DE29616585U1 - Cutting and scoring tools - Google Patents
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Remscheider Str. 71, D-42369 WuppertalEssmann + Schaefer GmbH + Co. KG
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Schneid- und RitzwerkzeugCutting and scoring tools
Die Erfindung betrifft ein Schneid- und Ritzwerkzeug, vorzugsweise für den Druckschnitt, bestehend aus einer Klinge mit einer Schneidkante und mindestens einer an einer Klingenlängsseite ausgebildeten mit der anderen Klingenlängsseite einen Keilwinkel einschließenden Fase, wodurch beim Schneiden eine Normalkraftkomponente und eine Querkraftkomponente auftreten.The invention relates to a cutting and scoring tool, preferably for pressure cutting, consisting of a blade with a cutting edge and at least one bevel formed on one longitudinal side of the blade and enclosing a wedge angle with the other longitudinal side of the blade, whereby a normal force component and a transverse force component occur during cutting.
Derartige Werkzeuge werden z.B. in der Kartonagenindustrie eingesetzt, um aus einem Karton- oder Pappmaterial Zuschnitte für Kartons oder Schachteln (z.B. Zigarettenschachteln) herzustellen. Dies geschieht üblicherweise mittels Stanzvorrichtungen, die die klingenförmigen Werkzeuge mit zumindest beim Schneidvorgang zur Materialebene senkrechter Klinge so aufnehmen, daß die an einer Klingenlängsseite vorhandene Fase senkrecht zur Materialebene durch Hub- oder Rotationsbewegung in das Material eindringt. Hierdurch können die Zuschnitte einerseits ausgeschnitten sowie andererseits auch zur Bildung von Faltlinien durch ein nur teilweises Ausschneiden angeritzt werden, wobei die FaItlinien ein Auffalten des Zuschnittes, z.B. zu einer Schachtel ermöglichen.Such tools are used, for example, in the cardboard industry to produce blanks for boxes or cartons (e.g. cigarette boxes) from cardboard or paperboard material. This is usually done using punching devices that hold the blade-shaped tools with a blade that is perpendicular to the plane of the material, at least during the cutting process, so that the bevel on one long side of the blade penetrates the material perpendicular to the plane of the material by means of a lifting or rotating movement. This allows the blanks to be cut out on the one hand and to be scored on the other hand by only partially cutting them out to form fold lines, with the fold lines enabling the blank to be unfolded, e.g. into a box.
Die Schneide des Schneid- und Ritzwerkzeuges hat die Form eines Keiles, dessen Seitenflächen einen Keilwinkel bilden. Die Wirkung einer solchen Schneide wird beispielweise in Spaethe-Trzebiatowsky: Metallbearbeitung Bd. 1, Ölten - Freiburg i. Br., 6. Aufl. 1965, S. 67 beschrieben. Diese Wirkung ist von der Stellung und Bewegung der Schneide relativ zum Werkstück abhängig. Bei der beim Druckschneiden erfolgenden senkrechten Anstellung wird dasThe cutting edge of the cutting and scoring tool has the shape of a wedge, the side surfaces of which form a wedge angle. The effect of such a cutting edge is described, for example, in Spaethe-Trzebiatowsky: Metallbearbeitung Bd. 1, Ölten - Freiburg i. Br., 6th edition 1965, p. 67. This effect depends on the position and movement of the cutting edge relative to the workpiece. With the vertical setting that occurs during pressure cutting, the
Gut durchschnitten oder getrennt, während bei schräger Anstellung Späne abgetrennt würden. Durch die aufgebrachte Schnittkraft wird der Keil in den Werkstoff eingetrieben. Dabei muß er den Werkstoff verdrängen. Der zu überwindende Schnittwiderstand ist abhängig von den Festigkeitseigenschaften des zu schneidenden Werkstoffes, von der Größe des Keilwinkels und der wirksamen Schneidenlänge. Bei schlankem Keil mit kleinem Keilwinkel ist weniger Werkstoff zu verdrängen als bei großem Keilwinkel. Der Schnittwiderstand ist deshalb geringer. Jedoch hat der schlanke Keil eine geringere Festigkeit, bricht leicht oder die Schneide stumpft leicht ab. Beim Trennen zerlegt sich die Schnittkraft in recht-winklig zu den Seitenflächen gerichtete Seitenkräfte. Die entstehende Reibung erfordert einen höheren Kraftaufwand. Die Seitenkräfte teilen sich in senkrechte und waagerechte Teilkräfte {Normal- und Querkraftkomponenten). Die senkrechten Kräfte bewirken den Vortrieb, wobei sich unter Umständen vor der Schneidkante ein Riß bilden bzw. eine sogenannte Berstung im zu stanzenden Material auftreten kann. Übersteigen die waagerechten Teilkräfte (Querkraftkomponenten) die Festigkeit des Stanzgutes, so wird es auseinandergerissen. Es erfolgt ein Bruch mit rauher Bruchfläche, während die eigentliche Schnittfläche glatt ist.Well cut through or separated, whereas if the wedge is set at an angle, chips would be cut off. The applied cutting force drives the wedge into the material. In doing so, it must displace the material. The cutting resistance to be overcome depends on the strength properties of the material to be cut, the size of the wedge angle and the effective cutting length. With a slim wedge with a small wedge angle, less material has to be displaced than with a large wedge angle. The cutting resistance is therefore lower. However, the slim wedge has less strength, breaks easily or the cutting edge blunts easily. When cutting, the cutting force is broken down into lateral forces directed at right angles to the side surfaces. The resulting friction requires more force. The lateral forces are divided into vertical and horizontal partial forces (normal and transverse force components). The vertical forces cause the forward movement, whereby a crack may form in front of the cutting edge or a so-called burst may occur in the material to be punched. If the horizontal partial forces (transverse force components) exceed the strength of the material being punched, it will be torn apart. A fracture occurs with a rough fracture surface, while the actual cutting surface is smooth.
