WO1993013899A1 - Schneideinsatz - Google Patents
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- WO1993013899A1 WO1993013899A1 PCT/DE1992/001092 DE9201092W WO9313899A1 WO 1993013899 A1 WO1993013899 A1 WO 1993013899A1 DE 9201092 W DE9201092 W DE 9201092W WO 9313899 A1 WO9313899 A1 WO 9313899A1
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- B23B27/141—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness
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- B23B2200/205—Top or side views of the cutting edge with cutting edge having a wave form
Definitions
- the invention relates to a cutting insert for machining, in particular for turning, with an edge-free rake face that is wavy in the direction of the cutting edge.
- Such cutting inserts are known, for example, from DE 37 31 426 AI in such a way that the rake face of the cutting insert is not only undulating in the direction of the cutting edge, but also runs straight to undulating perpendicular to it.
- DE 25 44 991 C2 already describes a cutting insert with a wave-shaped cutting edge and a plurality of wave-shaped chip breaker stages arranged in terraces.
- the chip breaker stages are intended to act on the chip in many and in different directions effective chip shape pressures which vary over the chip width, so that it is deformed criss-cross in a strong manner and consequently breaks quickly and briefly.
- a cutting insert in which the cutting edge has indentations in places, which form edges on the rake face and corners on the cutting edge.
- a cutting insert is also described in DE 28 40 610 A1, the cutting edges of which are interrupted by grooves or indentations which extend on the rake face and start from the perforated part of the cutting edge.
- An increased plastic deformation of the chip should be achieved by making the transition between the rake face and cutting edge or the indentation as pronounced as possible, ie by forming the transition zones with sharp edges.
- Corresponding recesses or notches on the Cutting edges are according to DE 28 50 026 AI he ⁇ aims that the free surface has respective recesses or notches that decrease in the direction away from the associated cutting edge.
- the wave crests should be cut off so that milling teeth or straight cutting edge sections form between two troughs and the cutting edge sections on the opposite rake face complete with the opposite sections on the underside to a full cut, which is achieved in that there is a wave crest on the upper rake face opposite the wave troughs.
- US-A-4,681,486 describes further open-space recesses which extend conically from the rake face with a positive open face to the contact surface.
- EP 0 414 241 A2 describes a cutting insert with indentations breaking through the cutting edge on the rake face, which continues in corresponding indentations in the free surface, the indentations or indentations having a trapezoidal shape in cross section.
- the cutting insert described in claim 1 which is characterized in that the respectively adjacent free surface is wave-shaped, the mutually parallel wave crests perpendicular to the cutting edge affecting the plane which runs through the corner points delimiting the cutting edge and which is perpendicular to a plane formed by all cutting edges. Not only the rake face, but also the free face is thus undulating along the cutting edge in the area adjacent to the cutting edge. The open area runs in the area of the cutting corner towards a wave crest. Due to this design, the chip assumes a strongly undulating cross-section, whereby it is stretched more when bent, i.e. breaks more easily. At the same time, with larger chip thicknesses, a softer cut is achieved through lower cutting forces.
- the distance between the wave crests and the wave troughs is a maximum of 5 to 30%, preferably 8 to 16% of the cutting insert thickness, preferably it is between 0.07 and 1.6 mm, in particular between 0.15 and 0, 8 mm. With this dimensioning, the advantage can additionally be achieved that the cutting insert can be clamped in standardized tool holders.
- the number of wave crests on the open area is at least 3, at most 20, preferably between 3 and 8. This means that ensures that a sufficient contact of the Schneidein ⁇ set is in its holder so that standard holder ver ⁇ are reversible.
- the number of wave crests on the rake face is between 2 to 20, preferably 2 and 8.
- the shafts on the free face and / or on the rake face run at least partially with a curvature which corresponds to a circle radius between 0.5 to 40 mm.
- the open surfaces and rake surfaces formed from wave crests or wave crests and wave valleys and the resulting wavy cutting edge consist of waves of the same dimensions, i.e. the wave crests and troughs are equally spaced from one another and have the same wave depth.
- the wave-shaped rake surface along the cutting edge preferably has convex sections falling from the circular or cylindrical segments with radii of 20 to 40 mm and a concave central region with radii of 0.5 to 15 mm, falling towards the center of the cutting edge.
- the undulating open area consists of circular or cylindrical segments. This can have the effect that the chip segments generated by several shafts of the cutting edge run in different directions, thereby counteracting a knotting of the chip segments with one another.
- the wave ridges are widened into straight sections with a length of 0.1 to 2 mm, preferably 0.3 to 1 mm.
