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Die Erfindung betrifft einen pulvermetallurgisch hergestellten, prismatischen
Schneideinsatz zur spanabhebenden Bearbeitung, der aus passgenau zueinander positionierten Teilen gebildet ist, welche durch eine Wärmebehandlung stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Ein entsprechender Schneideinsatz wird in der EP 0 365 505 B1 beschrieben.
Der Schneideinsatz gemäss dieser Vorveröffentlichung weist zwei identische Hälften auf, die durch Sintern stoffschlüssig entlang einer mittleren Ebene verbunden sind.
Zum passgenauen Positionieren der zwei Hälften zueinander weist jede der zwei Verbindungsflächen mindestens eine Ausnehmung und mindestens einen Vorsprung auf, welche getrennt voneinander und auf einem imaginären Kreis angeordnet sind, dessen Zentrum mit dem Zentrum eines jeden Pulverkörpers zusammenfällt.
Nachteilig dabei ist, dass es aufgrund von Presstoleranzen zu Massabweichungen zwischen den Vorsprüngen und den Ausnehmungen der zueinander positionierten Hälften kommen kann. Wenn der jeweilige Vorsprung gegenüber der jeweiligen Ausnehmung in den Abmessungen etwas kleiner ausfällt, kommt es zu einem Spiel zwischen den zwei Hälften, was eine passgenaue Positionierung zueinander erschwert.
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Wenn der jeweilige Vorsprung gegenüber der jeweiligen Ausnehmung hingegen etwas grösser ausfällt, kann es dazu kommen, dass die Verbindungsflächen der beiden Hälften geringfügig voneinander beabstandet sind, so dass sich beim Sintern nur eine ungenügende stoffschlüssige Verbindung ergibt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, zwischen den
Verbindungsflächen der einzelnen Teile bei der Positionierung zueinander einen möglichst guten Kontakt mit möglichst geringem Spiel zu erzielen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Verbindungsflächen der einzelnen Teile zum passgenauen Positionieren zumindest teilweise eine ineinandergreifende Verzahnung aufweisen, die jeweils, zumindest über einen
Abschnitt, aus einer Vielzahl von Zahnreihen besteht, wobei unmittelbar benachbarte Zahnreihen eines Abschnittes in etwa parallel verlaufen.
Dadurch, dass an den Verbindungsflächen eine Vielzahl von Zahnreihen angeordnet ist, teilen sich die Herstellungstoleranzen an den Verbindungsflächen der einzelnen Teile beim Pressen, entsprechend der Anzahl der einzelnen Zahnreihen auf. Je grösser die Anzahl der Zahnreihen ist, desto grösser ist die erreichbare Positioniergenauigkeit der einzelnen Teile zueinander und desto besser ist der Kontakt der gegenseitigen Verbindungsflächen miteinander. Wenn die einzelnen Zahnreihen exakt parallel nur in eine Richtung verlaufen, ist nur in der Richtung senkrecht zu den Zahnreihen eine optimale, unverrückbare Positionierung der Teile zueinander erreichbar. Parallel zu den einzelnen Zahnreihen sind die Teile gegeneinander verschiebbar, so dass beim Aufeinanderlegen der Teile, diese exakt gegeneinander ausgerichtet werden müssen.
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Von Vorteil ist es daher, wenn die Verbindungsflächen der einzelnen Teile jeweils mindestens zwei Abschnitte mit parallel laufenden einzelnen Zahnreihen aufweisen, wobei die einzelnen Zahnreihen von zumindest zwei unterschiedlichen Abschnitten jeweils in unterschiedlicher Richtung verlaufen. Auf diese Art und Weise wird beim richtigen Zusammenfügen der einzelnen Teile eine optimale, verschiebefeste
Positionierung der Teile zueinander erreicht.
Von Vorteil ist es, einen zweiseitig verwendbaren, positiven Schneideinsatz, der zwei gegenüberliegende Spanflächen aufweist, die jeweils von Schneidkanten begrenzt werden, welche wiederum in Freiflächen übergehen, die in einem spitzen Winkel a zur Spanfläche verlaufen, durch zwei identische Hälften herzustellen, bei denen jeweils die umhüllende Ebene der Kammlinien der Zahnreihen parallel zur Schneidkantenebene verläuft. Auf diese Weise können zweiseitig verwendbare positive Schneideinsätze, die ansonsten presstechnisch kaum herstellbar wären, unter Verwendung eines einzigen Presswerkzeuges hergestellt werden.