In der DE-A- 2 743 258 wird ausgeführt, daß zum Schneiden von Karton, Papier usw. normalerweise Klingen aus gehärtetem Stahl verwendet werden, die beim üblichen Anschleifen eine Rauheit von einem Mikrometer oder weniger besitzen und sehr oft ersetzt und neu angeschliffen werden müssen. Obgleich es auch Klingen mit einer Plattierung aus Wolframcarbid für derartige Zwecke gibt, welche diesen Nachteil nicht aufweisen, sind diese Ausführungen jedoch außerordentlich kostspielig und wenig verbreitet. Zweck des Anmeldegegenstandes dieser Schrift ist daher eine Verbesserung der Klingen aus gehärtetem Stahl für Stanz-/Schneidmaschinen in der Weise, daß ihre Standzeit verlängert und gleichzeitigDE-A-2 743 258 states that for cutting cardboard, paper, etc., blades made of hardened steel are normally used, which have a roughness of one micrometer or less when ground in the usual way and have to be replaced and reground very often. Although there are also blades with a tungsten carbide coating for such purposes, which do not have this disadvantage, these designs are extremely expensive and not very common. The purpose of the application of this document is therefore to improve the blades made of hardened steel for punching/cutting machines in such a way that their service life is extended and at the same time
das Eindringen der Klinge in das zu bearbeitende Stanzgut erleichtert wird. Es wird eine Klinge aus gehärtetem Stahl beschrieben, die eine erste geschliffene Seitenfläche mit einer Rauheit von maximal 0,9 &mgr;&tgr;&agr; aufweist, welche einen Winkel von 19 bis 22 Grad mit einer flachen Klingenseite bildet, und die weiterhin eine zweite geschliffene Seitenfläche mit einer Rauheit von maximal 0,02 &mgr;&tgr;&agr; aufweist, welche einen Winkel mit der flachen Klingenseite bildet, der um 1 bis 5 Grad größer ist als der Winkel der ersten geschliffenen Seitenfläche. Die gewünschte Verbesserung wird also insbesondere durch eine sehr ausgeprägte Glätte und der Feinheit der Klinge, d.h. durch eine teilweise extrem geringe Oberflächenrauheit erreicht, womit ein beträchtlicher Fertigungsaufwand verbunden ist.the penetration of the blade into the material to be punched is made easier. A blade made of hardened steel is described which has a first ground side surface with a roughness of maximum 0.9 μια , which forms an angle of 19 to 22 degrees with a flat blade side, and which also has a second ground side surface with a roughness of maximum 0.02 μια , which forms an angle with the flat blade side that is 1 to 5 degrees larger than the angle of the first ground side surface. The desired improvement is therefore achieved in particular by a very pronounced smoothness and the fineness of the blade, ie by a partially extremely low surface roughness, which is associated with considerable manufacturing effort.
Insbesondere bei der Verarbeitung von folien- oder aluminiumkaschiertem Karton bildet sich bei der Bearbeitung mit bekannten Schneid- und Ritzwerkzeugen Kantenstaub an den Zuschnitten, vielfach auch "Fusseln" genannt. Dieser Stanzstaub muß zum Teil in mühsamer Handarbeit, mit Bürsten, Schwingschleifer, Druckluft oder ähnlichen Hilfsmitteln von den Zuschnitten entfernt werden. Daher sind verschiedene technische Lösungen zur Vermeidung des Kantenstaubes vorgeschlagen worden.Particularly when processing foil or aluminum-laminated cardboard, edge dust, often referred to as "lint", forms on the blanks when processing with conventional cutting and scoring tools. This punching dust must sometimes be laboriously removed from the blanks by hand, using brushes, orbital sanders, compressed air or similar tools. Various technical solutions have therefore been proposed to avoid edge dust.
Bei der Herstellung der auch unter dem Namen "Schneidlinien" bekannten Schneid- und Ritzwerkzeuge aus Stahl, wie sie beispielsweise in der DE-A- 3 919 536 beschrieben ist, wird zunächst ein Stahlband durch eine spanabhebende Bearbeitung, wie beispielsweise durch Schaben oder Strählen, mit Anfasungen versehen, die die Schneid- bzw. Ritzkante bilden. Danach wird das Stahlband insbesondere im Bereich der Schneid- und Ritzkante gehärtet. Dieses Härten erfolgt durch Erwärmen auf die erforderliche Härtetemperatur und eine anschließende definierte Abkühlung. Das Erwärmen kann dabei in vorteilhafter Weise im InduktionsverfahrenWhen producing steel cutting and scoring tools, also known as "cutting lines", as described in DE-A-3 919 536, for example, a steel strip is first provided with chamfers by means of machining, such as scraping or blasting, which form the cutting or scoring edge. The steel strip is then hardened, particularly in the area of the cutting and scoring edge. This hardening is carried out by heating to the required hardening temperature and then cooling in a defined manner. The heating can advantageously be carried out using the induction process.
mit Hochfrequenz erfolgen, da die Härtung insbesondere im Bereich der Schneid- und Ritzkante nur mit einer geringen Tiefe in der Dicke des Stahlbandes erfolgen muß. Der Bereich der Schneid- bzw. Ritzkante erhält dadurch in einem kontinuierlich durchführbaren Arbeitsgang die erforderliche Härte, so daß die Schneid- und Ritzwerkzeuge auch eine lange Standzeit aufweisen. Beim Hochfrequenz-Erwärmen bis auf die erforderliche Härtetemperatur erfolgt jedoch ein Anlaufen und Verzundern der Oberfläche des Stahlbandes. Solche Verzunderungen an den Flächen der Anfasungen beeinträchtigen das glatte Eindrücken in Karton, Papier oder dergleichen, so daß an den Schnittkanten des Kartons, Papiers oder dergleichen Schnittstaub und Ausfaserungen entstehen. Dem Anlaufen und Verzundern kann, wie die DE-A 3 919 536 vorschlägt, durch eine Schutzgasbehandlung entgegengewirkt werden.with high frequency, since the hardening, particularly in the area of the cutting and scoring edge, only needs to be carried out to a small depth in the thickness of the steel strip. The area of the cutting or scoring edge thus receives the required hardness in a continuous operation, so that the cutting and scoring tools also have a long service life. However, when heated with high frequency up to the required hardening temperature, the surface of the steel strip tarnishes and scales. Such scaling on the surfaces of the chamfers impairs the smooth impression in cardboard, paper or the like, so that cutting dust and fraying occur on the cut edges of the cardboard, paper or the like. Tarnishing and scaling can be counteracted by a protective gas treatment, as suggested in DE-A 3 919 536.
Betrachtet man den Querschnitt der Klingen bekannter Schneid- und Ritzwerkzeuge, so läßt sich eine Vielzahl verschiedener Formen feststellen. Der Querschnitt kann symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildet sein (vgl. US-A- 2 276 376) . Die Klinge kann eine konkave Gestalt, wie beispielsweise entsprechend der US-A- 2 211 213, oder eine konvexe Gestalt, wie beispielsweise entsprechend der US-A- 2 049 157 oder der US-A- 2 276 376, besitzen. Allen Klingen gemeinsam ist jedoch mindestens eine Anfasung im Bereich der Klingenspitze, die in jedem Fall eben ausgebildet ist.If one looks at the cross-section of the blades of known cutting and scoring tools, one can see a variety of different shapes. The cross-section can be symmetrical or asymmetrical (cf. US-A-2 276 376). The blade can have a concave shape, such as in US-A-2 211 213, or a convex shape, such as in US-A-2 049 157 or US-A-2 276 376. However, all blades have at least one chamfer in common in the area of the blade tip, which is always flat.