- the wavelength can be along the cutting edge or in a parallel to it Wave crest to be different from the next wave crest, the wavelength preferably being between 2 and 8 times the corner radius. Due to the increasing wavelength towards the sharp corner of the insert, greater stability of the cutting corner is achieved. Larger wavelengths also result in a greater distance between the chip segments being formed, which furthermore prevents the chips from becoming entangled. Preferably, the wavelength increases towards the center of the cutting edge.
- the convex regions of the shafts have radii of curvature that are 2 to 20 times larger than the concave regions, as a result of which greater cutting edge stability can be achieved.
- an approximately sinusoidal wave is deliberately deviated by making the wave crests wider and the wave troughs shorter.
- the convex areas of the shafts facing away from the cutting corner have a smaller radius of curvature than the convex areas facing the cutting corner, preferably 1 to 4 mm compared to 8 to 40 mm. It is hereby achieved that, for example, when cutting out, the chip width of the chip segments is reduced and the chip thickness is increased, whereby chip breaking can be further improved compared to a wave cutting edge made of the same radii.
- the wavy rake face is preferably additionally inclined by an angle of inclination which is in the range between 2 and 15 °.
- This positive rake face geometry serves to further reduce the cutting force and prevents damage to the machined workpiece surface by chips.
- the inclined serrated edge in the area of the corner forming an obtuse angle is raised to the height of the corner forming an acute angle in the case of indexable inserts with rhombic or polygonal cutting bodies.
- chip-forming steps or chip-forming elements are preferably arranged at a distance from the cutting edge, possibly in a row along a parallel of the cutting edge. If one chooses a chip form step as chip form element, the chip form step outlet is preferably formed by waves corresponding to the wavy cutting edge form. In this way, the contact between the chip and the cutting body and consequently the cutting force is further reduced. When turning longitudinally with a large chip width and a small chip thickness, the guidance of the chip and thus the chip break is improved.
- FIG. 1 is a perspective view of a cutting insert according to the present invention
- FIG. 2 is a top view of the cutting insert of FIG. 1,
- FIG. 3 is a side view of the cutting insert according to FIG. 1 or 2
- FIG. 4 shows a side view of a cutting insert in an alternative embodiment with draining chips
- FIG. 5 shows a schematic top view of a further cutting insert
- 6 shows a perspective view of the further cutting insert according to FIG. 5
- FIG. 7 shows a further embodiment of the cutting insert according to the invention in a top view
- FIG. 12 shows a cutting insert corresponding to FIG. 11 in a perspective view.
- the cutting insert according to the invention is generally designed as a cutting insert and each has an upper rake face 21 and a lower rake face 22.
- the rake face has a polygon shape when viewed from above, is generally triangular, square or in particular rhombic or rectangular, square or polygonal educated.
- the rake face 21 forms four cutting corners 23.
- a common boundary of the respective free surfaces 24 and the rake surfaces 21 and 22 is formed by the cutting edge 25, which has a wave-shaped course following the relevant design of the rake surface and the free surface.
- the indexable insert has a fastening hole 26 or, at a suitable point, a clamping trough for receiving a clamping claw or a similar fastening means.
- the free surface 24 has wave crests reaching from cutting edge to cutting edge and valleys in between, which are arranged in such a way that the crests 25a (in contrast to the valleys 25b) lie in a plane 27 in which the corner points 23 lie and which is perpendicular to a plane formed by all the cutting edges 25.
- Level 27 can be seen as the envelope of the open space. This construction means that the wave shape of the open area at the cutting corner tends to a maximum, ie a wave crest or wave crest.
- the rake face is also wave-shaped along the cutting edge 25, it follows the wave course given by the free face.
- the base point 28 of a central chip-forming element 29 which, with the exception of the circumferential rising surfaces, is flat. This central plateau projects beyond the circumferential cutting edge 25.
- the maximum distance 30 (see FIG. 5) of the wave crests or wave crests 25a and valleys 25b is between 8 to 16% of the plate thickness 31, preferably in the range between 0.15 to 8 mm .
- the cutting insert can be clamped in standardized tool holders without any problems.
- each cutting edge or free surface has four valleys 25b and five wave crests 25a, of which the two outer ends end in the corners 23.
- an indexable insert of the shape CNMG 120408 was used for turning.
- the corresponding waves on the chip face and the free face are composed of circles with a radius of 2.7 mm.
- the height of the waves, ie the distance 30 was 0.16 mm.
