AT14275U1 - Fräswerkzeug - Google Patents

Abstract

Es wird ein Fräswerkzeug (1) bereitgestellt, mit: einem Kopfabschnitt (2), der eine Mehrzahl von spiralförmig umlaufenden Schneiden (S1, S2, ..., Sn), die eine Rotationsrichtung (R) des Fräswerkzeugs um eine Rotationsachse (Z) bestimmen, und jeweils zwischen den Schneiden angeordnete Spannuten aufweist (N1, N2, ..., Nn), und einem Einspannabschnitt (3) zur Aufnahme an einer Bearbeitungsmaschine. Zumindest eine erste spiralförmig umlaufende Schneide (S1) und eine zweite spiralförmig umlaufende Schneide (S2), die der ersten spiralförmig umlaufenden Schneide (S1) durch eine zweite Spannut (N2) getrennt in der Rotationsrichtung (R) nachfolgt, sind derart angeordnet, dass an jeder axialen Position des Kopfabschnitts (2) der Spiralwinkel (β) der zweiten Schneide (S2) kleiner als der Spiralwinkel (α) der ersten Schneide (S1) ist und der Kernradius (K2) der zweiten Spannut (N2) von einem freien Ende (2a) des Kopfabschnitts (2) in Richtung des Einspannabschnitts (3) abnimmt.

Description

Beschreibung

FRÄSWERKZEUG

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug mit einem Kopfabschnitt, der eineMehrzahl von spiralförmig umlaufenden Schneiden aufweist, und einem Einspannabschnitt zurAufnahme an einer Bearbeitungsmaschine.

[0002] Derartige Fräswerkzeuge kommen z.B. für eine zerspanende Bearbeitung von insbe¬sondere metallischen Materialien zum Einsatz und können eine unterschiedliche Anzahl vonspiralförmig umlaufenden Schneiden aufweisen. Solche Fräswerkzeuge werden z.B. ausSchnellarbeitsstahl oder bevorzugt aus Hartmetall gefertigt. Unter Hartmetall wird vorliegend einVerbundwerkstoff verstanden, bei dem harte Teilchen, die insbesondere durch Karbide, Karbo-nitride und/oder Oxokarbonitride der Elemente der Gruppen IVb bis Vlb des Periodensystemsder Elemente gebildet sein können, in einer duktilen metallischen Matrix eingebettet sind, dieinsbesondere aus Co, Ni, Fe oder einer Legierung von diesen gebildet sein kann. In den meis¬ten Fällen sind die harten Teilchen dabei zumindest überwiegend durch Wolframkarbid gebildetund die metallische Matrix besteht aus Co.

[0003] Bei herkömmlichen Fräswerkzeugen der eingangs beschriebenen Art sind die spiralför¬mig umlaufenden Schneiden üblicherweise identisch zueinander ausgebildet und gleichmäßigüber den Umfang des Kopfabschnitts verteilt. Bei der Bearbeitung von Werkstücken durchFräsen rotiert das Fräswerkzeug um eine Rotationsachse und die Schneiden treten dabei im¬mer wieder in das zu bearbeitende Material ein und wieder aus diesem aus. Bei identisch aus¬gebildeten und gleichmäßig verteilten Schneiden resultieren dabei zum Teil relativ große Vibra¬tionen.

[0004] In der DE 10 2010 025 148 A1 ist ein Fräswerkzeug beschrieben, bei dem die Laufruhebeim Fräsen dadurch erhöht werden soll, dass eine Ungleichteilung sämtlicher spiralförmigverlaufender Schneiden vorgenommen wird, d.h. die Winkelabstände in Umfangsrichtung zwi¬schen benachbarten Schneiden unterschiedlich gewählt werden, und die spiralförmig verlau¬fenden Schneiden verschiedene Spiralwinkel aufweisen.

[0005] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Fräswerkzeug bereitzustel¬len, das sich insbesondere sehr vibrationsarm betreiben lässt und dabei einen verbessertenSpanabfluss bereitstellt.

[0006] Die Aufgabe wird durch ein Fräswerkzeug nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiter¬bildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0007] Das Fräswerkzeug hat einen Kopfabschnitt, der eine Mehrzahl von spiralförmig umlau¬fenden Schneiden, die eine Rotationsrichtung des Fräswerkzeugs um eine Rotationsachsebestimmen, und jeweils zwischen den Schneiden angeordnete Spannuten aufweist, und einenEinspannabschnitt zur Aufnahme an einer Bearbeitungsmaschine. Zumindest eine erste spiral¬förmig umlaufende Schneide und eine zweite spiralförmig umlaufende Schneide, die der erstenspiralförmig umlaufenden Schneide durch eine zweite Spannut getrennt in der Rotationsrich¬tung nachfolgt, sind derart angeordnet, dass an jeder axialen Position des Kopfabschnitts derSpiralwinkel der zweiten Schneide kleiner als der Spiralwinkel der ersten Schneide ist und derKernradius der zweiten Spannut von einem freien Ende des Kopfabschnitts in Richtung desEinspannabschnitts abnimmt.