Die überwiegende Zahl der bekannten Schneid- und Ritzwerkzeuge besitzt insbesondere entweder eine geschabte oder eine geschliffene Fase (FR-A- 1 483 301, DE-A- 2 304 237, DE-A- 2 743 258), d.h. bei dem Vorprodukt, einem kaltgewalzten, gehärteten und angelassenen Stahlstreifen aus Federbandstahl, wird die Fase entweder durch Schleifen oder durch Schaben gebildet. Unter Schaben versteht man eine spanabhebende Bearbeitung, bei der das zu bearbeitende Werkstück relativ zu einem feststehenden Werk-The majority of known cutting and scoring tools have either a scraped or a ground bevel (FR-A- 1 483 301, DE-A- 2 304 237, DE-A- 2 743 258), i.e. in the pre-product, a cold-rolled, hardened and tempered steel strip made of spring steel, the bevel is formed either by grinding or by scraping. Scraping is understood to mean a machining process in which the workpiece to be machined is moved relative to a fixed tool.
zeug, z.B. einem Hartmetallziehstein oder dergleichen bewegt wird, d.h. der Stahlstreifen wird zur Bildung der Fase in Längsrichtung durch mindestens eine Ziehstation gezogen.tool, e.g. a hard metal drawing die or the like, i.e. the steel strip is pulled longitudinally through at least one drawing station to form the chamfer.
In der EP-A- 0 234 009 werden die Vor- und Nachteile der bekannten entweder geschliffenen oder geschabten gattungsgemäßen Schneid- und Ritzwerkzeuge beschrieben. Die geschliffene Fase weist einen minimalen Hohlschliff auf, wodurch sich eine hervorragende Schärfe ergibt, so daß ein geringer Stanzdruck erforderlich ist. Jedoch ist die Maßhaltigkeit einer derartigen Fase nicht für alle Zwecke zufriedenstellend. Geschabte Fasen besitzen aufgrund ihrer Herstellung im Ziehverfahren eine sehr gute Maßhaltigkeit, so daß sie bei hohen Ansprüchen an die Maßgenauigkeit eingesetzt werden. Da die Fase aber schwach konvex ist, ist die Schärfe dieser Fase gering und sie wirkt nicht schneidend sondern druckend auf das Material ein, so daß höhere Stanzdrücke erforderlich sind. In den genannten Schriften wird ein Schneid- und Ritzwerkzeug, bzw. ein Herstellungsverfahren für ein Werkzeug vorgeschlagen, das sich insbesondere durch eine außerordentlich hohe Maßhaltigkeit, d.h. eine sehr geringe Höhentoleranz, auszeichnet, was für den oben beschriebenen Anwendungsfall insofern besonders wichtig ist, als die Schneidkante genau linear sowie parallel zu der Ebene des zu schneidenden und/oder zu ritzenden Materials verlaufen muß, da ansonsten nur ein ungleichmäßiges Ausschneiden bzw. Anritzen zu erreichen wäre. Ferner besitzt das Werkzeug eine erhöhte Standzeit und es wird die Bildung von Schnittstaub weitestgehend vermieden. Das Schneid- und Ritzwerkzeug besitzt dazu eine ausgehend von der Fasenspitze schabriefenfreie feingeschliffene Oberfläche auf der an einer an einer Klingenlängsseite ausgebildeten geschabten Fase. Der Anschliffwinkel des Feinschliffes beträgt dabei in einer vorteilhaften Ausführung ca. 45° bis 60°.EP-A-0 234 009 describes the advantages and disadvantages of the known cutting and scoring tools of this type, which are either ground or scraped. The ground bevel has a minimal hollow grind, which results in excellent sharpness, so that low punching pressure is required. However, the dimensional accuracy of such a bevel is not satisfactory for all purposes. Scraped bevels have very good dimensional accuracy due to their production using the drawing process, so that they are used when high demands are placed on dimensional accuracy. However, since the bevel is slightly convex, the sharpness of this bevel is low and it does not cut but presses the material, so that higher punching pressures are required. In the documents mentioned, a cutting and scoring tool or a manufacturing process for a tool is proposed that is characterized in particular by an extraordinarily high dimensional accuracy, i.e. a very low height tolerance, which is particularly important for the application described above in that the cutting edge must run exactly linearly and parallel to the plane of the material to be cut and/or scored, since otherwise only uneven cutting or scoring would be achieved. Furthermore, the tool has an increased service life and the formation of cutting dust is largely avoided. The cutting and scoring tool has a finely ground surface free of scratch marks starting from the bevel tip on the scraped bevel formed on one of the blade's long sides. The grinding angle of the fine grinding is approx. 45° to 60° in an advantageous design.
In der EP-A- O 715 933 werden Stanzmesser vorgestellt, die sich von allen vorstehend beschriebenen dahingehend unterscheiden, daß die Schneidenspitze eine bewußt angestrebte Verrundung aufweist. Diese Verrundung wird als das entscheidende Merkmal angesehen, durch welches verhindert werden soll, daß die Schneide bei Überdruck beschädigt, d.h. plattgedrückt wird und ein Grat entsteht. Die Belastbarkeit einer solchen abgerundeten Schneide sei dreimal höher als die einer spitzen Schneide, wobei die Schnittqualität auch über hohe Auflagen erhalten bliebe. Bei einer solchen Ausführung muß von hohen notwendigen Schnittkräften ausgegangen werden. Eine derartige stumpfe Schneide entsteht herstellungsbedingt auch beim Schaben von Fasen an der Klinge.EP-A-O 715 933 presents punching knives that differ from all those described above in that the cutting edge has a deliberately intended rounding. This rounding is considered to be the decisive feature that is intended to prevent the cutting edge from being damaged by excess pressure, i.e. from being flattened and a burr forming. The load-bearing capacity of such a rounded cutting edge is three times higher than that of a pointed cutting edge, with the cutting quality remaining intact even over long periods of time. With such a design, high cutting forces must be assumed. Such a blunt cutting edge also arises due to the manufacturing process when bevels are scraped off the blade.