- a flat shoulder was machined radially from the inside out on a workpiece made of Ck 45. The measurements on the shoulder were varied in the range from 0.2 to 0.9 mm, the feeds in the range from 0.2 to 0.4 mm.
- the cutting insert according to the invention each delivered individual broken chips of about 1 mm width.
- the chips 32 which arise in each case when copying out are shown in FIG. 4, for example.
- the shaping of the rake face by means of circular segments 33 with radii of 20 to 40 mm effectively prevents chips 32 from becoming tangled, since the chips 32 run in different directions.
- the wavelength along the cutting edge 25 can be variable, a greater stability of the cutting corner being achieved by a wavelength increasing towards the sharp corner of the indexable insert.
- the wavelength 34a increases over 34b to the longest wavelength 34c in the direction of the pointed corner of a rhombic indexable insert.
- the rhombic cutting plate shown in FIG. 7 has two opposing pointed cutting corners 23, the convex regions 35 having a radius of curvature at least twice as large as the concave regions 36.
- the convex areas 37 facing away from the pointed cutting corner have a smaller radius of curvature than the convex areas 38 facing the cutting corner, for example in a ratio of 1:10.
- the cutting insert according to FIG. 8 another inclined serrated cutting edge 25, the inclination angle 39 is about 5 °. When cutting with the respective acute-angle cutting corner 23 the friction of the trailing chip is on ⁇ reason of the inclination angle 39 significantly reduced.
- FIG. 9 shows a corresponding embodiment according to FIG. 8, but with a chip-forming element 29, which lies without inclination in a plane perpendicular to the plane defined by the free surfaces 24 and projects beyond the corners 23.
- the inclined shaft cutter 25 in the region of the blunt corner can be increased to the height or in the plane by raising 40 the pointed cutting corners 23 are raised.
- the chip form stage run-out i.e. the respective base point 28 or the line formed thereby is formed by a shaft corresponding to the undulating cutting edge 25.
- this can also be done in conjunction with a chip-forming element 29 which is perpendicular to the plane defined by the free surfaces 24 and thus does not follow the angle of inclination or the falling of the cutting edge. This results in full contact surfaces on the top and bottom of the rake faces 21 and 22.
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatz für die spanende Bearbeitung, insbesondere zum Drehen, mit einer in Richtung der Schneidkante (25) wellenförmigen kantenfreien Spanfläche sowie einer gleichermaßen wellenförmig ausgebildeten Freifläche, wobei die senkrecht zur Schneidkante (25) stehenden zueinander parallelen Wellenbergkämme die Ebene (27) tangieren, die durch die die Schneidkante (25) begrenzenden Eckpunkte (23) verläuft und die senkrecht zu einer durch alle Schneidkanten (25) gebildeten Ebene steht.
Description
Beschreibung
Schneideinsatz
Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatz für die spanende Bearbeitung, insbesondere zum Drehen, mit einer in Richtung der Schneidkante wellenförmigen kantenfreien Spanfläche-
Solche Schneideinsätze sind beispielsweise aus der DE 37 31 426 AI in der Weise bekannt, daß dort die Spanfläche des Schneideinsatzes nicht nur in Richtung der Schneidkante wellenförmig ist, sondern senkrecht dazu auch geradlinig bis wellenförmig verläuft.
Bereits in der DE 25 44 991 C2 wird ein Schneideinsatz mit einer wellenförmigen Schneidkante und mehreren wellenförmi¬ gen, terrassenförmig angeordneten Spanbrecherstufen beschrie¬ ben. Durch die Spanbrecherstufen sollen viele und in unter¬ schiedlichen Richtungen wirksame, über die Spanbreite vari¬ ierende Spanformdrücke auf den Span einwirken, so daß dieser in starker Weise kreuz und quer verformt wird und infolge dessen schnell und kurz bricht.
Nach der EP 0 166 898 Bl ist ein Schneideinsatz bekannt, bei dem die Schneidkante stellweise Einbuchtungen hat, die Kanten auf der Spanfläche und Ecken an der Schneidkante bilden.