Weiters ist es besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Verbindungsflächen einzelne Zahnreihen aufweisen, die sich im Mittelpunkt der jeweiligen Verbindungsflächen schneiden. Da der Abstand der Kammlinien der Zahnreihen auf den Mittelpunkt zu immer geringer wird und die Herstellung dieser Zonen beim Pressen problematisch ist, empfiehlt es sich, bei Schneideinsätzen ohne Mittelloch einen bestimmten Zentrumsbereich von der Verzahnung auszunehmen. Bei Schneideinsätzen mit Mittelloch wird dies in der Regel automatisch durch die Ausnehmung des Mittelloches erreicht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Verbindungsflächen jeweils vier kreissegmentartig angeordnete Abschnitte mit
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jeweils parallel laufenden Zahnreihen aufweisen, wobei die Zahnreihen nebeneinander liegender Abschnitte unter 90 zueinander verlaufen.
Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemässen Schneideinsatzes aus
Hartmetall besteht darin, dass zwei identische Hälften jeweils in derselben Form eines Matrizenpresswerkzeuges aus der Hartmetallpulvermischung gepresst werden, dass die gepressten Hälften mit den Verbindungsflächen zueinander passgenau positioniert werden und dass die derart zusammengefügten Hälften bei einer
Sintertemperatur von 1.350 C bis 1.550 C während eines Zeitraumes von 0,5 bis
2 Stunden gesintert werden. Unter diesen Bedingungen ergibt sich eine einwandfreie stoffschlüssige Verbindung der zwei Hälften zu einem einstückigen Schneideinsatz.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Figuren näher erläutert.
Es zeigen: Figur 1 zwei identische Hälften zur Herstellung eines erfindungsgemässen
Schneideinsatzes in getrennter, lagerichtiger Positionierung zueinander, in Seitenansicht Figur 2 der aus den zwei identischen Hälften nach Figur 1 hergestellte fertige
Schneideinsatz in Seitenansicht mit nach wie vor angedeuteter
Trennlinie Figur 3 eine Hälfte zur Herstellung eines erfindungsgemässen
Schneideinsatzes nach Figur 1 in Draufsicht auf die
Verbindungsfläche Figur 4 eine Hälfte zur Herstellung eines erfindungsgemässen
Schneideinsatzes nach Figur 1 in Draufsicht auf die Spanfläche
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Figur 5 eine andere Ausführungsform einer Hälfte zur Herstellung eines erfindungsgemässen Schneideinsatzes in Draufsicht auf die
Verbindungsfläche
Figur 6 eine weitere Ausführungsform einer Hälfte zur Herstellung eines erfindungsgemässen Schneideinsatzes
in Draufsicht auf die
Verbindungsfläche
Ein erfindungsgemässer Schneideinsatz mit positiver Schneidengeometrie zur doppelseitigen Verwendung weist zwei gegenüberliegende Spanflächen -5- auf, die jeweils von acht gleichlangen Schneidkanten-6- begrenzt sind auf. Zur Herstellung des Schneideinsatzes -1- wurden in derselben Form eines Matrizenpresswerkzeuges zwei identische Hälften -2- aus einer Hartmetallpulvermischung gepresst. Die gegenseitigen Verbindungsflächen -3- der einzelnen Hälften -2- weisen jeweils über die gesamte Fläche eine Verzahnung mit sinusförmigem Querschnitt auf, wobei die einzelnen Zahnreihen-4- im Mittelpunkt -10- der Verbindungsflächen -3- zusammenlaufen. Dadurch ergibt sich eine Vielzahl, sich zum Zentrum hin konisch verjüngender Zahnreihen-4-, wobei unmittelbar benachbarte Zahnreihen -4- etwa parallel zueinander verlaufen.
Da der Schneideinsatz -1- eine Mittellochbohrung -11- aufweist, sind die Enden der Zahnreihen-4- noch genügend vom Mittelpunkt -10- der Verbindungsfläche -3- beabstandet, so dass ihre Kontur mit dem Presswerkzeug problemlos herstellbar ist. Die einzelnen Hälften werden mit den jeweiligen gezahnten Verbindungsflächen -3- lagerichtig zueinander positioniert. Durch die konisch zusammenlaufenden Zahnreihen-4- ergibt sich automatisch eine sehr genaue unverrückbare Positionierung der Hälften -2- zueinander.
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Die derart zusammengefügten Hälften -2- wurden dann in einem Sinterofen bei einer
Sintertemperatur von 1.450 C während eines Zeitraumes von 1 Stunde gesintert.
