CH686235A5 - Milling tool with main body and exchangeable cutting plates - Google Patents

Abstract

The cutting plates (2) each have at least one main cutting edge (3) and are located on the main body (1) of the tool at an axial inclination angle ( lambda ). Each main cutting edge is helical, and the twist angle ( lambda s) always exceeds 20 deg. The clamping angle ( psi ), free angle ( alpha ) and wedge angle of the main cutting edges are each constant over the entire cutting edge length. Pref. the twist angle is always larger then the inclination angle.

Description

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CH 686 235 A5 CH 686 235 A5

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug mit einem Grundkörper und mehreren auswechselbaren gleichen Schneidplatten, insbesondere Wendeschneidplatten mit wenigstens einer Hauptschneidkante, wobei die Schneidplatten jeweils in einem bestimmten axialen Neigungswinkel am Grundkörper anliegen. Fräswerkzeuge dieser Gattung sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Diese werden in der Zerspantechnik für die Bearbeitung von metallischen und nichtmetallischen Werkstücken verwendet. Bei den beiden allgemein angewendeten Fräsarten, dem Stirnen und dem Walzen, verrichten jeweils die Hauptschneiden (Umfangsschneiden) die eigentliche Schneidarbeit. Es sind auch Fräswerkzeuge in massiver Ausführung bekannt, die jedoch in der Herstellung und im Unterhalt allgemein aufwendiger sind. The invention relates to a milling tool with a base body and a plurality of exchangeable identical cutting inserts, in particular indexable inserts with at least one main cutting edge, the cutting inserts each abutting the base body at a certain axial inclination angle. Milling tools of this type are generally known in the prior art. These are used in machining technology for the machining of metallic and non-metallic workpieces. With the two general types of milling, forehead milling and rolling, the main cutting edges (circumferential cutting) do the actual cutting work. Solid milling tools are also known, but are generally more complex to manufacture and maintain.

Fräswerkzeuge mit auswechselbaren Wendeschneidplatten haben gegenüber Werkzeugen in massiver Ausführung den wesentlichen Vorteil, dass ein aufwendiges Nachschärfen der Schneiden auf Werkzeugschleifmaschinen entfällt. Ein beim Nachschärfen unvermeidlicher Verlust des Durchmesser-Masses und allenfalls einer Beschichtung sowie lange Ausfallzeiten während des Nachschärfens entfallen bei einem Fräswerkzeug mit auswechselbaren Schneidplatten. Milling tools with exchangeable indexable inserts have the essential advantage over tools in a solid design that there is no need for time-consuming re-sharpening of the cutting edges on tool grinding machines. The inevitable loss of diameter and any coating during re-sharpening, as well as long downtimes during re-sharpening, are eliminated with a milling tool with interchangeable inserts.

Beim genannten Fräswerkzeug mit auswechselbaren Schneidplatten besteht jedoch die Schwierigkeit, dass dieses Werkzeug in der bekannten Ausführung keinen eigentlichen Schälschnitt ausführt, sondern einen schlagartigen Eingriff hat. Das Fräswerkzeug neigt deshalb zu Vibrationen und ist einer vergleichsweise grossen Auslenkkraft ausgesetzt. Zudem sind die Schneidplatten einem ungleichen Verschleiss und damit einer verkürzten Standzeit unterworfen, was auf ungleichmässige Schneidenverhältnisse zurückgeführt werden muss. Schliesslich haftet dem gattungsgemässen Fräswerkzeug der Nachteil an, dass bei der Bearbeitung eines Werkstückes keine geraden sondern leicht bombierte Werkstückkanten erhalten werden. In the case of the aforementioned milling tool with exchangeable cutting inserts, however, there is the difficulty that this tool in the known embodiment does not actually perform a peeling cut, but rather has an abrupt engagement. The milling tool therefore tends to vibrate and is exposed to a comparatively large deflection force. In addition, the inserts are subject to uneven wear and thus a shorter service life, which has to be attributed to uneven cutting conditions. Finally, the generic milling tool has the disadvantage that no straight, but slightly convex workpiece edges are obtained when machining a workpiece.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Fräswerkzeug der genannten Gattung zu schaffen, bei dem die oben erwähnten Schwierigkeiten vermieden sind und das dennoch kostengünstig herstellbar und funktionssicher ist. Die Aufgabe ist durch die Erfindung gemäss Anspruch 1 gelöst. Beim erfindungsgemässen Fräswerkzeug sind die Hauptschneidkanten schraubenförmig ausgebildet. Die Hauptschneidkanten weisen somit einen Verlauf auf, der annähernd demjenigen eines Fräswerkzeuges in massiver Ausführung entspricht. Darüber hinaus ist beim erfindungsgemässen Fräswerkzeug gleichzeitig der Drallwinkel der Hauptschneidkanten jeweils grösser als 15°, vorzugsweise grösser als 20°. In Kombination mit diesen genannten Merkmalen sind der Spanwinkel und der Freiwinkel sowie der Keilwinkel der Hauptschneiden jeweils im wesentlichen über die ganze Schneidenlänge konstant. Aus der Kombination der genannten Merkmale, die ebenfalls im Anspruch erwähnt sind, ergeben sich nun überraschend viele wesentliche Vorteile, wobei die bei den bekannten Fräswerkzeugen dieser Gattung üblichen Vorteile erhalten sind. The invention is therefore based on the object of providing a milling tool of the type mentioned, in which the above-mentioned difficulties are avoided and which is nevertheless inexpensive to manufacture and functionally reliable. The object is achieved by the invention according to claim 1. In the milling tool according to the invention, the main cutting edges are of helical design. The main cutting edges thus have a course that corresponds approximately to that of a milling tool in a solid design. In addition, in the milling tool according to the invention, the twist angle of the main cutting edges is in each case greater than 15 °, preferably greater than 20 °. In combination with these features mentioned, the rake angle and the clearance angle as well as the wedge angle of the main cutting edges are essentially constant over the entire cutting length. The combination of the features mentioned, which are also mentioned in the claim, surprisingly gives rise to many significant advantages, the advantages which are customary in the known milling tools of this type being obtained.