Auch in der DE 28 40 610 AI wird ein Schneideinsatz beschrie¬ ben, dessen Schneidkanten durch Nuten oder Eindrückungen un¬ terbrochen sind, die sich auf der Spanfläche erstrecken und von dem durchbrochenen Teil der Schneidkante ausgehen. Eine erhöhte plastische Verformung des Spanes soll durch eine mög¬ lichst ausgeprägte Ausbildung des Überganges zwischen Span¬ fläche und Schneidkante bzw. der Eindrückung, d.h. durch Aus¬ bildung der Übergangszonen mit scharfen Kanten erreicht werden. Entsprechende Ausnehmungen bzw. Kerben an den
Schneidkanten werden nach der DE 28 50 026 AI dadurch er¬ zielt, daß die Freifläche jeweilige Ausnehmungen oder Kerben aufweist, die in Richtung fort von der jeweils zugehörigen Schneidkante abnehmen. Selbst dort, wo die Freiflächen in einer Sicht auf die Spanfläche in Form einer Wellenlinie aus¬ laufen, sollen die Wellenberge jeweils abgeschnitten sein, so daß sich Fräszähne bzw. gerade Schneidkantenabschnitte zwischen je zwei Wellentälern bilden und die Schneidkantenab¬ schnitte auf der gegenüberliegenden Spanfläche sich mit den gegenüberliegenden Abschnitten auf der Unterseite zu einem vollen Schnitt ergänzen, was dadurch erreicht wird, daß dort den Wellentälern je ein Wellenberg an der oberen Spanfläche gegenüberliegt.
Weitere Freiflächenausnehmungen, die von der Spanfläche bei positiver Freifläche konisch erweiternd zur Auflagefläche verlaufen, beschreibt die US-A-4 681 486.
Die EP 0 414 241 A2 beschreibt einen Schneideinsatz mit die Schneidkante durchbrechenden Eindrückungen auf der Spanflä¬ che, die sich in entsprechenden Einkerbungen der Freifläche fortsetzt, wobei die Eindrückungen bzw. Einkerbungen im Querschnitt einen trapezförmigen Verlauf besitzen.
Bedingt durch die bei den vorstehend beschriebenen Schneideinsätzen jeweils vorhandenen exponierten Ecken oder Kanten sind diese einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt. So¬ weit die Schneideinsätze eine Wellenform zeigen, reicht diese jedoch nicht oder nur unzureichend zu einer sicheren Span¬ formführung und -abführung aus. Es ist daher Aufgabe der vor¬ liegenden Erfindung, den eingangs genannten Schneideinsatz derart zu verbessern, daß bei Drehbearbeitungen, wie dem Auswärtskopieren, Ratterschwingungen ebenso vermieden werden wie das Einklemmen von abgebrochenen Spänen zwischen Werk¬ zeugfreifläche und Werkstückschulter. Der Span soll möglichst reibungsarm an der Spanfläche ablaufen und durch seine
plastische Verformung beim Schnitt durch Biegung stark ge¬ dehnt werden, damit er leichter bricht als bei nach dem Stand der Technik bekannten Schneideinsätzen.
Diese Aufgabe wird durch den im Anspruch 1 beschriebenen Schneideinsatz gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die jeweils angrenzende Freifläche wellenförmig ausgebildet ist, wobei die senkrecht zur Schneidkante stehenden zueinan¬ der parallelen Wellenbergkämme die Ebene tangieren, die durch die die Schneidkante begrenzenden Eckpunkte verläuft und die senkrecht zu einer durch alle Schneidkanten gebildeten Ebene steht. Nicht nur die Spanfläche, sondern auch die Freifläche ist in dem an die Schneidkante angrenzenden Bereich somit entlang der Schneidkante wellenförmig ausgebildet. Die Freifläche läuft im Bereich der Schneidecke jeweils zu einem Wellenberg hin aus. Durch diese Formgestaltung nimmt der Span einen stark wellenförmigen Querschnitt an, wodurch er bei Biegung stärker gedehnt wird, d.h. leichter bricht. Zugleich wird bei größeren Spandicken ein weicherer Schnitt durch niedrigere Schnittkräfte erreicht.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprü¬ chen 2 bis 15 beschrieben.
So ist der Abstand der Wellenberge zu den Wellentälern maxi¬ mal 5 bis 30 %, vorzugsweise 8 bis 16 % der Schneideinsatz¬ dicke, vorzugsweise liegt er zwischen 0,07 und 1,6 mm, ins¬ besondere zwischen 0,15 bis 0,8 mm. Durch diese Bemaßung kann zusätzlich der Vorteil erzielt werden, daß der Schneideinsatz in genormten Werkzeughaltern gespannt werden kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Anzahl der Wellenberge auf der Freifläche mindestens 3, höchstens 20, vorzugsweise zwischen 3 und 8. Hierdurch wird
sichergestellt, daß eine ausreichende Anlage des Schneidein¬ satzes in seinem Halter vorliegt, so daß Standardhalter ver¬ wendbar sind. Die Anzahl der Wellenberge auf der Spanfläche liegt zwischen 2 bis 20, vorzugsweise 2 und 8.