Aus den vorstehenden Angaben gehen die hohen Ansprüche an die beim Schneiden und Ritzen verwendeten Werkzeugen hervor, die sich wie folgt zusammenfassen lassen. Das geschnittene Gut muß eine hohe Schnittqualität bzw. -gute aufweisen, die sich durch die Erfüllung verschiedener Anforderungen auszeichnet:The above information shows the high demands placed on the tools used for cutting and scoring, which can be summarised as follows. The cut material must have a high cutting quality or grade, which is characterised by the fulfilment of various requirements:
Einhaltung der geometrisch genauen Schnittfläche;
keine, z.B. durch Messerbeschädigungen verursachte, Streifenbildung in Schnittrichtung;Compliance with the geometrically precise cutting surface;
no streaking in the cutting direction, e.g. caused by knife damage;
keine, z.B. durch wechselnde Härte über die Höhe eines zu schneidenden Stapels hervorgerufenen, wellenartigen Ausbuchtungen ;no wave-like bulges, e.g. caused by varying hardness over the height of a stack to be cut ;
minimale Rauheit der Schnittfläche;minimal roughness of the cutting surface;
keine Rißbildung bzw. Bersten vor der Schneidkante;
minimaler Anfall von Schneidstaub, als dessen Hauptursache eine zu hohe Rauheit des Schneidwerkzeugs angesehen wird.no cracking or bursting in front of the cutting edge;
minimal generation of cutting dust, the main cause of which is considered to be excessive roughness of the cutting tool.
Aus den Anforderungen an die Qualität des Schnittgutes leiten sich dann die nachstehenden Forderungen an die Schneidwerkzeuge ab:The following requirements for the cutting tools are derived from the requirements for the quality of the material to be cut:
■-"&EEgr;- · U9 ■ 96■-"&EEgr;- · U9 ■ 96
hohe Schneidhaltigkeit, und zwarhigh cutting performance, namely
* eine sehr geringe Höhentoleranz der Klinge, weil die Schneidkante genau linear sowie parallel zu der Ebene des zu schneidenden und/oder zu ritzenden Materials verlaufen muß;* a very low height tolerance of the blade, because the cutting edge must be exactly linear and parallel to the plane of the material to be cut and/or scored;
* Maßhaltigkeit der Fase,·* Dimensional accuracy of the chamfer,
* geringe, aber hinsichtlich der Herstellungskosten optimierte Rauheit der Klinge;* low roughness of the blade, but optimized in terms of production costs;
hohe Standzeit des Werkzeugs durchlong tool life due to
* Festigkeit der Klinge - insbesondere darf diese auch bei überhöhtem Schneiddruck nicht beschädigt werden;* Strength of the blade - in particular, it must not be damaged even under excessive cutting pressure;
* Härte der Klinge zur Gewährleistung einer hohen Verschleißfestigkeit ;* Hardness of the blade to ensure high wear resistance ;
Gewährleistung eines optimalen Ablaufs des Schneidvorgangs hinsichtlichEnsuring an optimal cutting process with regard to
* eines schneidenden (nicht drückenden) Eindringens in das Stanzgut;* a cutting (not pressing) penetration into the material to be punched;
* eines geringen Stanzdruckes durch minimalen Schnittwiderstand und kleine Reibungskräfte beim Schneiden;* low punching pressure due to minimal cutting resistance and low friction forces during cutting;
möglichst niedriger Herstellungsaufwand;lowest possible production costs;
kurze Zurichtzeiten bei der Bemesserung der Stanzformen.short preparation times when cutting the cutting dies.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schneid- und Ritzwerkzeug der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem diese sich teilweise antagonistisch zueinander verhaltenden Forderungen besser erfüllt werden können.The invention is based on the object of creating a cutting and scoring tool of the type described above, with which these partially antagonistic requirements can be better met.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Fase eine derart konvexe Krümmung aufweist, daß jede in Richtung der Schneidkante an die Fase angelegte Tangente mit einer in Schnittrichtung durch die Schneidkante verlaufenden Achse einen Winkel einschließt, der kleiner als 90° ist.This task is solved by the fact that the bevel has such a convex curvature that every tangent applied to the bevel in the direction of the cutting edge encloses an angle of less than 90° with an axis running through the cutting edge in the cutting direction.
Erfindungsgemäß kommt es zur Bildung einer grundsätzlich scharfen, spitzwinkligen Schneidkante, aber während des Eindringens der Klinge des Schneidwerkzeugs in das zu schneidende Gut über die Schnittiefe zur Ausbildung jeweils unterschiedlicher wirksam werdender Keilwinkel, die durch die Winkel zwischen den in Richtung der Schneidkante an die Fase angelegte Tangenten und der in Schnittrichtung durch die Schneidkante verlaufende Achse bestimmt werden. Ausgehend von der Schneidkante des Werkzeugs in Richtung auf die Oberkante des zu schneidenden Gutes nehmen diese Winkel stetig ab. Mit dieser Winkelveränderung ist ursächlich von der Schneidkante des Werkzeugs ausgehend über die Länge der Fase eine Veränderung des Verhältnisses der Normalkraftkomponente zur Querkraftkomponente der Schnittkraft verbunden. An der Schneidkante ist die Normalkraftkomponente im Vergleich zur Querkraftkomponente groß, während am anderen Ende der Fase ein Minimalwert des Verhältnisses von Normalkraftkomponente zur Querkraftkomponente erreicht wird. Durch die Größe und den Verlauf der konvexen Krümmung der Fase kann dieses Verhältnis vorteilhafterweise, angepaßt an die Beschaffenheit des zu schneidenden Gutes, kontrolliert gesteuert werden, wodurch auch eine Rißbildung bzw. Berstung vor der Schneidkante wirksam vermieden wird.According to the invention, a fundamentally sharp, acute-angled cutting edge is formed, but as the blade of the cutting tool penetrates into the material to be cut, different effective wedge angles are formed over the cutting depth, which are determined by the angles between the tangents applied to the bevel in the direction of the cutting edge and the axis running through the cutting edge in the cutting direction. Starting from the cutting edge of the tool in the direction of the upper edge of the material to be cut, these angles decrease continuously. This change in angle is causally associated with a change in the ratio of the normal force component to the transverse force component of the cutting force, starting from the cutting edge of the tool over the length of the bevel. At the cutting edge, the normal force component is large compared to the transverse force component, while at the other end of the bevel a minimum value of the ratio of the normal force component to the transverse force component is reached. Due to the size and shape of the convex curvature of the bevel, this ratio can be advantageously controlled, adapted to the nature of the material to be cut, which also effectively prevents cracking or bursting in front of the cutting edge.