So ist beim erfindungsgemässen Fräswerkzeug ein effektiv schälender Schnitt bei kleineren spezifischen Schnittkräften und ruhigerem Lauf gewährleistet. Bei einem bearbeiteten Werkstück sind in aller Regel die Oberflächenverfestigungen kleiner als bei einer Bearbeitung mit einem bekannten Fräswerkzeug dieser Gattung. Infolge des ruhigeren Laufes erfährt das erfindungsgemässe Fräswerkzeug geringere Auslenkungen und Vibrationen. Dies führt zu einer längeren Standzeit des Werkzeuges, was in wirtschaftlicher Hinsicht wesentlich ist. Weitere Vorteile sind weitgehend konstante Zerspanungsverhältnisse über die ganze Schneidkantenlänge und eine bessere Spankontrolle bei höherer Zerspanungsleistung pro Schneide zu erwähnen. Trotz dieser Vorteile ist die Herstellung des erfindungsgemässen Werkzeuges nicht wesentlich aufwendiger als bisher üblich und erlaubt ohne weiteres auch eine Herstellung in Serienproduktion. Ist gemäss einer Weiterbildung der Erfindung zudem der Drallwinkel jeweils grösser als der Neigungswinkel, so ist ein noch sanfterer Eingriff möglich. Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung. In the milling tool according to the invention, this ensures an effectively peeling cut with smaller specific cutting forces and smoother running. In the case of a machined workpiece, the surface hardenings are generally smaller than in the case of machining with a known milling tool of this type. As a result of the smoother running, the milling tool according to the invention experiences less deflections and vibrations. This leads to a longer tool life, which is essential from an economic point of view. Other advantages include largely constant cutting ratios over the entire cutting edge length and better chip control with higher cutting performance per cutting edge. In spite of these advantages, the production of the tool according to the invention is not significantly more complex than previously customary and also allows for series production. If, according to a further development of the invention, the swirl angle is also greater than the angle of inclination, an even gentler intervention is possible. Further advantageous features result from the following description and the drawing.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemässen Fräswerkzeuges, 1 is a view of a milling tool according to the invention,

Fig. 2 und 3 Ansichten einer Wendeschneidplatte, 2 and 3 views of an indexable insert,

Fig. 4 ein Querschnitt durch eine Wendeschneidplatte, und Fig. 4 is a cross section through an indexable insert, and

Fig. 5 ein Schnitt durch ein mit einem erfindungsgemässen Fräswerkzeug bearbeitetes Werkstück. 5 shows a section through a workpiece machined with a milling tool according to the invention.

Das in Fig. 1 gezeigte Fräswerkzeug weist einen Grundkörper 1 auf, an dem mechanisch mittels Schrauben 5 oder dergleichen mehrere gleiche und auswechselbare Wendeschneidplatten 2 befestigt sind. Jede Wendeschneidplatte 2 kann durch Drehen und Wenden mehrmals zum Einsatz gebracht werden. Jede Platte 2 liegt rückseitig an einer ebenen Anlagefläche 6 des Grundkörpers 1 an. Die ebenen Anlageflächen 6 bilden jeweils mit der Achse A des Fräswerkzeuges einen Winkel X welcher gleichzeitig der Neigungswinkel der Schneidplatten 2 ist. Dieser Neigungswinkel ist kleiner als der genannte Drallwinkel X s. Beim erfindungsgemässen Fräswerkzeug ist der Drallwinkel X s grösser als 15° und vorzugsweise grösser als 20°. Der Unterschied zwischen den beiden Winkeln X und >.s liegt vorzugsweise im Bereich von 1-5°. The milling tool shown in FIG. 1 has a base body 1, to which several identical and replaceable indexable inserts 2 are mechanically fastened by means of screws 5 or the like. Each indexable insert 2 can be used several times by turning and turning. Each plate 2 bears on the back against a flat contact surface 6 of the base body 1. The flat contact surfaces 6 each form an angle X with the axis A of the milling tool, which angle is also the angle of inclination of the cutting plates 2. This angle of inclination is smaller than the mentioned swirl angle X s. In the milling tool according to the invention, the helix angle X s is greater than 15 ° and preferably greater than 20 °. The difference between the two angles X and> .s is preferably in the range of 1-5 °.