Weiterhin vorzugsweise verlaufen jeweils in Querschnittsebe¬ nen parallel zur Spanfläche und/oder zur Freifläche die Wel¬ len auf der Freifläche und/oder auf der Spanfläche zumindest teilweise mit einer Krümmung, die einem Kreisradius zwischen 0,5 bis 40 mm entspricht.
Die aus Wellenbergen bzw. Wellenbergkämmen und Wellentälern gebildeten Freiflächen und Spanflächen sowie die hieraus re¬ sultierende wellenförmige Schneidkante bestehen aus Wellen gleicher Abmessungen, d.h. die Wellenberge und -täler haben jeweils gleichen Abstand voneinander und weisen die gleiche Wellentiefe auf.
Weiterhin vorzugsweise weist die wellenförmige Spanfläche entlang der Schneidkante konvexe zur Schneidenmitte hin ab¬ fallende Abschnitte aus Kreis- oder Zylindersegmenten mit Radien von 20 bis 40 mm sowie einen konkaven Mittenbereich mit Radien von 0,5 bis 15 mm auf. Die wellenförmige Freiflä¬ che besteht aus Kreis- oder Zylindersegmenten. Hierdurch kann bewirkt werden, daß die von mehreren Wellen der Schneidkante erzeugten Spansegmente in unterschiedliche Richtungen ab¬ laufen, wodurch einem Verknäulen der Spansegmente miteinander entgegengewirkt wird.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Wel¬ lenbergkämme zu geraden Abschnitten mit einer Länge von 0,1 bis 2 mm, vorzugsweise 0,3 bis 1 mm, verbreitert.
Alternativ zu den jeweils gleich langen Wellen kann nach ei¬ ner weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Wellenlänge ent¬ lang der Schneidkante oder in einer Parallelen hierzu von
Wellenberg zum nächsten Wellenberg unterschiedlich sein, wo¬ bei vorzugsweise die Wellenlänge jeweils zwischen dem 2- bis 8-fachen Eckenradius liegt. Durch die zur spitzen Ecke der Schneidplatte hin zunehmende Wellenlänge wird eine größere Stabilität der Schneidecke erzielt. Größere Wellenlängen füh¬ ren auch zu einem größeren Abstand der entstehenden Spanseg¬ mente, wodurch weiterhin ein eventuelles Verknäulen der Späne vermieden wird. Vorzugsweise wird die Wellenlänge zur Schneidkantenmitte hin jeweils größer.
Weitere Varianten des erfindungsgemäßen Prinzipes sind da¬ durch gegeben, daß die konvexen Bereiche der Wellen um das 2- bis 20-fache größere Krümmungsradien als die konkaven Berei¬ che aufweisen, wodurch eine größere Schneidenstabilität er¬ reicht werden kann. Bei diesen Ausführungsformen wird somit bewußt von einer annähernd sinusförmigen Welle abgewichen, indem die Wellenberge breiter und die Wellentäler kürzer ausgebildet sind.
Weitere Varianten sind dahingehend möglich, daß die von der Schneidecke abgewandten konvexen Bereiche der Wellen einen geringeren Krümmungsradius als die der Schneidecke zugewand¬ ten konvexen Bereiche aufweisen, vorzugsweise 1 bis 4 mm ge¬ genüber 8 bis 40 mm. Hierdurch wird erreicht, daß beispiels¬ weise beim Auswärtskopieren die Spanungsbreite der Spanseg¬ mente reduziert und die Spanungsdicke erhöht wird, wodurch der Spanbruch gegenüber einer aus gleichen Radien bestehenden Wellenschneide nochmals verbessert werden kann.
Weiterhin vorzugsweise ist die wellige Spanfläche zusätzlich um einen Neigungswinkel geneigt, der im Bereich zwischen 2 und 15° liegt. Diese positive Spanflächengeometrie dient zur weiteren Reduzierung der Zerspankraft und beugt einer Beschä¬ digung der bearbeiteten Werkstückoberfläche durch Späne vor.
Um den Plattensitz besser vor Späneschlag zu schützen und ein Eindringen von Spänen zwischen Schneidkörpern und Auflage zu vermeiden, wird bei Wendeschneidplatten mit rhombischem oder polygonförmigem Schneidkörper die geneigte Wellenschneide im Bereich der einen stumpfen Winkel bildenden Ecke auf die Höhe der einen spitzen Winkel bildenden Ecke angehoben.