[0008] Sofern in dem vorliegenden Kontext die Begriffe „axial“, „radial“ oder „tangential“ ver¬wendet werden, beziehen sich diese immer auf die Rotationsachse des Fräswerkzeugs, sofernsich nicht aus dem jeweiligen Kontext ausdrücklich etwas anderes ergibt. Unter dem Spiralwin¬kel der Schneide ist dabei in dem vorliegenden Zusammenhang der Winkel zu verstehen, dendie Tangente an die Schneide bei Ansicht in radialer Blickrichtung (senkrecht zur Rotationsach¬se) auf die Schneide mit der Rotationsachse einschließt. Dabei ist zu beachten, dass sich derSpiralwinkel insbesondere über die axiale Erstreckung der Schneide verändern kann, wie noch eingehender erläutert wird, sodass der Spiralwinkel an der jeweiligen axialen Position derSchneide zu bestimmen ist. Unter dem Kernradius der Spannut ist in dem vorliegenden Zu¬sammenhang jeweils der Abstand des tiefsten Punktes der Spannut (an der jeweiligen axialenPosition der Spannut) von der Rotationsachse zu verstehen. Da der Spiralwinkel der erstenSchneide an jeder axialen Position größer ist als der Spiralwinkel der dieser nachfolgendenzweiten Schneide, läuft die erste Schneide in ihrem Verlauf von dem freien Ende des Kopfab¬schnitts zu dem Einspannabschnitt stärker in Umfangsrichtung nach hinten als die zweiteSchneide, sodass die tangentiale Breite der zweiten Spannut (somit der Winkelabstand in Um¬fangsrichtung zwischen der ersten Schneide und der zweiten Schneide) mit zunehmendemAbstand von dem freien Ende des Kopfabschnitts abnimmt. Mit anderen Worten wird die zweiteSpannut somit bezüglich ihrer tangentialen Erstreckung in Richtung des Einspannabschnittsschmaler. Da der Kernradius der zweiten Spannut von einem freien Ende des Kopfabschnitts inRichtung des Einspannabschnitts abnimmt, nimmt aber gleichzeitig die Tiefe der zweiten Span¬nut in Richtung des Einspannabschnitts zu. In dieser Weise wird erreicht, dass die Querschnitts¬fläche der zweiten Spannut über die axiale Länge des Kopfabschnitts im Wesentlichen konstantgehalten werden kann, sodass eine gute Spanabfuhr über die zweite Spannut aufrechterhaltenwerden kann. Im Vergleich mit einer Ausgestaltung, bei der der Kernradius einer sich in Um¬fangsrichtung verjüngenden Spannut konstant gehalten wird, wird somit eine verbesserteSpanabfuhr durch die Spannut erreicht. Durch die unterschiedliche Steigung der ersten spiral¬förmig umlaufenden Schneide und der zweiten spiralförmig umlaufenden Schneide wird dabeieine hohe Laufruhe des Fräswerkzeugs erzielt.

[0009] Gemäß einer Weiterbildung nimmt der Spiralwinkel der ersten Schneide von einemersten Wert an dem freien Ende des Kopfabschnitts auf einen zweiten Wert in dem an denEinspannabschnitt angrenzenden Bereich zu. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass derSpiralwinkel mit zunehmendem Abstand von dem freien Ende größer wird. Durch diese Ausge¬staltung wird insbesondere bei einem Fräsen von tieferen Nuten ein verbesserter Austrag vonSpänen erreicht, da die Späne in dem weiter in Richtung Einspannabschnitt befindlichen Be¬reich des Kopfabschnitts stärker in Richtung Einspannabschnitt abgelenkt werden. Der Spiral¬winkel der ersten Schneide kann dabei insbesondere bevorzugt kontinuierlich zunehmen, es istjedoch auch ein anderer Verlauf möglich. Insbesondere eine lineare Zunahme des Spiralwinkelsermöglicht eine kostengünstige Fertigung des Fräswerkzeugs.

[0010] Gemäß einer Weiterbildung nimmt auch der Spiralwinkel der zweiten Schneide voneinem ersten Wert an dem freien Ende des Kopfabschnitts auf einen zweiten Wert in dem anden Einspannabschnitt angrenzenden Bereich zu, sodass auch der Spiralwinkel der zweitenSchneide mit zunehmendem Abstand von dem freien Ende größer wird. Wiederum kann derSpiralwinkel der zweiten Schneide bevorzugt kontinuierlich zunehmen, es ist jedoch auch einanderer Verlauf möglich. Insbesondere eine lineare Zunahme des Spiralwinkels ermöglicht einekostengünstige Fertigung des Fräswerkzeugs.

[0011] Gemäß einer Weiterbildung nimmt der Spiralwinkel der ersten Schneide von einemersten Wert a1 an dem freien Ende des Kopfabschnitts auf einen zweiten Wert a2 in dem anden Einspannabschnitt angrenzenden Bereich zu, der Spiralwinkel der zweiten Schneide nimmtvon einem ersten Wert ß1 an dem freien Ende des Kopfabschnitts auf einen zweiten Wert ß2 indem an den Einspannabschnitt angrenzenden Bereich zu und der Spiralwinkel der zweitenSchneide nimmt von dem freien Ende des Kopfabschnitts zu dem an den Einspannabschnittangrenzenden Bereich stärker zu als der Spiralwinkel der ersten Schneide, sodass gilt: (ß2 - ß1)> (α2 - a1). In diesem Fall ist die Zunahme des anfänglich kleineren Spiralwinkels der zweitenSchneide größer als die Zunahme des anfänglich größeren Spiralwinkels der ersten Schneide,sodass der Unterschied im Spiralwinkel zwischen der ersten Schneide und der nachfolgendenzweiten Schneide mit zunehmendem Abstand von dem freien Ende abnimmt. In dieser Weiseist es auch bei einer relativ großen axialen Länge des Kopfabschnitts ermöglicht, im Bereichdes freien Endes einen relativ großen Unterschied im Spiralwinkel zu realisieren, der sich posi¬tiv auf die Laufruhe auswirkt, ohne dass eine zu starke Verengung der zweiten Spannut in derUmfangsrichtung in dem an den Einspannabschnitt angrenzenden Bereich resultiert.

[0012] Gemäß einer Weiterbildung weist der Kopfabschnitt n spiralförmig verlaufende Schnei¬den auf, mit: η ε {3; 4; 5; 6}. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere diese Anzahl von Schnei¬den zu guten Zerspanungsergebnissen führt. Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung mit 4oder 6 Schneiden (d.h. n = 4 oder n = 6).

[0013] Gemäß einer Weiterbildung weist der Kopfabschnitt n spiralförmig umlaufende Schnei¬den auf und der Winkelabstand in Umfangsrichtung zwischen der ersten spiralförmig umlaufen¬den Schneide und der zweiten spiralförmig umlaufenden Schneide an dem freien Ende desKopfabschnitts ist größer als 360°/n. In diesem Fall ist der Winkelabstand zwischen der erstenSchneide und der zweiten Schneide am freien Ende somit gegenüber einer gleichmäßigenTeilung vergrößert, sodass auch bei einer großen axialen Länge des Kopfabschnitts eine zustarke Verringerung der Breite der zweiten Spannut in Umfangsrichtung verhindert ist.