Es hat sich gezeigt, daß es zweckmäßig ist, wenn die konvexe Krümmung der Fase derart ausgebildet ist, daß beim Eindringen in das zu schneidende Gut das Verhältnis der Normalkraftkomponente zur Querkraftkomponente von der Schneidkante ausgehend über die Länge der Fase von maximal etwa 100 auf minimal etwa 0,2 abnimmt. Innerhalb dieses Bereiches muß insbesondere eine derartige Krümmung der Fase als optimal angesehen werden, bei der beim Eindringen des Werkzeugs in das zu schneidende Gut das Verhältnis der Normalkraftkomponente zur Querkraftkomponente von der Schneidkante ausgehend über die Länge der Fase von maximal etwa 5 auf minimal etwa 0,5 abnimmt.It has been shown that it is useful if the convex curvature of the bevel is designed in such a way that when the tool penetrates the material to be cut, the ratio of the normal force component to the transverse force component from the cutting edge decreases over the length of the bevel from a maximum of about 100 to a minimum of about 0.2. Within this range, a bevel curvature such as this must be considered optimal in which when the tool penetrates the material to be cut, the ratio of the normal force component to the transverse force component from the cutting edge decreases over the length of the bevel from a maximum of about 5 to a minimum of about 0.5.
Mit einem derartigen Kräfteverlauf ist nicht nur ein schneidendes Eindringen der Schneidkante in den Karton oder den Papierstapel garantiert, sondern es kann auch bei einem vergleichsweise geringen Stanzdruck gearbeitet werden, da das zu schneidende Gut dem erfindungsgemäß ausgebildeten Schneidwerkzeug nur einen minimalen Schnittwiderstand entgegensetzt. Auch der Verlauf der Reibungskräfte zwischen der Klinge und dem zu schneidenden Gut kann vorteilhafterweise durch die Größe und den Verlauf der konvexen Krümmung beim Schneiden kontrolliert gesteuert werden. Außerdem hat sich auch gezeigt, daß sich die erfindungsgemäße Ausbildung der Fase im Hinblick auf eine Reduzierung des Anfalls von Schneidstaub günstig auswirkt. Im Vergleich zu den bekannten Werkzeugen besitzt das erfindungsgemäße Schneid- und Ritzwerkzeug des weiteren aufgrund der konvexen Ausbildung des Schneidenkeils im Bereich der Fase eine höhere Festigkeit der Klinge. Diese kann auch bei hohem Schneiddruck nicht beschädigt werden kann und neben einer verbesserten Maßhaltigkeit wird auch eine Standzeitverlängerung möglich. Eine im gestanzten Gut durch Messerbeschädigungen verursachte, unsaubere Schnittkante ist unterbunden. Diesen überraschend vielen Vorteilen stehen keine Qualitätseinbußen, sondern sogar weitere Verbesserungen der Gebrauchs- und Fertigungseigenschaften des Schneid- und Ritzwerkzeugs gegenüber.With such a force distribution, not only is a cutting penetration of the cutting edge into the cardboard or paper stack guaranteed, but it is also possible to work with a comparatively low punching pressure, since the material to be cut only offers minimal cutting resistance to the cutting tool designed according to the invention. The course of the friction forces between the blade and the material to be cut can also be advantageously controlled by the size and course of the convex curvature during cutting. It has also been shown that the design of the bevel according to the invention has a positive effect on reducing the amount of cutting dust. In comparison to the known tools, the cutting and scoring tool according to the invention also has a higher strength of the blade due to the convex design of the cutting wedge in the area of the bevel. This cannot be damaged even with high cutting pressure and, in addition to improved dimensional accuracy, an extension of the service life is also possible. An unclean cutting edge in the punched material caused by knife damage is prevented. These surprisingly many advantages are not offset by any loss of quality, but rather by further improvements in the usage and manufacturing properties of the cutting and scoring tool.
Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung enthalten. Anhand mehrerer in den beiliegenden Zeichnungsfiguren dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Further advantageous embodiments of the invention are contained in the subclaims and the following description. The invention is explained in more detail using several embodiments shown in the accompanying drawings. They show:
Fig. 1 im Querschnitt und vergrößert gegenüber der natürlichen Größe, eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schneid- und Ritzwerkzeuges,Fig. 1 in cross section and enlarged compared to the natural size, a first embodiment of a cutting and scoring tool according to the invention,
Fig. 2 in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung, eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schneid- und Ritzwerkzeuges,Fig. 2 in a representation corresponding to Fig. 1, a second embodiment of a cutting and scoring tool according to the invention,
Fig. 3 in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung, eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schneid- und Ritzwerkzeuges,Fig. 3 in a representation corresponding to Fig. 1, a third embodiment of a cutting and scoring tool according to the invention,
Fig. 4 in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung, eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schneid- und Ritzwerkzeuges,Fig. 4 in a representation corresponding to Fig. 1, a fourth embodiment of a cutting and scoring tool according to the invention,
Fig. 5 ein Oberflächenprofil einer Fase eines erfindungsgemäßen Schneid- und Ritzwerkzeuges.Fig. 5 shows a surface profile of a bevel of a cutting and scoring tool according to the invention.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß sie in der Regel auch jeweils nur einmal beschrieben werden.In the various figures of the drawing, identical parts are always provided with the same reference symbols, so that they are usually only described once.
Wie Fig. 1 zeigt, besteht eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schneid- und Ritzwerkzeuges, das vorzugsweise für den Druckschnitt vorgesehen ist, aus einer Klinge 1, die eine scharfe Schneidkante 2 aufweist. An den beiden Klingenlängsseiten 3 sind Fasen 4 ausgebildet, die miteinander einen Keilwinkel a einschließen. Dadurch treten beim Schneiden an jeder Stelle der Fasen 4 jeweils eine Normalkraftkomponente Fn und eine Querkraftkomponente Fs auf. Die Fasen 4 weisen eine derart konvexe Krümmung auf, daß jede in Richtung der Schneidkante 2 an die Fase 4 angelegte Tangente T-T mit einer in Schnittrichtung {dargestellt durch die Schnittkraft F) durch die Schneidkante 2 verlaufenden Achse X-X einen Winkel &bgr; einschließt, der kleiner als 90° ist.As shown in Fig. 1, a first embodiment of a cutting and scoring tool according to the invention, which is preferably intended for pressure cutting, consists of a blade 1 which has a sharp cutting edge 2. On the two longitudinal sides 3 of the blade, bevels 4 are formed which enclose a wedge angle a with one another. As a result, a normal force component F n and a transverse force component F s occur at each point on the bevels 4 during cutting. The bevels 4 have a convex curvature such that each tangent TT applied to the bevel 4 in the direction of the cutting edge 2 encloses an angle β of less than 90° with an axis XX running through the cutting edge 2 in the cutting direction (represented by the cutting force F).