Ein derart hergestellter Schneideinsatz -1- weist eine einwandfreie stoffschlüssige
Verbindung der zwei Hälften -2- miteinander auf. Auf diese Weise sind insbesondere zweiseitig einsetzbare, positive Schneidengeometrien, bei denen die Freiflächen-7- einen spitzen Winkel a mit den Schneidkanten-6- einschliessen, problemlos herstellbar. Einteilige Schneideinsätze mit positiver Schneidengeometrie wären anders rationell nicht herstellbar, da der Schneideinsatz aufgrund des
Hinterschnittes, den die Freiflächen der zwei Seiten bilden, nach dem Pressen beim
Ausstoss aus einfachen, ungeteilten Matrizen beschädigt werden würde.
Zwei unterschiedliche Ausführungsformen in der Ausgestaltung der
Verbindungsflächen -3- an einzelnen Hälften-2- zur Herstellung erfindungsgemässer
Schneideinsätze-1- sind in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Diese Hälften -2- weisen an ihren Verbindungsflächen -3- jeweils vier symmetrisch, kreissegmentartig aneinandergrenzende Abschnitte auf, wobei jeder Abschnitt parallel zueinander verlaufende Zahnreihen -4- aufweist und die Zahnreihen-4- aneinandergrenzender Abschnitte unter 90 zueinander verlaufen.
In der Ausführungsform nach Figur 5 verlaufen die Zahnreihen-4- jeweils parallel zur zentralen Schneidkante-6-, während die Zahnreihen-4- in der Variante nach Figur 6 senkrecht zur zentralen Schneidkante -6- verlaufen.
Auch bei diesen Varianten wird eine passgenaue, unverrückbare Positionierung der jeweiligen Hälften-2- zueinander erreicht. Diese Art der Verzahnungsausbildung ist
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insbesondere dann von Vorteil, wenn die herzustellenden Schneideinsätze kein Mittelloch aufweisen, da dann auch bei derartigen Schneideinsätzen eine einwandfreie Ausbildung der Verzahnung bis in den Zentrumsbereich ermöglicht wird.
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The invention relates to a powder-metallurgically produced, prismatic
Cutting insert for machining, which is formed from precisely positioned parts that are integrally connected to one another by heat treatment.
A corresponding cutting insert is described in EP 0 365 505 B1.
The cutting insert according to this prior publication has two identical halves, which are integrally connected by sintering along a central plane.
For the exact positioning of the two halves relative to one another, each of the two connecting surfaces has at least one recess and at least one projection, which are arranged separately from one another and on an imaginary circle, the center of which coincides with the center of each powder body.
The disadvantage here is that, due to pressing tolerances, dimensional deviations between the projections and the recesses of the halves positioned with respect to one another can occur. If the respective projection is somewhat smaller in size than the respective recess, there is play between the two halves, which makes it difficult to position them exactly with one another.
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If, on the other hand, the respective projection is somewhat larger than the respective recess, it can happen that the connecting surfaces of the two halves are slightly spaced from one another, so that there is only an inadequate material connection during sintering.
The object of the present invention is therefore between the
Connecting surfaces of the individual parts when positioning each other to achieve the best possible contact with the least possible play.
According to the invention, this is achieved in that the connecting surfaces of the individual parts for the precisely fitting positioning at least partially have interlocking teeth, each of which, at least over one
Section consists of a plurality of rows of teeth, with immediately adjacent rows of teeth of a section running approximately parallel.
Because a plurality of rows of teeth are arranged on the connecting surfaces, the manufacturing tolerances on the connecting surfaces of the individual parts during pressing are divided according to the number of individual rows of teeth. The greater the number of rows of teeth, the greater the positioning accuracy of the individual parts that can be achieved with each other and the better the contact between the connecting surfaces. If the individual rows of teeth run exactly parallel in one direction only, optimal, immovable positioning of the parts relative to one another can only be achieved in the direction perpendicular to the rows of teeth. The parts can be moved against each other parallel to the individual rows of teeth, so that when the parts are placed one on top of the other, they must be exactly aligned with each other.
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It is therefore advantageous if the connecting surfaces of the individual parts each have at least two sections with individual rows of teeth running in parallel, the individual rows of teeth of at least two different sections each running in different directions. In this way, when the individual parts are put together correctly, they become optimal, shift-resistant
Positioning of the parts to each other achieved.