Die Schneidkanten 3 der Wendeschneidplatten 2 verlaufen effektiv Schraubenförmig, wie dies in Fig. 1 durch die strichpunktierte Linie B angedeutet ist. Die Linie B verläuft auf einer zylindrischen Fläche mit der Achse A als Rotationsachse. Die Schneidkanten 3 sind somit im wesentlichen auf der ganzen Länge der Wendeschneidplatten 3 als effektive Schrauben ausgebildet. The cutting edges 3 of the indexable inserts 2 run effectively helically, as indicated by the dash-dotted line B in FIG. 1. Line B runs on a cylindrical surface with axis A as the axis of rotation. The cutting edges 3 are thus essentially formed over the entire length of the indexable inserts 3 as effective screws.

Jede Schneidplatte 2 ist zudem so ausgeführt, Each insert 2 is also designed

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

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2 2nd

3 3rd

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dass der Spanwinkel y und der Freiwinkel a sowie die Schneidkeil-Geometrie jeweils im wesentlichen über die ganze Länge der Schneide konstant sind. In der Fig. 4 sind der Spanwinkel y und der Freiwinkel a eingezeichnet. Die Schneidkeil-Geometrie ist im wesentlichen durch den Keilwinkel bestimmt, der ebenfalls im wesentlichen über die ganze Schneidenlänge konstant ist. Bei allen Wendeschneidplatten 2 des Fräswerkzeuges sind somit im montierten Zustand die Span-, Frei- und Keilwinkel konstant. Hierbei können Schneidecken 8 verschieden ausgebildet sein, mit Kantenbruch wie die Fig. 3 zeigt, oder mit Radius. that the rake angle y and the clearance angle a as well as the cutting wedge geometry are essentially constant over the entire length of the cutting edge. 4, the rake angle y and the clearance angle a are shown. The cutting wedge geometry is essentially determined by the wedge angle, which is also essentially constant over the entire cutting length. With all indexable inserts 2 of the milling tool, the rake, clearance and wedge angles are constant in the assembled state. Here, cutting corners 8 can be designed differently, with edge breakage as shown in FIG. 3, or with a radius.

Zur Herstellung der Wendeschneidplatten 2 eignen sich die bekannten Schneidstoffe HSS, HSS-ES, HM, Cermets und PKD sowie diese Schneidstoffe mit üblichen Beschichtungen. Denkbar ist auch eine Ausführung, bei der die Wendeschneidplatten einfache Schneidplatten sind. The known cutting materials HSS, HSS-ES, HM, cermets and PCD and these cutting materials with conventional coatings are suitable for producing the indexable inserts 2. An embodiment is also conceivable in which the indexable inserts are simple inserts.

Wie bereits oben erwähnt, können mit dem erfindungsgemässen Fräswerkzeug genau plane Schnittflächen erhalten werden. In Fig. 5 sind zwei solche Schnittflächen C und D einer bearbeiteten Kante eines Werkstücks 9 gezeigt. As already mentioned above, exactly flat cutting surfaces can be obtained with the milling tool according to the invention. 5 shows two such cutting surfaces C and D of a machined edge of a workpiece 9.

Claims (2)

PatentansprücheClaims 1. Fräswerkzeug mit einem Grundkörper (1) und mehreren auswechselbaren gleichen Schneidplatten (2) mit wenigstens einer Hauptschneidkante, wobei die Schneidplatten (2) in einem bestimmten axialen Neigungswinkel (X.) am Grundkörper (1) anliegen, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:1. Milling tool with a base body (1) and a plurality of interchangeable, identical cutting plates (2) with at least one main cutting edge, the cutting plates (2) abutting the base body (1) at a specific axial inclination angle (X.), characterized by the combination of the following Features: a) die Hauptschneidkanten (3) sind jeweils schraubenförmig ausgebildet,a) the main cutting edges (3) are each helical, b) der Drallwinkel (X s) der Hauptschneidkanten ist jeweils grösser als 20°,b) the twist angle (X s) of the main cutting edges is in each case greater than 20 °, c) der Spanwinkel (7) und der Freiwinkel (a) sowie der Keilwinkel der Hauptschneiden sind jeweils im wesentlichen über die ganze Schneidenlänge konstant.c) The rake angle (7) and the clearance angle (a) and the wedge angle of the main cutting edges are essentially constant over the entire cutting length. 2. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drallwinkel (X s) jeweils grösser ist als der Neigungswinkel (X).2. Milling tool according to claim 1, characterized in that the helix angle (X s) is in each case greater than the angle of inclination (X). 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 33rd