[0014] Gemäß einer Weiterbildung ist der Winkelabstand in Umfangsrichtung zwischen derersten spiralförmig umlaufenden Schneide und der zweiten spiralförmig umlaufenden Schneidein dem an den Einspannabschnitt angrenzenden Bereich kleiner als 360 °/n. In diesem Fall istder Winkelabstand zwischen der ersten Schneide und der zweiten Schneide in der Nähe desEinspannabschnitts somit gegenüber einer gleichmäßigen Teilung verkleinert. In diesem Fall istdie für die Laufruhe vorteilhafte ungleiche Aufteilung der Schneiden sehr ausgewogen über dieaxiale Länge des Kopfabschnittes verteilt, sodass sich ein besonders vorteilhaftes Zer¬spanungsverhalten ergibt.

[0015] Gemäß einer Weiterbildung ist eine dritte spiralförmig umlaufende Schneide, die derzweiten spiralförmig umlaufenden Schneide durch eine dritte Spannut getrennt in der Rotations¬richtung nachfolgt, derart angeordnet, dass der Spiralwinkel der dritten Schneide an jeder axia¬len Position des Kopfabschnitts größer als der Spiralwinkel der zweiten Schneide ist. In diesemFall läuft die dritte Schneide in ihrem Verlauf von dem freien Ende des Kopfabschnitts zu demEinspannabschnitt stärker in Umfangsrichtung nach hinten als die zweite Schneide, sodass dietangentiale Breite der dritten Spannut (somit der Winkelabstand in Umfangsrichtung zwischender zweiten Schneide und der dritten Schneide) mit zunehmendem Abstand von dem freienEnde des Kopfabschnitts zunimmt. Mit anderen Worten wird die dritte Spannut somit bezüglichihrer tangentialen Erstreckung in Richtung des Einspannabschnitts breiter. In dieser Weise wirdein sehr ausgewogenes Fräswerkzeug bereitgestellt, bei dem die Verringerung des umfangs¬mäßigen Abstands zwischen der ersten Schneide und der nachfolgenden zweiten Schneide ingewisser Weise durch die Zunahme des umfangsmäßigen Abstands zwischen der zweitenSchneide und der dieser nachfolgenden dritten Schneide ausgeglichen wird.

[0016] Gemäß einer Weiterbildung bleibt der Kernradius der dritten Spannut von einem freienEnde des Kopfabschnitts in Richtung des Einspannabschnitts konstant oder nimmt zu. In die¬sem Fall wird eine hohe Stabilität des Fräswerkzeugs bewahrt, da die breitere bzw. sich inRichtung des Einspannabschnitts verbreiternde dritte Spannut nicht mit zunehmendem Abstandvon dem freien Ende tiefer wird, sodass in der Nähe des Einspannabschnitts insgesamt einrelativ stabiler Kern des Fräswerkzeugs erhalten bleibt.

[0017] Gemäß einer Weiterbildung weist der Kopfabschnitt n spiralförmig umlaufende Schnei¬den auf und der Winkelabstand in Umfangsrichtung zwischen der zweiten spiralförmig umlau¬fenden Schneide und der dritten spiralförmig umlaufenden Schneide an dem freien Ende desKopfabschnitts ist kleiner als 360°/n. Da die dritte Schneide schneller nach hinten wegläuft,sodass sich der Winkelabstand in Umfangsrichtung zwischen der zweiten Schneide und derdritten Schneide mit zunehmendem Abstand von dem freien Ende vergrößert, ist in dieserWeise auch bei einer großen axialen Länge des Kopfabschnitts sichergestellt, dass der Winkel¬abstand zwischen der zweiten Schneide und der dritten Schneide in Richtung des Einspannab¬schnitts zu groß wird.

[0018] Wenn der Winkelabstand in Umfangsrichtung zwischen der zweiten spiralförmig umlau¬fenden Schneide und der dritten spiralförmig umlaufenden Schneide in dem an den Einspann¬abschnitt angrenzenden Bereich größer als 360°/n ist, ist die Ungleichteilung der Schneidenbesonders gleichmäßig über die axiale Länge des Kopfabschnitts verteilt.

[0019] Gemäß einer Weiterbildung weist der Kopfabschnitt eine dritte spiralförmig umlaufendeSchneide, die gleich der ersten spiralförmig umlaufenden Schneide ausgebildet ist, und einevierte spiralförmig umlaufende Schneide, die gleich der zweiten spiralförmig umlaufendenSchneide ausgebildet ist, auf. Bevorzugt folgt die vierte spiralförmig umlaufende Schneide derdritten spiralförmig umlaufenden Schneide durch eine vierte Spannut getrennt in der Rotations¬richtung nach und die vierte Spannut ist gleich der zweiten Spannut ausgebildet. Der Kopfab¬schnitt kann in diesem Fall insbesondere bevorzugt insgesamt vier spiralförmig umlaufendeSchneiden aufweisen. Es sind jedoch auch Realisierungen mit z.B. fünf oder sechs spiralförmigumlaufenden Schneiden möglich.

[0020] Gemäß einer Weiterbildung ist das Fräswerkzeug ein Vollmaterial-Fräser, bei dem derKopfabschnitt und der Einspannabschnitt einstückig ausgebildet sind. Bevorzugt kann dasFräswerkzeug dabei aus Hartmetall als Vollhartmetall-Fräser ausgebildet sein. Es ist fernerinsbesondere auch möglich, dass zumindest der Kopfabschnitt mit einer harten, verschleißbe¬ständigen Beschichtung versehen ist.

[0021] Gemäß einer Weiterbildung geht die erste Schneide über eine Schneidecke in eine ersteStirnschneide an dem freien Ende des Kopfabschnitts über und die dritte Schneide geht übereine Schneidecke in eine dritte Stirnschneide an dem freien Endes des Kopfabschnitts über.Bevorzugt erstrecken sich die erste Stirnschneide und die dritte Stirnschneide parallel zu einergemeinsamen Ebene, die die Rotationsachse enthält. Bevorzugt erstrecken sich die erste Stirn¬schneide und die dritte Stirnschneide nicht bis zu einem Zentrum nahe der Rotationsachse.