Die in Schnittrichtung F durch die Schneidkante 2 verlaufendeThe cutting edge 2 in cutting direction F
:!"H IQ.Qk:!"H IQ.Qk
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Achse X-X ist eine Mittenachse, hinsichtlich derer die Klingenlängsseiten 3 mit den konvexen Fasen 4 symmetrisch ausgebildet sind. Wahlweise können die Klingenlängsseiten 3 mit ihren Fasen auch asymmetrisch zueinander ausgebildet sein. Der von den Fasen 4 an den beiden Klingenlängsseiten 3, bzw. von den Tangenten T-T eingeschlossene wirksame Keilwinkel &agr; ändert sich stetig mit zunehmenden Abstand von der Schneidkante 2. Bei einer symmetrischen Ausbildung der Klinge 1 ergibt er als doppelter Wert des Winkels &bgr; zwischen der an einer Klingenlängs-seite 3 in Richtung der Schneidkante 2 an die Fase 4 angelegte Tangente T-T mit der Mittenachse X-X.Axis XX is a central axis with respect to which the longitudinal sides 3 of the blade with the convex bevels 4 are symmetrical. Optionally, the longitudinal sides 3 of the blade with their bevels can also be asymmetrical to one another. The effective wedge angle α enclosed by the bevels 4 on the two longitudinal sides 3 of the blade, or by the tangents TT, changes continuously with increasing distance from the cutting edge 2. With a symmetrical design of the blade 1, it results in double the value of the angle β between the tangent TT applied to the bevel 4 on a longitudinal side 3 of the blade in the direction of the cutting edge 2 and the central axis XX.
Die konvexe Krümmung der Fase 4 ist derart ausgebildet, daß aufgrund der Veränderung des Keilwinkes &agr; beim Eindringen in das zu schneidende Gut das Verhältnis der Normalkraftkomponente Fn zur Querkraftkomponente Fs von der Schneidkante 2 ausgehend über die Länge der Fase 4 abnimmt.The convex curvature of the chamfer 4 is designed in such a way that, due to the change in the wedge angle α when penetrating the material to be cut, the ratio of the normal force component F n to the transverse force component F s decreases from the cutting edge 2 over the length of the chamfer 4.
Die Klinge 1 kann zweckmäßigerweise eine Dicke D im Bereich von 0,3 bis 2,0 mm aufweisen. Eine bevorzugte Ausführung hat eine Dicke D von etwa 0,7 mm. Ein Winkel &ggr; zwischen einer von der Schneidkante 2 ausgehenden, zum anderen Ende der Fase 4 verlaufenden Sekante S-S und der in Schnittrichtung F durch die Schneidkante 2 verlaufenden Achse X-X sollte zweckmäßigerweise im Bereich von 15° bis 35° liegen. Vorzugsweise kann dieser Winkel &ggr; bei etwa 27° liegen. Durch die Angabe der Dicke D der Klinge 1 und des Winkels &ggr; ist die Länge L der Sekante S-S festgelegt. Sowohl vom fertigungstechnischen Standpunkt als auch vom Standpunkt des Schneidvorganges aus hat es sich nun als günstig erwiesen, wenn die Fase 4 durch einen Kreisbogenabschnitt mit einem Radius R begrenzt ist, der den drei- bis fünffachen Wert der Sekantenlänge L aufweist. Im o.g. bevorzugten Fall einer Dicke D der Klinge 1 von etwa 0,7 mm und einem Winkel &ggr; von etwaThe blade 1 can expediently have a thickness D in the range from 0.3 to 2.0 mm. A preferred embodiment has a thickness D of about 0.7 mm. An angle γ between a secant S-S extending from the cutting edge 2 to the other end of the bevel 4 and the axis X-X extending in the cutting direction F through the cutting edge 2 should expediently be in the range from 15° to 35°. This angle γ can preferably be about 27°. The length L of the secant S-S is determined by specifying the thickness D of the blade 1 and the angle γ. Both from a manufacturing point of view and from the point of view of the cutting process, it has proven to be advantageous if the bevel 4 is delimited by a circular arc section with a radius R that is three to five times the value of the secant length L. In the above-mentioned preferred case of a thickness D of the blade 1 of about 0.7 mm and an angle γ of about
27° kann der Radius R derart günstigerweise einen Wert von etwa 2,8 mm annehmen.27°, the radius R can thus advantageously assume a value of about 2.8 mm.
Das in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel durch eine hinsichtlich der in Schnittrichtung F durch die Schneidkante 2 verlaufenden Achse X-X asymmetrische Ausbildung. An den Klingenlängsseiten 3 befinden sich Fasen 4, 5 unterschiedlicher Länge. Die Fase 4 größerer Länge weist die erfindungsgemäße konvexe Krümmung auf. Die kürzere Fase (Gegenfase 5) ist in bekannter Weise eben ausgebildet. Bedarfsweise könnte aber auch die kürzere Gegenfase 5 erfindungsgemäß ausgebildet sein.The second embodiment of the invention shown in Fig. 2 differs from the first embodiment by an asymmetrical design with respect to the axis X-X running through the cutting edge 2 in the cutting direction F. On the long sides 3 of the blade there are bevels 4, 5 of different lengths. The bevel 4 of greater length has the convex curvature according to the invention. The shorter bevel (counter bevel 5) is designed to be flat in a known manner. If necessary, however, the shorter counter bevel 5 could also be designed according to the invention.
Der von den Fasen 4 an den beiden Klingenlängsseiten 3 eingeschlossene wirksame Keilwinkel &agr; ändert sich beim zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ebenfalls stetig mit zunehmenden Abstand von der Schneidkante 2 . Bei der asymmetrischen Ausbildung der Klinge 1 ergibt er als Summe des Winkels &bgr; zwischen der an einer Klingenlängsseite 3 in Richtung der Schneidkante 2 an die Fase 4 angelegte Tangente T-T mit der in Schnittrichtung F durch die Schneidkante 2 verlaufenden Achse X-X und eines Winkels &dgr; zwischen der Gegenfase 5 an der anderen Klingenlängsseite 3 und der Achse X-X.The effective wedge angle α enclosed by the bevels 4 on the two longitudinal sides 3 of the blade also changes continuously with increasing distance from the cutting edge 2 in the second embodiment of the invention. In the asymmetrical design of the blade 1, it results as the sum of the angle β between the tangent TT applied to the bevel 4 on one longitudinal side 3 of the blade in the direction of the cutting edge 2 with the axis XX running in the cutting direction F through the cutting edge 2 and an angle δ between the counter bevel 5 on the other longitudinal side 3 of the blade and the axis XX.