It is advantageous to produce a double-sided, positive cutting insert, which has two opposing rake faces, each of which is delimited by cutting edges, which in turn merge into free faces that run at an acute angle a to the rake face, by two identical halves, each of which the enveloping plane of the ridge lines of the tooth rows runs parallel to the cutting edge plane. In this way, double-sided positive cutting inserts, which would otherwise be difficult to produce using press technology, can be produced using a single pressing tool.
Furthermore, it is particularly advantageous if the connecting surfaces have individual rows of teeth that intersect at the center of the respective connecting surfaces. Since the distance between the ridge lines of the rows of teeth from the center is becoming ever smaller and the production of these zones is problematic when pressing, it is advisable to exclude a certain center area from the toothing in cutting inserts without a central hole. In the case of cutting inserts with a center hole, this is usually achieved automatically by the recess in the center hole.
A further advantageous embodiment of the invention provides that the connecting surfaces each have four sections arranged in the manner of a circular segment
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each have rows of teeth running parallel, the rows of teeth of sections lying next to one another running at 90 to one another.
A method for producing a cutting insert according to the invention
Tungsten carbide consists in that two identical halves are each pressed from the hard metal powder mixture in the same form of a die pressing tool, that the pressed halves with the connecting surfaces are positioned precisely in relation to one another and that the halves joined in this way are in one
Sintering temperature from 1,350 C to 1,550 C for a period from 0.5 to
Be sintered for 2 hours. Under these conditions, there is a perfect material connection between the two halves to form a one-piece cutting insert.
The invention is explained in more detail below with reference to figures.
FIG. 1 shows two identical halves for producing one according to the invention
Cutting insert in separate, correct position to each other, in side view Figure 2 of the finished from the two identical halves of Figure 1
Cutting insert in side view with still indicated
Dividing line Figure 3 a half for the production of an inventive
Cutting insert according to Figure 1 in plan view of the
4 a half for the production of a connection surface according to the invention
Cutting insert according to Figure 1 in plan view of the rake face
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Figure 5 shows another embodiment of a half for producing a cutting insert according to the invention in plan view of the
interface
Figure 6 shows another embodiment of a half for producing a cutting insert according to the invention
in top view of the
interface
A cutting insert according to the invention with a positive cutting geometry for double-sided use has two opposing rake faces -5-, each of which is delimited by eight cutting edges 6- of equal length. To produce the cutting insert -1-, two identical halves -2- were pressed from a hard metal powder mixture in the same form of a die press tool. The mutual connecting surfaces -3- of the individual halves -2- each have a toothing with a sinusoidal cross section over the entire surface, the individual rows of teeth -4- converging at the center -10- of the connecting surfaces -3-. This results in a large number of rows of teeth-4- tapering towards the center, with immediately adjacent rows of teeth -4- running approximately parallel to one another.
Since the cutting insert -1- has a center hole -11-, the ends of the rows of teeth-4- are still sufficiently spaced from the center -10- of the connecting surface -3-, so that their contour can be easily produced with the press tool. The individual halves are positioned correctly in relation to each other with the respective toothed connecting surfaces -3-. The conical rows of teeth-4- automatically result in a very precise immovable positioning of the halves -2- to each other.
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The halves thus joined -2- were then in a sintering furnace at one
Sintering temperature of 1,450 C sintered for a period of 1 hour.
A cutting insert -1- produced in this way has a perfect material fit
Join the two halves -2- together. In this way, in particular double-sided, positive cutting edge geometries, in which the free surfaces 7- include an acute angle α with the cutting edges 6-, can be produced without any problems. One-piece cutting inserts with positive cutting geometry would otherwise not be economically feasible because the cutting insert due to the
Undercut, which form the open areas of the two sides, after pressing at
Ejection from simple, undivided matrices would be damaged.
Two different embodiments in the design of the
Connection surfaces -3- on individual halves-2- for the production of the invention
Cutting inserts-1- are shown in Figures 5 and 6. These halves -2- each have on their connecting surfaces -3- four symmetrical sections which adjoin one another in the form of a segment of a circle, each section having rows of teeth -4- running parallel to one another and the rows of teeth 4- adjacent sections running below 90 to one another.
In the embodiment according to FIG. 5, the rows of teeth 4- each run parallel to the central cutting edge 6-, while the rows of teeth 4- in the variant according to FIG. 6 run perpendicular to the central cutting edge -6-.
With these variants, too, a precise, immovable positioning of the respective halves-2 to each other is achieved. This type of gear formation is
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This is particularly advantageous if the cutting inserts to be produced do not have a center hole, since then, even with such cutting inserts, a perfect formation of the toothing down to the center area is made possible.