Weiterhin vorzugsweise werden im Abstand von der Schneidkante Spanformstufen oder Spanformelemente angeordnet, ggf. in Reihe entlang einer Parallelen der Schneidkante. Wählt man eine Spanformstufe als Spanformelement, wird vorzugsweise der Spanformstufenauslauf durch mit der welligen Schneidenform korrespondierende Wellen gebildet. Auf diese Weise wird der Kontakt von Span und Schneidkörper und infolgedessen die Zerspankraft weiter reduziert. Beim Längsdrehen mit hoher Spanungsbreite und geringer Spanungsdicke wird die Führung des Spanes und damit der Spanbruch verbessert.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dar¬ gestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Schneidein¬ satzes nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine Draufsicht des Schneideinsatzes nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes nach Fig. 1 oder 2,
Fig. 4 eine Seitenansicht eines Schneideinsatzes in einer alternativen Ausführungsform mit ablau¬ fendem Span,
Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf einen weiteren Schneideinsatz,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des weiteren Schneideinsatzes nach Fig. 5,
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform des erfindungsge¬ mäßen Schneideinsatzes in einer Draufsicht,
Fig. 8 bis 10 jeweils perspektivische Ansichten weiterer er¬ findungsgemäßer Schneideinsätze,
Fig. 11 eine Draufsicht auf einen weiteren Schneidein¬ satz und
Fig. 12 einen Schneideinsatz entsprechend Fig. 11 in perspektivischer Ansicht.
Der erfindungsgemäße Schneideinsatz ist im Regelfall als Wen¬ deschneidplatte ausgebildet und besitzt jeweils eine obere Spanfläche 21 und eine untere Spanfläche 22. Die Spanfläche besitzt in einer Draufsicht gesehen eine Polygonform, ist im Regelfall dreieckig, viereckig bzw. insbesondere rhombisch oder rechteckig, viereckig oder polygonförmig ausgebildet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die Span¬ fläche 21 vier Schneidecken 23 aus. Eine gemeinsame Grenze der jeweiligen Freiflächen 24 und der Spanflächen 21 und 22 bildet die Schneidkante 25, die der betreffenden Ausbildung der Spanfläche und der Freifläche folgend einen wellenförmi¬ gen Verlauf hat. Die Wendeschneidplatte besitzt ein Befesti¬ gungsloch 26 oder an geeigneter Stelle eine Spannmulde zur Aufnahme einer Klemmpratze oder eines ähnlichen Befestigungs¬ mittels. Wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich, besitzt die Freifläche 24 jeweils von Schneidkante zu Schneidkante reichende Wellenbergkämme und dazwischenliegende Täler, die derart angeordnet sind, daß die Wellenbergkämme 25a (im Ge¬ gensatz zu den Tälern 25b) in einer Ebene 27 liegen, in der die Eckpunkte 23 liegen und die senkrecht zu einer durch alle Schneidkanten 25 gebildeten Ebene steht. Die Ebene 27 kann
quasi als Hüllfläche der Freifläche angesehen werden. Diese Konstruktion bedingt, daß jeweils an der Schneidecke die Wel¬ lenform der Freifläche zu einem Maximum, d.h. einem Wel¬ lenberg bzw. Wellenbergkamm, ausläuft. Die Spanfläche ist entlang der Schneidkante 25 ebenfalls wellenförmig gestaltet, wobei sie dem durch die Freifläche gegebenen Wellenverlauf folgt. Im Abstand von der Schneidkante 25, die entweder unter einem Neigungswinkel von 0° steht (siehe Fig. 3) oder einen positiven Neigungswinkel hat, befindet sich der Fußpunkt 28 eines zentralen Spanformelementes 29, daß mit Ausnahme der umlaufenden Anstiegsflächen eben ausgebildet ist. Dieses zentrale Plateau überragt die umlaufende Schneidkante 25. Der maximale Abstand 30 (siehe Fig. 5) der Wellenberge bzw. Wellenbergkämme 25a und der -täler 25b liegt zwischen 8 bis 16 % der Plattendicke 31, vorzugsweise im Bereich zwischen 0,15 bis 8 mm. Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, kann der Schneideinsatz in genormten Werkzeughaltern problemlos gespannt werden.
Die Wellenform der Spanfläche, der Schneidkante 25 sowie der Freifläche 24 ist näherungsweise sinusförmig, wobei in belie¬ bigen Querschnittsebenen parallel zur Spanfläche oder zur Freifläche die jeweiligen Krümmungen der Wellenberge und/oder Täler einem Kreisradius zwischen 0,5 bis 40 mm entsprechen. Im vorliegenden Fall hat jede Schneidkante bzw. jede Freifläche vier Täler 25b und fünf Wellenbergkämme 25a, wovon die beiden äußeren in den Ecken 23 enden.