Auch hier ist die konvexe Krümmung der Fase 4 derart ausgebildet, daß beim Eindringen in das zu schneidende Gut das Verhältnis der Normalkraftkomponente Fn zur Querkraftkomponente F3 von der Schneidkante 2 ausgehend über die Länge der Fase 4 abnimmt. Zur besseren Veranschaulichung dieses Sachverhalts sind in Fig. 2 an zwei unterschiedlichen Stellen die Normalkraftkomponente Fn und die Querkraftkomponente F3 eingetragen. In der Nähe der Schneidkante ist die Normalkraft komponente mit F1n und die Querkraftkomponente F31 bezeichnet. An einem weiter von der Schneidkante ent-Here too, the convex curvature of the bevel 4 is designed in such a way that when penetrating the material to be cut, the ratio of the normal force component F n to the transverse force component F 3 decreases from the cutting edge 2 over the length of the bevel 4. To better illustrate this fact, the normal force component F n and the transverse force component F 3 are entered at two different points in Fig. 2. Close to the cutting edge, the normal force component is designated with F 1n and the transverse force component F 31. At a point further away from the cutting edge,
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fernten Punkt auf der Fase trägt die Normalkraftkomponente die Bezeichnung FN2 und die Querkraftkomponente die Bezeichnung F32. Wie aus der Zeichnung deutlich zu erkennen ist, ist das Verhältnis von Normalkraftkomponente FN1 zu Querkraftkomponente F81 größer als das Verhältnis von Normalkraftkomponente FK2 zu Querkraftkomponente F32. Mit zunehmendem Abstand von der Schneidkante wächst die Querkraftkomponente Fs relativ zur Normalkraftkomponente Fn an.At the most distant point on the chamfer, the normal force component is designated F N2 and the transverse force component is designated F 32 . As can be clearly seen from the drawing, the ratio of normal force component F N1 to transverse force component F 81 is greater than the ratio of normal force component F K2 to transverse force component F 32 . With increasing distance from the cutting edge, the transverse force component F s increases relative to the normal force component F n .
Im bekannten, erfindungsgemäß zu vermeidenden Fall, daß die Fase 4 eine derart konvexe Krümmung aufweist, daß eine an der Schneidkante 2 an die Fase 4 angelegte Tangente T-T mit der in Schnittrichtung F durch die Schneidkante 2 verlaufenden Achse X-X einen rechten Winkel &bgr; einschließt, wäre die Normalkraftkomponente Fn gleich der Schnittkraft F und die Querkraftkomponente F3 ungünstigerweise gleich Null.In the known case, which is to be avoided according to the invention, that the bevel 4 has such a convex curvature that a tangent TT applied to the cutting edge 2 on the bevel 4 forms a right angle β with the axis XX running in the cutting direction F through the cutting edge 2, the normal force component F n would be equal to the cutting force F and the transverse force component F 3 would be unfavorably equal to zero.
Es hat sich gezeigt, daß es zweckmäßig ist, wenn die konvexe Krümmung der Fase 4 so ausgebildet ist, daß beim Eindringen in das zu schneidende Gut das Verhältnis der Normalkraftkomponente Fn zur Querkraftkomponente Fs von der Schneidkante 2 ausgehend über die Länge der Fase 4 von maximal etwa 10 0 auf minimal etwa 0,2 abnimmt. Insbesondere erscheint eine Abnahme von einem Maximalwert von etwa 5 auf einen Minimalwert von etwa 0,5 als optimal. Die Klinge 1 dringt sehr leicht in das zu schneidende Gut ein und trennt dieses, ohne daß Berstungen oder nennenswerte Beträge an Schneidstaub auftreten.It has been shown that it is expedient if the convex curvature of the bevel 4 is designed in such a way that when penetrating the material to be cut, the ratio of the normal force component F n to the transverse force component F s from the cutting edge 2 decreases over the length of the bevel 4 from a maximum of about 10 0 to a minimum of about 0.2. In particular, a decrease from a maximum value of about 5 to a minimum value of about 0.5 appears to be optimal. The blade 1 penetrates the material to be cut very easily and separates it without bursting or significant amounts of cutting dust occurring.
Fig. 3 veranschaulicht das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses unterscheidet sich von den beiden anderen dadurch, daß die Klingenlängsseiten 3 jeweils eine weitere Abschrägung 6 aufweisen. Diese kann mit den Fasen 4 einen Viererschliff bilden. Eine solche Abschrägung 6 kann in figürlich nichtFig. 3 illustrates the third embodiment of the invention. This differs from the other two in that the blade longitudinal sides 3 each have a further bevel 6. This can form a four-grind with the bevels 4. Such a bevel 6 can be shown in the figure
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dargestellter Weise auch nur an einer der Klingenlängsseiten 3 vorgesehen sein, wobei diese dann mit der Fase 4 einen Doppelschliff bilden kann. Durch die facettenartige Ausbildung mit der zusätzlichen Abschrägung 6 erhält die Klinge eine schlankere Gestalt und kann so an die Dicke des Schneidgutes angepaßt werden. Die erfindungsgemäßen Fasen 4 können in diesem Fall hinsichtlich der Länge L ihrer Sekanten S-S besonders kurz ausgebildet sein.As shown, it can also be provided on only one of the blade's long sides 3, whereby this can then form a double grind with the bevel 4. The facet-like design with the additional bevel 6 gives the blade a slimmer shape and can thus be adapted to the thickness of the material being cut. The bevels 4 according to the invention can in this case be designed to be particularly short with regard to the length L of their secants S-S.
In Fig. 4 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Wie im zweiten Aufuhrungsbeispiel handelt es sich dabei um ein asymmetrisch ausgebildetes Schneid- und Ritzwerkzeug, welches aber nur an einer Klingenlängsseite 3 eine, erfindungsgemäß ausgebildete Fase 4, jedoch an der anderen Längsseite 3 keine Gegenfase 5 aufweist.A fourth embodiment of the invention is shown in Fig. 4. As in the second embodiment, this is an asymmetrically designed cutting and scoring tool, which but only has a bevel 4 designed according to the invention on one longitudinal side 3 of the blade, but no counter bevel 5 on the other longitudinal side 3.
