den rostfreien oder hochtemperaturfesten Stählen gebildeten Oxidschichten. In diesen Fällen bietet der vorgenannte kreisrunde Klemmbügel besondere Vorteile.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schneidwerkzeug aus gesintertem Werkstoff auf der Basis von Metallkarbiden zum Schälen von metallischen Werkstücken auf einer Drehbank, insbesondere zum Schruppschälen von geschmiedeten oder gewalzten Stangen, die mit einem in Schnittrichtung nachfolgenden Glättwerkzeug mit drehachsparalleler Glättkante geglättet werden, bestehend aus einer bohrungsfreien und vorzugsweise spanbrechemutfreien sowie mittels eh.er Spannpratze festklemmbaren umsetz- und wendbaren Schneidplatte mit jeweils zwei sich gegenüberliegenden Hauptschneiden an der Plattenoberseite und an der Plattenunterseite und mit den Hauptschneiden nachfolgenden und mit ihnen einen stumpfen Winkel bildenden Stützkanten zur Anlage am von der Hauptschneide geschälten Werkstück, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hauptschneide (26) eine Vorschneide (27) vorausgeht, die mit der Hauptschneide (26) einen stumpfen Winkel bildet, und daß die Hauptschneide (26) mindestens doppelt so lang wie die Vorschneide (27) und wie die Stützkante (28) ist.

2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschneide (27) und die Stützkante (28) jeweils ungefähr gleiche Länge aufweisen.

3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Supplementwinkel zum Neigungswinkel zwischen der Vorschneide (27) und der Hauptschneide (26) jeweils doppelt so groß ist wie der Supplementwinkel des Neigungswinkels zwischen der Hauptschneide (26) und der Stützkante (28).

4. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Keilwinkel (ß) jeder Hauptschneide (26) zwischen 105° und 130° liegt.