[0022] Gemäß einer Weiterbildung geht die zweite Schneide über eine Schneidecke in einezweite Stirnschneide an dem freien Ende des Kopfabschnitts über und die vierte Schneide gehtüber eine Schneidecke in eine vierte Stirnschneide an dem freien Endes des Kopfabschnittsüber. Bevorzugt erstrecken sich die zweite Stirnschneide und die vierte Stirnschneide parallelzu einer gemeinsamen Ebene, die die Rotationsachse enthält.

[0023] Bevorzugt erstrecken sich die zweite Stirnschneide und die vierte Stirnschneide jeweilsbis zu einem Zentrum in unmittelbarer Nähe der Rotationsachse, sodass sich die zweite Stirn¬schneide und die vierte Stirnschneide zumindest im Wesentlichen bis zu der Rotationsachseerstrecken.

[0024] Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich anhand der nach¬folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügtenFiguren.

[0025] Von den Figuren zeigen: [0026] Fig. 1: eine schematische Seitenansicht eines Fräswerkzeugs gemäß einer Ausfüh¬ rungsform; [0027] Fig. 2: eine schematische Schnittdarstellung entlang einer Linie A - A in Fig. 1 in unmit¬ telbarer Nähe eines freien Endes, wobei die Ausspitzung vereinfacht dargestelltist; [0028] Fig. 3: eine schematische Schnittdarstellung entlang einer Linie B - B in Fig. 1 in einem

Bereich des Kopfabschnitts in der Nähe des Einspannabschnitts; [0029] Fig. 4: eine vergrößerte Darstellung des Kopfabschnitts des Fräswerkzeugs von Fig. 1; [0030] Fig. 5: eine grafische Darstellung der Entwicklung der Spiralwinkel von dem freien

Ende bis zu dem Einspannabschnitt; [0031] Fig. 6: eine grafische Darstellung (Abwicklung), die den Schneidenverlauf jeweils in

Blickrichtung senkrecht zur Rotationsachse in einer Ebene abbildet; und [0032] Fig. 7: eine schematische Stirnansicht auf das freie Ende des Fräswerkzeugs aus

Fig. 1.

AUSFÜHRUNGSFORM

[0033] Eine Ausführungsform des Fräswerkzeugs 1 wird im Folgenden unter Bezug auf die Fig.1 bis Fig. 7 eingehender beschrieben.

[0034] Das Fräswerkzeug 1 weist einen Kopfabschnitt 2, der für eine zerspanende Bearbeitungeines Werkstücks ausgelegt ist, und einen Einspannabschnitt 3, der dafür ausgelegt ist, in einerAufnahme einer Bearbeitungsmaschine aufgenommen zu werden, auf. Das Fräswerkzeug 1 istals ein Vollmaterial-Fräser ausgebildet, bei dem der Kopfabschnitt 2 und der Einspannabschnitt3 einstückig aus demselben Material gebildet sind. Das Fräswerkzeug 1 kann dabei insbeson¬dere aus Hartmetall gebildet sein.

[0035] Der Einspannabschnitt 3 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form um eine Rotati¬onsachse Z auf. Der einstückig mit dem Einspannabschnitt 3 ausgebildete Kopfabschnitt 2weist eine Mehrzahl von spiralförmig umlaufenden Schneiden S1, S2, S3, S4 auf, zwischendenen sich jeweils Spannuten N1, N2, N3, N4 erstrecken. Bei dem konkret dargestellten Aus¬führungsbeispiel weist der Kopfabschnitt 2 insgesamt vier spiralförmig umlaufende SchneidenS1,..., S4 auf, es ist jedoch zu beachten, dass auch eine andere Anzahl an solchen spiralförmigumlaufenden Schneiden möglich ist. Der Kopfabschnitt 2 kann insbesondere n solche spiral¬förmig umlaufenden Schneiden S1, ..., Sn aufweisen, wobei bevorzugt gilt: η ε {3; 4; 5; 6}. DieFormgebung der Schneiden S1, ..., Sn bestimmt die Rotationsrichtung R, in der das Fräswerk¬zeug 1 im Betrieb bei der Zerspanung um die Rotationsachse Z rotiert.

[0036] Das Fräswerkzeug 1 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist z.B. als einrechtsdrehendes Fräswerkzeug ausgebildet, es ist jedoch auch eine umgekehrte Ausbildung alslinksdrehendes Fräswerkzeug möglich, bei der sich die Spiralform der Schneiden in der umge¬kehrten Richtung erstreckt.

[0037] Die spiralförmig umlaufenden Schneiden S1, S2, S3, S4 sind dazu ausgelegt, im Betriebdes Fräswerkzeugs 1 Material von dem zu bearbeitenden Werkstück abzuspanen. Die sichzwischen den jeweiligen Schneiden S1, S2, S3, S4 spiralförmig erstreckenden Spannuten N1,N2, N3, N4 sind dazu ausgelegt, die bei der zerspanenden Bearbeitung gebildeten Späneabzuleiten, wobei im Rahmen der vorliegenden Beschreibung die Nummerierung der Spannu¬ten jeweils im Hinblick auf die zugeordnete Schneide, deren Späne abgeleitet werden, gewähltist. Mit anderen Worten ist somit die erste Spannut N1 bzgl. der Rotationsrichtung R vor derersten Schneide S1 angeordnet, die zweite Spannut N2 ist vor der zweiten Schneide S2 ange¬ordnet, etc.