Die erfindungsgemäße Ausbildung eines Schneid- und Ritzwerkzeuges ist besonders dann von Vorteil, wenn die Klinge 1 aus einem zumindest im Bereich der Fase 4 gehärteten, vorzugsweise induktionsgehärteten, und anschließend, vorzugsweise bei einer Temperatur von 250 bis 500 0C, angelassenen Federbandstahl besteht. Bei der thermischen Behandlung durch das Härten und Anlassen kann der im Stahl enthaltene Kohlenstoff ausdiffundieren, wodurch es im Werkstoff zu einer Randentkohlung kommt. Diese Randentkohlung ist an einer Kante oder Spitze größer als an einer eben oder konkav ausgebildeten Fläche und zieht das Entstehen einer weichen Randschicht nach sich. Die Dicke einer solchen Randschicht ist an einer Kante wie der Schneidkante 2 größer als an anderen Stellen der Fase 4. Daher kann der Werkstoff an dieser Stelle besonders leicht spanabhebend entfernt werden, um zu einem erfindungsgemäßen Schneid- und Ritzwerkzeug zu kommen. Jedoch könnte aber auch eine hartstoffbeschichtete Fase erfindungsgemäß ausgebildet sein.The design of a cutting and scoring tool according to the invention is particularly advantageous when the blade 1 consists of a spring strip steel that is hardened at least in the area of the bevel 4, preferably induction hardened, and then tempered, preferably at a temperature of 250 to 500 ° C. During the thermal treatment by hardening and tempering, the carbon contained in the steel can diffuse out, causing edge decarburization in the material. This edge decarburization is greater on an edge or tip than on a flat or concave surface and results in the formation of a soft edge layer. The thickness of such an edge layer is greater on an edge such as the cutting edge 2 than at other points on the bevel 4. The material can therefore be removed particularly easily at this point by machining in order to obtain a cutting and scoring tool according to the invention. However, a hard material-coated bevel could also be designed according to the invention.
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Die Fase 4 (oder ggf. 5) kann vorteilhafterweise durch Schleifen erzeugt werden. Weiterhin ist es im Hinblick auf den Schneidvorgang günstig, wenn die Fase 4 (bzw. 5) einen Querschliff aufweist .The bevel 4 (or 5, if applicable) can advantageously be produced by grinding. Furthermore, with regard to the cutting process, it is advantageous if the bevel 4 (or 5) has a cross-cut.
Hinsichtlich der Bearbeitungsgenauigkeit der Fase 4 hat es sich gezeigt, daß die Fase 4 vorteilhafterweise im Gegensatz zum eingangs dargestellten Stand der Technik mit einer maximalen Rauhtiefe Rt von weniger als 2,5 /im, vorzugsweise von 0,5 bis 1,5 /im ausgeführt werden kann, wenn sie ein Rauheitsprofil aufweist, bei dem der Traganteil tp in einer Tiefe, die der halben Rauhtiefe Rt entspricht, etwa 3 0 bis 85 Prozent, vorzugsweise über etwa 50 Prozent, beträgt. Trotz der etwas größeren Rauhtiefe Rt ergeben sich glatte Schnittflächen und wenig Kantenstaub. Ein solches Profil ist in Fig. 5 dargestellt. Es handelt sich dabei um ein idealisiertes Oberflächenprofil mit einem Traganteil tP von 75 Prozent in einer Tiefe, die der halben Rauhtiefe Rt entspricht. Die Profilausbildung kann durch die Wahl der Art und der technologischen Parameter des spanabhebenden Bearbeitungsverfahrens an der Fase 4 bestimmt werden.With regard to the machining accuracy of the chamfer 4, it has been shown that the chamfer 4 can advantageously be designed, in contrast to the prior art described at the beginning, with a maximum roughness depth R t of less than 2.5 /im, preferably from 0.5 to 1.5 /im, if it has a roughness profile in which the contact area t p at a depth corresponding to half the roughness depth R t is approximately 30 to 85 percent, preferably more than approximately 50 percent. Despite the slightly greater roughness depth R t, smooth cutting surfaces and little edge dust result. Such a profile is shown in Fig. 5. This is an idealized surface profile with a contact area t P of 75 percent at a depth corresponding to half the roughness depth R t . The profile formation can be determined by choosing the type and technological parameters of the machining process on the chamfer 4.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele. So ist es beispielsweise auch möglich, die Krümmung der Fase 4 nicht kreisbogenförmig sondern als Teil einer Ellipse oder einer anderen konvexen Kurve auszuführen, bei der jede in Richtung der Schneidkante 2 an die Fase 4 angelegte Tangente T-T mit einer in Schnittrichtung F durch die Schneidkante 2 verlaufenden Achse X-X einen spitzen Winkel &bgr; einschließt, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.The invention is not limited to the above embodiments. For example, it is also possible to design the curvature of the bevel 4 not in the shape of a circular arc but as part of an ellipse or another convex curve, in which each tangent TT applied to the bevel 4 in the direction of the cutting edge 2 forms an acute angle β with an axis XX running through the cutting edge 2 in the cutting direction F , without departing from the scope of the invention.
BezugszeichenReference symbols
1 Klinge1 blade
2 Schneidkante2 Cutting edge
3 Klingenlängsseite3 Blade length
4 Fase4 bevel
5 kurze Fase (Gegenfase)5 short bevel (counter bevel)
6 Abschrägung an6 Bevel on
D Dicke von 1D thickness of 1
F Schnittkraft, SchnittrichtungF Cutting force, cutting direction
Fn NormalkraftkomponenteF n Normal force component
Fs QuerkraftkomponenteF s shear force component
F111 Normalkraftkomponente (in der Nähe von 2)F 111 Normal force component (near 2)
F31 Querkraftkomponente (in der Nähe von 2)F 31 Shear force component (close to 2)
FN2 Normalkraftkomponente (entfernt von 2)F N2 Normal force component (removed from 2)
F32 Querkraftkomponente (entfernt von 2)F 32 Shear force component (removed from 2)
L Länge von S-SL Length from S-S
R Radius für 4R Radius for 4
S-S Sekante an 4S-S secant at 4
T-T Tangente anT-T tangent to
X-X Achse von 1 durchX-X axis from 1 through
&agr; Keilwinkel α wedge angle
&bgr; Winkel zwischen T-T und X-X β Angle between TT and XX
&ggr; Winkel zwischen S-S und X-X&ggr; Angle between S-S and X-X
&dgr; Winkel zwischen 5 und X-X &dgr; Angle between 5 and XX
Claims (11)
dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Krümmung der Fase (4) derart ausgebildet ist, daß beim Eindringen in das zu schneidende Gut das Verhältnis der Normalkraftkomponente (Fn) zur Querkraft komponente (Fs) von der Schneidkante (2) ausgehend über die Länge der Fase (4) von maximal etwa 100 auf minimal etwa 0,2 abnimmt.2. Cutting and scoring tool according to claim 1,
characterized in that the convex curvature of the bevel (4) is designed such that when penetrating the material to be cut, the ratio of the normal force component (F n ) to the transverse force component (F s ) starting from the cutting edge (2) decreases over the length of the bevel (4) from a maximum of approximately 100 to a minimum of approximately 0.2.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29616585U DE29616585U1 (en) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | Cutting and scoring tools |
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE29616585U DE29616585U1 (en) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | Cutting and scoring tools |
Publications (1)
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|---|---|
| DE29616585U1 true DE29616585U1 (en) | 1998-01-29 |
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Family Applications (2)
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| DE29616585U Expired - Lifetime DE29616585U1 (en) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | Cutting and scoring tools |
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Family Applications After (1)
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