Mit der vorbeschriebenen Formgestaltung wurde eine Wende¬ schneidplatte der Form CNMG 120408 beim Drehen eingesetzt. Die entsprechenden Wellen auf der Span- und der Freifläche setzten sich aus Kreisen mit einem Radius von 2,7 mm zusam¬ men. Die Höhe der Wellen, d.h. der Abstand 30 betrug 0,16 mm. An einem Werkstück aus Ck 45 wurde eine Planschulter radial von innen nach außen bearbeitet. Die Aufmaße an der Schulter
wurden im Bereich von 0,2 bis 0,9 mm, die Vorschübe im Be¬ reich von 0,2 bis 0,4 mm variiert. Der erfindungsgemäße Schneideinsatz lieferte jeweils einzelne gebrochene Späne von ca. 1 mm Breite.
Im Vergleich hierzu lieferte ein Schneideinsatz, der ledig¬ lich eine wellige Spanfläche besaß, ungebrochene, 3 bis 4 mm breite Wendelspäne, die sich verknäulten. Ein vergleichsweise untersuchter Schneideinsatz mit gerader Schneide lieferte ebenfalls 3 bis 4 mm breite, ungebrochene verknäulte Band¬ späne.
Die beim Auswärtskopieren jeweils entstehenden Späne 32 sind beispielsweise aus Fig. 4 ersichtlich. Durch die Formgestal¬ tung der Spanfläche durch Kreissegmente 33 mit Radien von 20 bis 40 mm wird ein Verknäulen von Spänen 32 wirksam vermie¬ den, da die Späne 32 in verschiedene Richtungen ablaufen.
Wie aus Fig. 5 und 6 ersichtlich, kann jedoch die Wellenlänge entlang der Schneide 25 veränderlich sein, wobei durch eine zur spitzen Ecke der Wendeschneidplatte hin zunehmende Wel¬ lenlänge eine größere Stabilität der Schneidecke erzielt wird. Hierbei wächst die Wellenlänge 34a über 34b zu der längsten Wellenlänge 34c in Richtung zur spitzen Ecke einer rhombischen Wendeschneidplatte. Die in Fig. 7 dargestellte rhombische Schneidplatte besitzt zwei gegenüberliegende spitze Schneidecken 23, wobei die konvexen Bereiche 35 einen mindestens doppelt so großen Krümmungsradius wie die konkaven Bereiche 36 aufweisen. Zusätzlich besitzen die von der spitzen Schneidecke abgewandten konvexen Bereiche 37 einen geringeren Krümmungsradius als die der Schneidecke zugewand¬ ten konvexen Bereiche 38, beispielsweise etwa im Verhältnis 1 : 10. Zusätzlich zu der bereits bei Fig. 7 beschriebenen Ausgestaltung besitzt der Schneideinsatz nach Fig. 8 noch eine geneigte Wellenschneide 25, deren Neigungswinkel 39
etwa bei 5° liegt. Beim Schneiden mit der jeweils spitzen Schneidecke 23 wird die Reibung des ablaufenden Spanes auf¬ grund des Neigungswinkels 39 erheblich reduziert.
Fig. 9 zeigt eine entsprechende Ausführungsform nach Fig. 8, allerdings mit einem Spanformelement 29, welches ohne Neigung in einer senkrechten Ebene zu der durch die Freiflächen 24 bestimmten Ebene liegt und die Ecken 23 überragt.
Will man vermeiden, daß Späne zwischen den Schneidkörper und die Auflage eindringen und den Plattensitz besser vor Späne¬ schlag schützen, kann entsprechend Fig. 10 die geneigte Wel¬ lenschneide 25 im Bereich der stumpfen Ecke durch Erhöhung 40 auf die Höhe bzw. in die Ebene der spitzen Schneidecken 23 angehoben werden.
Nach Fig. 11 wird der Spanformstufenauslauf, d.h. der jewei¬ lige Fußpunkt 28 bzw. die hierdurch gebildete Linie durch eine mit der welligen Schneidkante 25 korrespondierende Welle gebildet. Dies kann entsprechend Fig. 12 auch in Verbindung mit einem Spanformelement 29 geschehen, das senkrecht zu der durch die Freiflächen 24 bestimmten Ebene liegt und somit nicht dem Neigungswinkel bzw. dem Abfallen der Schneidkante folgt. Hierdurch ergeben sich an der Ober- bzw. Unterseite der Spanflächen 21 und 22 satte Auflägeflächen.