[0038] Die einzelnen spiralförmig umlaufenden Schneiden S1, S2, S3, S4 gehen jeweils aneinem freien Ende 2a des Kopfabschnitts 2 über Schneidecken in zugeordnete StirnschneidenSS1, SS2, SS3, SS4 über, die sich an der Stirnseite des Fräswerkzeugs 1 im Wesentlichensenkrecht zu der Rotationsachse Z erstrecken. Obwohl bei der dargestellten AusführungsformSchneidecken mit einem relativ kleinen Übergangsradius von der spiralförmig umlaufendenSchneide auf die jeweils zugeordnete Stirnschneide dargestellt sind, ist es je nach Anwen¬dungszweck z.B. auch möglich, stärker abgerundete Schneidecken vorzusehen. Obwohl sichdie Stirnschneiden SS1, ..., SS4 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils im Wesent¬lichen senkrecht zu der Rotationsachse erstrecken, ist es z.B. je nach Anwendungszweck auchmöglich, anders geformte Stirnschneiden vorzusehen. Insbesondere können die Stirnschneidengegebenenfalls gekrümmt ausgeführt sein.

[0039] Wie in Fig. 7 zu sehen ist, erstrecken sich die der ersten spiralförmig umlaufendenSchneide S1 zugeordnete erste Stirnschneide SS1 und die der dritten spiralförmig umlaufendenSchneide S3 zugeordnete dritte Stirnschneide SS3 parallel zu einer gemeinsamen Ebene, diedie Rotationsachse Z enthält. Die erste Stirnschneide SS1 und die dritte Stirnschneide SS3erstrecken sich dabei jeweils nicht bis in den Zentrumsbereich nach der Rotationsachse Z,sondern enden bereits radial weiter außen an einer Vertiefung.

[0040] Die der zweiten spiralförmig umlaufenden Schneide S2 zugeordnete zweite Stirnschnei-de SS2 und die der vierten spiralförmig umlaufenden Schneide S4 zugeordnete vierte Stirn¬ schneide SS4 erstrecken sich ebenfalls parallel zu einer gemeinsamen Ebene, die die Rotati¬onsachse Z enthält, wie in Fig. 7 zu sehen ist. Wie in der Stirnansicht von Fig. 7 gut zu erken¬nen ist, erstrecken sich die gemeinsame Ebene der ersten Stirnschneide SS1 und der drittenStirnschneide SS3 und die gemeinsame Ebene der zweiten Stirnschneide SS2 und der viertenStirnschneide SS4 aufgrund einer Ungleichteilung der Schneiden am freien Ende 2a des Kopf¬abschnitts 2 nicht senkrecht zueinander.

[0041] Wie in der Stirnansicht von Fig. 7 ebenfalls gut zu erkennen ist, weist das Fräswerkzeug1 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine zweizählige Drehsymmetrie bezüglich derRotationsachse Z auf, sodass die erste Schneide S1 und die erste Stirnschneide SS1 durchRotation um 180° um die Rotationsachse in die dritte Schneide S3 und die dritte StirnschneideSS3 übergeführt werden können und gleichermaßen die zweite Schneide S2 und die zweiteStirnschneide SS2 in die vierte Schneide S4 und die vierte Stirnschneide SS4 übergeführtwerden können.

[0042] Im Gegensatz zu der ersten und der dritten Stirnschneide erstrecken sich die zweiteStirnschneide SS2 und die vierte Stirnschneide SS4 jedoch bis in einen Zentrumsbereich naheder Rotationsachse Z, an der sie durch eine kurze Querschneide miteinander verbunden sind.Anstelle einer solchen Verbindung über eine Querschneide ist es jedoch z.B. auch möglich, diezweite Stirnschneide SS2 und die vierte Stirnschneide SS4 in einer gemeinsamen, die Rotati¬onsachse Z enthaltenden Ebene anzuordnen, sodass diese im Zentrum an der RotationsachseZ unmittelbar zusammenlaufen.

[0043] Der Verlauf der spiralförmig umlaufenden Schneiden S1, S2, S3 und S4 wird im Folgen¬den eingehender beschrieben, wobei zur Vermeidung von Wiederholungen lediglich dieSchneiden S1 und S2 genauer beschrieben werden, da bei der Ausführungsform die dritteSchneide S3 identisch zur ersten Schneide S1 ausgebildet ist und die vierte Schneide S4 iden¬tisch zur zweiten Schneide S2. Gleichermaßen ist die dritte Spannut N3 identisch zu der erstenSpannut N1 ausgebildet und die vierte Spannut N4 identisch zu der zweiten Spannut N2.

[0044] Wie insbesondere in Fig. 1 und Fig. 4 zu sehen ist, verlaufen die Schneiden S1, S2, S3,S4 von dem freien Ende 2a des Kopfabschnitts 2 in Richtung des Einspannabschnitts 3 jeweilsspiralförmig nach hinten weg und bis in einen an den Einspannabschnitt 3 angrenzenden Be¬reich 2b des Kopfabschnitts 2. Zwischen den Schneiden sind jeweils die ebenfalls spiralförmignach hinten weglaufenden Spannuten N1, N2, N3, N4 ausgebildet. Die Schneiden erstreckensich dabei an jedem Punkt der Schneide unter einem bestimmten Spiralwinkel zu der Rotati¬onsachse R, wobei der Spiralwinkel durch den Winkel zwischen der Rotationsachse und einerTangenten an die Schneide in dem jeweiligen Punkt bei radialer Aufsicht auf den Punkt derSchneide bestimmt wird. Z.B. erstreckt sich die erste Schneide S1 unter einem Spiralwinkel a.Bei der konkreten Ausführungsform ist der Spiralwinkel α aber über die axiale Erstreckung desKopfabschnittes 2 nicht konstant, sondern er verändert sich von einem ersten Wert a1 an demfreien Ende 2a des Kopfabschnittes 2 auf einen zweiten Wert a2 in dem an den Einspannab¬schnitt 3 angrenzenden Bereich 2b. Die dritte Schneide S3 verläuft unter einem Spiralwinkel γ,der sich entsprechend dem Spiralwinkel α der ersten Schneide S1 von einem ersten Wert γ1 andem freien Ende 2a auf einem zweiten Wert y2 in dem an den Einspannabschnitt 3 angrenzen¬den Bereich 2b verändert. Bei dem Ausführungsbeispiel vergrößert sich der Spiralwinkel a(bzw.γ) kontinuierlich von dem freien Ende 2a in Richtung des Einspannabschnitts 3, insbesonderevergrößert sich der Spiralwinkel linear mit zunehmendem Abstand von dem freien Ende 2a, wiein Fig. 5 graphisch dargestellt ist. Aufgrund der Symmetrie des Fräswerkzeugs gilt bei demAusführungsbeispiel (α = γ und somit cd = γ1 und α2 = γ2).

[0045] Die zweite Schneide S2 erstreckt sich unter einem Spiralwinkel ß, dessen Größe sichbei der konkreten Ausführungsform ebenfalls von dem freien Ende 2a in Richtung des Einspan¬nabschnitts von einem ersten Wert ß1 auf einen zweiten Wert ß2 verändert. Die vierte SchneideS4 erstreckt sich entsprechend unter einem Spiralwinkel δ, mit δ = ß und somit δ1 = ß1 und δ2 =ß2. Auch der Spiralwinkel ß der zweiten Schneide S2 vergrößert sich dabei von dem freienEnde 2a in Richtung des Einspannabschnittes 3, bei der konkreten Ausführungsform insbeson- dere linear. Obwohl bei der konkreten Ausführungsform eine lineare Zunahme der Spiralwinkelα, ß, γ, δ in Richtung des Einspannabschnittes 3 realisiert ist, was sich bei der Herstellung posi¬tiv auswirkt, sind auch andere Verläufe einer solchen Zunahme möglich.

[0046] Die Zunahme der Spiralwinkel in Richtung des Einspannabschnittes 3 hat den Vorteil,dass bei dem Fräsen von z.B. tieferen Nuten die Späne besser abgeführt werden können, ohnedabei einen relativ weichen Schnitt zu verhindern. Bei einer möglichen Realisierung gilt z.B. a1= γ1 = 22°; α2 = γ2 = 42°; ß1 = δ1 = 17° und ß2 = δ2 = 40°, obwohl auch andere geeigneteWinkel möglich sind. Wie insbesondere in Fig. 5 zu sehen ist, ist der Spiralwinkel α der erstenSchneide S1 über die gesamte axiale Erstreckung jeweils größer als der Spiralwinkel ß derzweiten Schneide S2, wie im Folgenden noch eingehender erläutert wird.

[0047] Obwohl es als bevorzugte Ausführungsform beschrieben ist, dass sich die Spiralwinkelüber die axiale Erstreckung des Kopfabschnittes 2 jeweils verändern, was in Bezug auf dieAbführung von Spänen vorteilhaft ist, ist es in einer Abwandlung z.B. aber auch möglich, diejeweiligen Spiralwinkel über die axiale Länge des Kopfabschnittes 2 konstant zu halten. Auch indiesem Fall ist der Spiralwinkel α der ersten Schneide S1 aber größer als der Spiralwinkel ß derzweiten Schneide S2, d.h. es gilt α > ß.

[0048] Da der Spiralwinkel α der ersten Schneide S1 größer als der Spiralwinkel ß der zweitenSchneide S2 ist, die der ersten Schneide S1 in der Rotationsrichtung R nachfolgt, verläuft dieerste Schneide S1 mit zunehmendem Abstand von dem freien Ende 2a schneller nach hintenals die zweite Schneide S2. Somit nähert sich die erste Schneide S1 in der Umfangsrichtungder zweiten Schneide S2 an und die Breite der dazwischen befindlichen zweiten Spannut N2 inder Umfangsrichtung wird in Richtung des Einspannabschnittes 3 zunehmend kleiner. Mit ande¬ren Worten wird der Teilungswinkel zwischen der ersten Schneide S1 und der zweiten SchneideS2 mit zunehmendem Abstand von dem freien Ende 2a kleiner.

[0049] Da der Spiralwinkel γ der dritten Schneide S3 größer als der Spiralwinkel ß der zweitenSchneide S2 ist, läuft die der zweiten Schneide S2 in Rotationsrichtung R nachfolgende dritteSchneide S3 schneller nach hinten als die zweite Schneide S2. Somit wird die Breite der dazwi¬schen befindlichen dritten Spannut N3 in der Umfangsrichtung mit zunehmendem Abstand vondem freien Ende 2a größer. Mit anderen Worten wird der Teilungswinkel zwischen der zweitenSchneide S2 und der dritten Schneide S3 mit zunehmendem Abstand von dem freien Ende 2agrößer.

[0050] Somit nähert sich die erste Schneide S1 in Richtung des Einspannabschnittes 3 zuneh¬mend der zweiten Schneide S2 an. Aufgrund der Symmetrie bei der Ausführungsform nähertsich gleichermaßen die dritte Schneide S3 in Richtung des an den Einspannabschnitt 3 angren¬zenden Bereichs 2b der vierten Schneide S4 an. Diese umfangsmäßige Annäherung ist in dergraphischen Darstellung von Fig. 6 zu erkennen, bei der der Abstand zwischen den Schneidenentlang der horizontalen Achse jeweils dem umfangsmäßigen Abstand zwischen den Schnei¬den entspricht und die vertikale Achse der Richtung der Rotationsachse Z entspricht. Anderer¬seits nimmt die umfangsmäßige Breite der ersten Spannut N1 ebenso wie die umfangsmäßigeBreite der dritten Spannut N3 mit zunehmendem Abstand von dem freien Ende 2a zu. DieUngleichteilung der Schneiden S1, S2, S3, S4 verändert sich somit über die axiale Erstreckungdes Kopfbereichs 2.

[0051] Die Verringerung der Breite der zweiten Spannut N2 (und der vierten Spannut N4) mitzunehmendem Abstand von dem freien Ende 2a würde ohne Gegenmaßnahme eine Verringe¬rung des für die Spanabfuhr zur Verfügung stehenden Querschnitts bewirken, sodass dieSpanabfuhr verschlechtert würde. Bei der Ausführungsform ist die zweite Spannut N2 (und dievierte Spannut N4) allerdings derart ausgebildet, dass der Kernradius K2 der zweiten SpannutN2 mit zunehmendem Abstand von dem freien Ende 2a abnimmt, wie insbesondere in denSchnittdarstellungen in Fig. 2 und Fig. 3 zu sehen ist. Der Kernradius ist dabei jeweils (an jederaxialen Position der Spannut) durch den radialen Abstand des tiefsten Punktes der Spannut vonder Rotationsachse Z bestimmt. Die Abnahme des Kernradius K2 der zweiten Spannut N2 kanndabei bevorzug derart gewählt werden, dass die Querschnittsfläche der zweiten Spannut N2 in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse Z über die axiale Erstreckung des Kopfabschnitts 2in etwa konstant bleibt.