Claims
1. Schneideinsatz für die spanende Bearbeitung, insbe¬ sondere zum Drehen, mit einer in Richtung der Schneidkante 25 wellenförmigen kantenfreien Spanflä¬ che (21, 22), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die jeweils angrenzende Freifläche (24) wellen¬ förmig ausgebildet ist, wobei die senkrecht zur Schneidkante (25) stehenden zueinander parallelen Wellenbergkämme die Ebene (27) tangieren, die durch die die Schneidkante (25) begrenzenden Eckpunkte (23) verläuft und die senkrecht zu einer durch alle Schneidkanten (23) gebildeten Ebene steht.
2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Abstand (30) der Wellenberge (25a) zu den Wellentälern (25b) maximal 5 bis 30 %, vorzugs¬ weise 8 bis 16 % der Schneideinsatzdicke (31) ist, vorzugsweise zwischen 0,07 und 1,6 mm, insbesondere 0,15 und 0,8 mm liegt.
3. Schneideinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Anzahl der Wellenberge auf der Freifläche (24) mindestens 3 bis höchstens 20, vor¬ zugsweise zwischen 3 und 8 beträgt und/oder daß die Anzahl der Wellenberge auf der Spanfläche (21, 22) mindestens 2, höchstens 20 beträgt, vorzugsweise zwi¬ schen 2 und 8 liegt.
4. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da¬ durch gekennzeichnet, daß jeweils in Querschnittsebe¬ nen parallel zur Spanfläche (21, 22) und/oder zur Freifläche (24) die Wellen (25) auf der Frei- (24) und/oder auf der Spanfläche (21, 22) zumindest teil¬ weise mit einer Krümmung verlaufen, die einem Kreis¬ radius zwischen 0,5 bis 40 mm entspricht.
5. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Wellen jeweils Wellen- bergkämme (25a) oder -täler (25b) mit gleichem Ab¬ stand voneinander aufweisen und/oder gleiche Wellen¬ tiefen bzw. -höhen (30) besitzen.
6. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge (34a bis c) in einer Parallelen zur Schneidkante (25) von Wellen¬ berg (25a) zum nächsten Wellenberg (25a) unterschied¬ lich ist, vorzugsweise jeweils zwischen dem 2- bis 8-fachen Eckenradius liegt.
7. Schneideinsatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Wellenlänge (34a bis c) zur Schneidecke hin größer wird.
8. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da¬ durch gekennzeichnet, daß die konvexen Bereiche (35) der Wellen um das 2- bis 20-fache größere Krümmungs¬ radien als die konkaven Bereiche (36) aufweisen.
9. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da¬ durch gekennzeichnet, daß die wellenförmigen Freiflä¬ che (24) aus Kreis- oder Zylindersegmenten besteht und/oder daß die wellenförmige Spanfläche (21, 22) konvexe, zur Schneidenmitte hin abfallende Abschnitte aus Kreis- oder Zylindersegmenten mit Radien von 20 bis 40 mm sowie einen konkaven Mittenbereich mit Radien von 0,5 bis 15 mm aufweist.
10. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Wellenbergkämme zu ge¬ raden Abschnitten mit einer Länge von 0,1 bis 2 mm, vorzugsweise 0,3 bis 1 mm, verbreitert sind.
11. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da¬ durch gekennzeichnet, daß die von der Schneidecke ab¬ gewandten konvexen Bereiche (37) der Wellen einen ge¬ ringeren Krümmungsradius als die der Schneidecke zu¬ gewandten konvexen Bereiche (38) besitzen, vorzugs¬ weise 1 bis 4 mm gegenüber 8 bis 40 mm.
12. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da¬ durch gekennzeichnet, daß die wellige Spanfläche (21, 22) zusätzlich um einen Neigungswinkel (39) geneigt ist, der im Bereich zwischen 2 bis 15° liegt.
13. Schneideinsatz nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine doppelseitig rhombische Form oder Polygonform, bei der die geneigte wellenförmige Schneidkante (25) im Bereich der einen stumpfen Winkel bildenden Ecke auf die Höhe der einen spitzen Winkel bildenden Ecke angehoben ist.
14. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da¬ durch gekennzeichnet, daß im Abstand von der Schneid¬ kante (25) Spanformstufen oder -elemente (29) vorge¬ sehen sind.
15. Schneideinsatz nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Spanformstufenauslauf (28) durch mit der welligen Schneidkante (25) korrespondierende Wellen gebildet wird.
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