[0052] Wie in den Fig. 2 und Fig. 3 ferner zu erkennen ist, bleibt der Kernradius K3 der drittenSpannut N3 bei der Ausführungsform über die axiale Erstreckung des Kopfabschnitts 2 zumin¬dest im Wesentlichen konstant, sodass insgesamt ein stabiler Kern des Fräswerkzeugs 1 auf¬rechterhalten bleibt. Gemäß einer Abwandlung der Ausführungsform kann der Kernradius K3der dritten Spannut N3 (und analog der Kernradius K1 der ersten Spannut N1) auch derartausgebildet sein, dass er mit zunehmendem Abstand von dem freien Ende zunimmt. In diesemFall sollte der Kernradius aber höchstens in einem Maß zunehmen, dass sich der für die Span¬abfuhr zur Verfügung stehende Querschnitt der Spannut zumindest über einen großen Teil deraxialen Länge des Kopfabschnitts 2 nicht mit zunehmendem Abstand von dem freien Ende 2averringert.

[0053] Es wurde beschrieben, dass sich die erste Schneide S1 mit zunehmendem Abstand vondem freien Ende 2a der zweiten Schneide S2 nähert und die dritte Schneide S3 in gleicherWeise der vierten Schneide S4 nähert, was dadurch bedingt ist, dass die Spiralwinkel α, γ derersten und dritten Schneide größer als die Spiralwinkel ß, δ der zweiten und vierten Schneidesind. Um einer zu starken Verringerung der Breite der zweiten Spannut N2 und der viertenSpannut N4 entgegenzuwirken, ist die Zunahme des Spiralwinkels mit zunehmendem Abstandvon dem freien Ende 2a bei der zweiten Schneide S2 (und der vierten Schneide S4) größer alsbei der ersten Schneide S1 (und der dritten Schneide S3), wie in Fig. 5 und Fig. 6 zu sehen ist,sodass gilt: (ß2 - ß1) > (α2 - a1) und aufgrund der Symmetrie (82 - 81) > (γ2 - γ1). In dieserWeise ist erreicht, dass der Unterschied in dem Spiralwinkel in Richtung zu dem Einspannab¬schnitt 3 zunehmend kleiner wird, sich die Breite der zweiten Spannut N2 und der vierten Span¬nut N4 somit zunehmend langsamer verringert.

[0054] Aufgrund der Annäherung der ersten Schneide S1 an die zweite Schneide S2 mit zu¬nehmendem Abstand von dem freien Ende 2a des Kopfabschnitts 2 verringert sich der Winkel¬abstand in Umfangsrichtung TW2 zwischen der ersten Schneide S1 und der zweiten SchneideS2 mit zunehmendem Abstand von dem freien Ende 2a. Wie in den Fig. 2 und Fig. 3 zu sehenist, ist der Winkelabstand in Umfangsrichtung TW2 zwischen der ersten Schneide S1 und derzweiten Schneide S2 an dem freien Ende derart gewählt, dass er größer als 3607η ist, wobei ndie Anzahl der spiralförmig umlaufenden Schneiden ist. Für den konkret dargestellten Fall einerAusführungsform mit vier spiralförmig umlaufenden Schneiden S1, S2, S3, S4 (d.h. n = 4) be¬trägt der Winkelabstand in Umfangsrichtung TW2 zwischen der ersten Schneide S1 und derzweiten Schneide S2 an dem freien Ende somit mehr als 90°. Bei der Ausführungsform ist dieUngleichteilung der Schneiden derart realisiert, dass der Winkelabstand in UmfangsrichtungTW2 zwischen der ersten Schneide S1 und der zweiten Schneide S2 in dem an den Einspann¬abschnitt 3 angrenzenden Bereich 2b kleiner als 360 7n ist, d.h. in dem Fall von n = 4 kleiner als90°. Aufgrund der realisierten Geometrie gilt dasselbe für den Winkelabstand in Umfangsrich¬tung TW4 zwischen der dritten Schneide S3 und der vierten Schneide S4. In dieser Weise istdie Ungleichteilung der Schneiden sehr ausgewogen über die axiale Länge des Kopfabschnitts2 verteilt und eine zu starke Verringerung der Breite der zweiten Spannut N2 mit zunehmendemAbstand von dem freien Ende 2a ist verhindert.

[0055] Andererseits beträgt der Winkelabstand in Umfangsrichtung TW3 zwischen der zweitenSchneide S2 und der dritten Schneide S3 an dem freien Ende 2a weniger als 3607n, in demkonkreten Fall von n = 4 also weniger als 90°, und der Winkelabstand in Umfangsrichtung TW3zwischen der zweiten Schneide S2 und der dritten Schneide S3 in dem an den Einspannab¬schnitt 3 angrenzenden Bereich 2b beträgt mehr als 360 7n, in dem konkreten Fall von n = 4also mehr als 90°. Aufgrund der realisierten Symmetrie gilt dasselbe für den Winkelabstand inUmfangsrichtung TW1 zwischen der vierten Schneide S4 und der ersten Schneide S1, wieebenfalls in den Fig. 2 und Fig. 3 zu sehen ist.

Claims (15)

1. Ansprüche 1. Fräswerkzeug (1) mit: einem Kopfabschnitt (2), der eine Mehrzahl von spiralförmig umlaufenden Schneiden (S1,S2, Sn), die eine Rotationsrichtung (R) des Fräswerkzeugs um eine Rotationsachse (Z)bestimmen, und jeweils zwischen den Schneiden angeordnete Spannuten aufweist (N1,N2, ..., Nn), und einem Einspannabschnitt (3) zur Aufnahme an einer Bearbeitungsmaschine,wobei zumindest eine erste spiralförmig umlaufende Schneide (S1) und eine zweite spiral¬förmig umlaufende Schneide (S2), die der ersten spiralförmig umlaufenden Schneide (S1)durch eine zweite Spannut (N2) getrennt in der Rotationsrichtung (R) nachfolgt, derart an¬geordnet sind,dass an jeder axialen Position des Kopfabschnitts (2) der Spiralwinkel (ß) der zweiten Schneide (S2) kleiner als der Spiralwinkel (a) der ersten Schneide (S1) ist und der Kernradius (K2)der zweiten Spannut (N2) von einem freien Ende (2a) des Kopfabschnitts (2) in Richtungdes Einspannabschnitts (3) abnimmt.
2. 2. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, wobei der Spiralwinkel (a) der ersten Schneide (S1) voneinem ersten Wert a1 an dem freien Ende (2a) des Kopfabschnitts (2) auf einen zweitenWert a2 in dem an den Einspannabschnitt (3) angrenzenden Bereich (2b) zunimmt.
3. 3. Fräswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Spiralwinkel (ß) der zweiten Schneide (S2) von einem ersten Wert ß1 an dem freien Ende (2a) des Kopfabschnitts (2) auf einenzweiten Wert ß2 in dem an den Einspannabschnitt (3) angrenzenden Bereich (2b) zu¬nimmt.
4. 4. Fräswerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Spiralwinkel (a) derersten Schneide (S1) und der Spiralwinkel (ß) der zweiten Schneide (S2) jeweils von demfreien Ende (2a) des Kopfabschnitts (2) in Richtung des Einspannabschnitts (3) kontinuier¬lich zunehmen.
5. 5. Fräswerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Spiralwinkel (a) derersten Schneide (S1) von einem ersten Wert a1 an dem freien Ende (2a) des Kopfab¬schnitts auf einen zweiten Wert a2 in dem an den Einspannabschnitt (3) angrenzenden Be¬reich (2b) zunimmt, der Spiralwinkel (ß) der zweiten Schneide (S2) von einem ersten Wertß1 an dem freien Ende (2a) des Kopfabschnitts (2) auf einen zweiten Wert ß2 in dem anden Einspannabschnitt (3) angrenzenden Bereich (2b) zunimmt, und der Spiralwinkel (ß)der zweiten Schneide (S2) von dem freien Ende (2a) des Kopfabschnitts (2) zu dem an denEinspannabschnitt (3) angrenzenden Bereich (2b) stärker zunimmt als der Spiralwinkel (a)der ersten Schneide (S1), sodass gilt: (ß2 - ß1) > (a2 - a1).
6. 6. 6. Fräswerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kopfabschnitt (2) nspiralförmig verlaufende Schneiden (S1,..., Sn) aufweist mit: η ε {3; 4; 5; 6}.
7. 7. Fräswerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kopfabschnitt (2) nspiralförmig umlaufende Schneiden (S1, S2, ..., Sn) aufweist und der Winkelabstand inUmfangsrichtung (TW2) zwischen der ersten spiralförmig umlaufenden Schneide (S1) undder zweiten spiralförmig umlaufenden Schneide (S2) an dem freien Ende (2a) des Kopfab¬schnitts (2) größer als 3607η ist.
8. 8. Fräswerkzeug nach Anspruch 7, wobei der Winkelabstand in Umfangsrichtung (TW2)zwischen der ersten spiralförmig umlaufenden Schneide (S1) und der zweiten spiralförmigumlaufenden Schneide (S2) in dem an den Einspannabschnitt (3) angrenzenden Bereich(2b) kleiner als 360 7n ist.
9. 9. Fräswerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine dritte spiralförmigumlaufende Schneide (S3), die der zweiten spiralförmig umlaufenden Schneide (S2) durcheine dritte Spannut (N3) getrennt in der Rotationsrichtung (R) nachfolgt, derart angeordnet ist, dass der Spiralwinkel (γ) der dritten Schneide (S3) an jeder axialen Position des Kopf¬abschnitts (2) größer als der Spiralwinkel (ß) der zweiten Schneide (S2) ist.
10. 10. Fräswerkzeug nach Anspruch 9, wobei der Kernradius (K3) der dritten Spannut (N3) voneinem freien Ende (2a) des Kopfabschnitts (2) in Richtung des Einspannabschnitts (3) kon¬stant bleibt oder zunimmt.
11. 11. Fräswerkzeug nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Kopfabschnitt (2) n spiralförmig umlau¬fende Schneiden (S1, S2, ..., Sn) aufweist und der Winkelabstand in Umfangsrichtung(TW3) zwischen der zweiten spiralförmig umlaufenden Schneide (S2) und der dritten spiral¬förmig umlaufenden Schneide (S3) an dem freien Ende (2a) des Kopfabschnitts (2) kleinerals 360 °/n ist.
12. 12. Fräswerkzeug nach Anspruch 11, wobei der Winkelabstand in Umfangsrichtung (TW3)zwischen der zweiten spiralförmig umlaufenden Schneide (S2) und der dritten spiralförmigumlaufenden Schneide (S3) in dem an den Einspannabschnitt (3) angrenzenden Bereich(2b) größer als 3607η ist.
13. 13. Fräswerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche wobei der Kopfabschnitt einedritte spiralförmig umlaufende Schneide (S3), die gleich der ersten spiralförmig umlaufen¬den Schneide (S1) ausgebildet ist, und eine vierte spiralförmig umlaufende Schneide (S4),die gleich der zweiten spiralförmig umlaufenden Schneide (S2) ausgebildet ist, aufweist.
14. 14. Fräswerkzeug nach Anspruch 13, wobei die vierte spiralförmig umlaufende Schneide (S4)der dritten spiralförmig umlaufenden Schneide (S3) durch eine vierte Spannut (N4) ge¬trennt in der Rotationsrichtung (R) nachfolgt, und die vierte Spannut (N4) gleich der zwei¬ten Spannut (N2) ausgebildet ist.
15. 15. Fräswerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Fräswerkzeug einVollmaterial-Fräser ist, bei dem der Kopfabschnitt und der Einspannabschnitt einstückigausgebildet sind. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen