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Die
Erfindung betrifft einen Scheibenfräser mit einem wenigstens zwei
Scheibenfräsereinsätze austauschbar
aufnehmenden Halter, wobei die Scheibenfräsereinsätze an dem Halter an dessen Umfang
auf einer Kreisbahn gleichmäßig, bei
teilweisem Überlapp
der Schneidkanten derselben in Umfangsrichtung, angeordnet sind
und der Halter im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt mit einer durch
diesen verlaufenden Rotationsachse hat, welcher kreisförmige Querschnitt
eine im wesentlichen kreisscheibenförmige rechte und linke Seite
definiert, wobei die Scheibenfräsereinsätze abwechselnd
auf der rechten und linken Seite angeordnet sind, wobei die Scheibenfräsereinsätze mit
mindestens einer im wesentlichen in Rotationsachsenrichtung verlaufenden
Schneidkante, die zwischen einer Schneidspanfläche und einer Freiflankenfläche des
Scheibenfräsereinsatzes
definiert ist, mit im wesentlichen radial zur linken oder rechten
Seite ausgerichteter Einbaulage am Halter, wobei die Scheibenfräsereinsätze in eine
erste und in eine zweite Gruppe unterteilt sind, wobei die erste
Gruppe jeweils nur zur Anbringung auf der rechten Seite und die
zweite nur zur Anbringung auf der linken Seite bestimmt ist. Weiterhin
betrifft die Erfindung Scheibenfräsereinsätze für einen solchen Scheibenfräser.
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Bekannt
sind Scheibenfräser
mit daran befestigten Schneideinsätzen. Diese Schneideinsätze sind
dabei, um Klemmung zu verhindern, gegen über dem Fräserhalter und dessen Fräserebene
verkippt am Fräserhalter
angeordnet. Diese Schneideinsätze sind
jedoch im wesentlichen plattenförmig
oder quaderförmig
ausgestaltet, sodass sich durch die quaderförmige Ausbildung der Scheibenfräsereinsätze ein
leicht dachförmiger
Nutgrund durch die ebenfalls angekippten Schneidkanten ausbildet.
Bei besonders toleranzarmen Vorgaben für eine Nut ist der so dachförmige ausgebildete
Nutgrund oft störend
und erfordert eine zeit- und kostenaufwendige Nachbearbeitung.
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Aus
der
DE 26 15 329 A1 ist
ein Schlitzfräser zum
Fräsen
von Keilnuten u.ä.
bekannt geworden, bei der an einer Tragscheibe Einsätze mittels
eines Stellkeils gehalten sind. Zur Verhinderung einer Klemmung
des Einsatzes am Werkstück,
weist der Einsatz einen ausgenommenen Bereich auf, der eine Freistellung
in Umfangsrichtung von 4° und
radialer Richtung von 5° gegenüber dem
Werkstück
liefert. Daher sind die Einsätze
als linke und rechte Einsätze,
zur Anordnung an der rechten oder linken Seite der Fräserebene
ausgebildet. Jedoch ist die Halterung und der Einsatz selber sehr
kompliziert gehalten, insbesondere ist die Montage und Befestigung des
Einsatzes an der Tragscheibe aufwendig in Herstellung und Montage.
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Aus
der
DE 197 39 355
A1 ist ein Scheibenfräser
mit dafür
geeigneter Wendeplatte zur Herstellung eines Kurbelzapfens mit Ölbundwangen
und Freistichen bekannt geworden, wobei die Einbaulage der Wendeplatten
im wesentlichen axial am Fräser vorgesehen
ist. Die zur Vermeidung von Klemmung am Werkstück rhomboedrisch ausgebildeten
zweifach Wendeplatten sind in einzeln mittels mehrerer Justierschrauben
einzustellenden Kassetten gehaltert.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Scheibenfräser und Scheibenfräsereinsätze hierzu
zur Verfügung
zu stellen , die die oben genannten Nachteile vermeiden und so Arbeitsgänge einsparen.
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Die
Aufgabe wird durch einen Scheibenfräser nach Anspruch 1 und Scheibenfräsereinsätze nach
Anspruch 9 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass die Scheibenfräsereinsätze durch
im wesentlichen plattenförmig
ausgebildete Wendeschneidplatten ausgebildet sind, die vier Montagelagen
besitzen, bei der jeweils eine Schneidkante bis zum Verschleiß zum Einsatz
gelangt (sogenannte Vierfachwendeschneideinsätze), wobei die rechten und
linken Scheibenfräsereinsätze jeweils
zum kreisförmigen Querschnitt
spiegelsymmetrisch angeordnet und ausgebildet sind, wobei der linke
Scheibenfräsereinsatz
zu der durch den kreisförmigen
Querschnitt aufgespannten Ebene in allen drei Raumrichtungen mit seiner
Anlagefläche
verkippt ist, sodass keine Klemmung des am Halter befindlichen Scheibenfräsereinsatzes
mit den in das Werkstück
vermittels des Scheibenfräsers
einbrachten Nutwänden
mit den Seitenflächen
des Scheibenfräsereinsatzes
auftritt, wobei die Freiflankenfläche parallel zur Rotationsachse
ist und einen definierten Freiwinkel zur Tangentialebene einschließt, wobei
die Tangentialebene tangential am Umfang des Scheibenfräsers liegt,
orthogonal zur Radialen und parallel zur Rotationsachse ist, wobei
die Radiale orthogonal zur Rotationsachse ist.
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Vorteilhafterweise
ist der Radialwinkel α zu 12° gewählt.
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Ebenfalls
vorteilhafterweise ist der der Ebenenwinkel β zu 1° gewählt.
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Eine
nicht minder vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor,
dass der Axialwinkel δ zu
3° gewählt.
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Bevorzugterweise
ist der Freiwinkel γ zu
7° gewählt.
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Die
Scheibenfräsereinsätze weisen
von Vorteil eine zentral angeordnete Bohrung auf, vermittels welcher
sie mit einer Klemmschraube am Halter befestigt werden.
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Um
einen besseren Spanablauf zu ermöglichen
ist die Spanablauffläche
in Form einer Hohlkehle ausgebildet.
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Nach
einem weiteren Aspekt der Erfindung sind Scheibenfräsereinsätze vorgeschlagen,
die zum Einsatz an einem Scheibenfräser nach einem der Ansprüche 1 bis
8 vorsehen sind, wobei die Scheibenfräsereinsätze in eine erste und in eine
zweite Gruppe unterteilt sind, wobei die erste Gruppe jeweils nur zur
Anbringung auf der rechten Seite des Scheibenfräsers und die zweite nur zur
Anbringung auf der linken Seite des Scheibenfräsers bestimmt ist, wobei die
Scheibenfräsereinsätze durch
eine im wesentlichen plattenförmig
ausgebildete Wendeschneidplatte ausgebildet sind, die jeweils vier
Montagelagen am Scheibenfräser
ermöglichen,
bei denen jeweils eine Schneidkante bis zum Verschleiß zum Einsatz
gelangt.
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Weitere
Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen oder deren Unterkombinationen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der Zeichnung weiter erläutert. Im
Einzelnen zeigt die schematische Darstellung in:
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1 einen
erfindungsgemäßen Satz
eines rechten und eines linken Scheibenfräsereinsatzes,
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2a eine
Aufsicht auf einen mit Scheibenfräsereinsätzen bestückten Scheibenfräser,
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2b eine
Seitenansicht eines einen mit Scheibenfräsereinsätzen bestückten Scheibenfräsers,
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3a einen
Querschnitt durch eine vermittels eines herkömmlichen Fräsers hergestellte Nut,
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3b einen
Querschnitt durch eine vermittels eines Fräsers mit erfindungsgemäßen Scheibenfräsereinsätzen gefertigte
Nut,
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4 eine
Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Scheibenfräsereinsatzes,
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5 eine
weitere Seitenansicht des Scheibenfräsereinsatzes aus 4,
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6 und 7 eine
schematische Darstellung der Raumlage eines Scheibenfräsereinsatzes bezüglich des
Halters,
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8 einen
Querschnitt in Schnittrichtung A-B aus 7 durch
den Scheibenfräserhalter
und den Scheibenfräsereinsatz,
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9 eine
Teilansicht des Scheibenfräsers aus 7 in
Blickrichtung C-D, und
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10 eine
Detailansicht aus 6.
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Die
in den Figuren gleichen Bezugsziffern bezeichnen gleiche oder gleich
wirkende Elemente.
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1 zeigt
ein erfindungsgemäßes, voneinander
verschiedenes Scheibenfräsereinsatzpaar, wobei
ein linker Scheibenfräsereinsatz 9 und
ein rechter Scheibenfräsereinsatz 10 in
Schrägaufsicht gezeigt
sind. Dabei handelt es sich um eine Wendeplatte die vier Montagelagen
besitzt, bei der jeweils eine Schneidkante 31, 32, 33, 34 bis
zum Verschleiß zum
Einsatz gelangt. Die Wendeplatten werden mit ihren Anlageflächen 11 an
einem Scheibenfräserhalter
(siehe nächste
Figur) bewegungsfrei befestigt. Es sind auch 2-fach (ebenfalls quaderförmig) Wendeplatten
möglich.
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2a und 2b zeigen
linke und rechte Scheibenfräsereinsätze 9 und 10 an
einem Scheibenfräserhalter 40 montiert.
Die Scheibenfräsereinsätze werden
dabei vermittels einer zentral angeordneten Klemmschraube 45 am
Halter befestigt (2b zeigt den Scheibenfräserhalter 40 aus 2a in
Blickrichtung X). Die Umlaufrichtung des Scheibenfräsers um
die Rotationsachse R ist durch den Pfeil U angegeben. Die beiden
Gruppen von Scheibenfräsereinsätzen werden
jeweils nur von einer Seite mit ihrer Anlagefläche 11 an den Scheibenfräserhalter 40 montiert.
Alle Scheibenfräsereinsätze einer
Gruppe (rechts 10 oder links 9) weisen in ihrer Montagelage
die gleiche (spiegelsymmetrisch) leichte Verkippung auf, die in
den folgenden Figuren noch weiter dargestellt und erläutert wird.
Die Schnittkanten der Scheibenfräsereinsätze sind
dabei in Umfangsrichtung hintereinander Angeordnet, wobei sich die
Schneidkanten 31 dabei in Umfangsrichtung ein wenig überlagern,
sodass ein sauberer Nutgrund durch vollständige Materialwegnahme ausgefräst wird.
Der Scheibenfräser
rotiert im Arbeitsgang dabei um die Rotationsachse R in Rotationsrichtung
U.
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3a zeigt
einen Querschnitt durch eine vermittels eines herkömmlichen
mit Scheibenfräsereinsätzen 7 bestückten Scheibenfräsers ausgefräste Nut 5 in
ein Werkstück 6 (dargestellt
sind nur die übereinandergelegten
Scheibenfräsereinsätze ohne Halter
wie sie nacheinander durch die Nut gefahren werden). Die herkömmlichen
Scheibenfräsereinsätze 7 sind
wiederum unter leichter Verkippung an den Scheibenfräserhalter
montiert. Die Verkippung der Scheibenfräsereinsätze jeweils um den Winkel β ist hierbei
notwendig, um keine Klemmung der Scheibenfräsereinsätze an den Nutwänden hervorzurufen. Hierdurch
bildet sich durch die quaderförmige
Ausbildung der Scheibenfräsereinsätze der
leicht dachförmige
Nutgrund 5a durch die ebenfalls angekippten Schneidkanten
aus. Bei besonders toleranzarmen Vorgaben für eine Nut ist der so dachförmige ausgebildete
Nutgrund oft störend
und erfordert eine zeit- und kostenaufwendige Nachbearbeitung. 3b zeigt
einen Querschnitt durch ein Werkstück 6 mit darin eingebrachter
Nut 5 vermittels erfindungsgemäßer linker und rechter Scheibenfräsereinsätze 9 und 10 (dargestellt
sind wieder nur die übereinandergelegten
Scheibenfräsereinsätze ohne
Halter wie sie nacheinander durch die Nut gefahren werden). Durch die
erfindungsgemäße Ausformung
der Scheibenfräsereinsätze in rechten
und linken Ausführungen
und jeweils geformter Schneidkante und Freiflankenfläche entsteht
nunmehr der plane Nutgrund 5b, der keinerlei Nachbearbeitungen
mehr erfordert.
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Die
genauen Kanten und Flächenverläufe der
Scheibenfräsereinsätze werden
anhand der folgenden Figuren näher
erläutert.
Hierbei werden die linken und rechten Scheibenfräsereinsätze entsprechend der 1 spiegelsymmetrisch
(mit der Anlagefläche
als Spiegelebene) ausgebildet, sodass die Erklärungen exemplarisch nur für einen
rechten Scheibenfräsereinsatz
vorgenommen werden.
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4 zeigt
eine Seitenansicht auf die Anlagefläche 11 eines erfindungsgemäßen rechten Scheibenfräsereinsatzes 10,
der wieder als Vierfachwendeplatteneinsatz mit im wesentlichen quadratischer
Grundfläche
und mit vier Stirnseiten 21, 22, 23, 24,
einer Anlagefläche 11 und
einer parallel dazu ausgebildeten Außenfläche 12 (verdeckt)
ausgebildet ist. Hierbei wird der Scheibenfräsereinsatz im Einsatz so montiert,
dass jeweils pro Montagelage der vier möglichen eine Schneidkante 31 bis 34 alleine
zum Einsatz kommt. Da die Schneidkanten vollkommen identisch aufgebaut
sind wird nur die Schneidkante 31 näher erläutert. Die Schneidkante 31 wird
durch die sie begrenzenden Spanablauffläche 211 und Freiwinkelfläche 312 definiert.
Die Spanablauffläche 211 ist
dabei in Form einer Hohlkehle in den quaderförmigen Schneideinsatz 10 an
der Stirnseite 21 angrenzend an die Schneidkante 31 eingebracht.
Die andere Begrenzung der Hohlkehle stellt hierbei eine Begrenzung 212 dar.
Die Schneidkante 31 wird hierbei durch eine jeweils unter
einem Winkel zur Stirnseite 22, zur Stirnseite 21 und
zur Anlagefläche 11 angeschrägte Freiflankenfläche 312 gebildet. 5 zeigt
eine Seitenansicht des Schneideinsatzes 10 aus 4 in
Blickrichtung Y.
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6 zeigt
eine schematische Darstellung der Raumlage des linken Scheibenfräsereinsatzes 10 bezüglich des
Scheibenfräserhalters 40.
Hierbei schließt
die Stirnseite 21 einen Winkel α (Radialwinkel) in radialer
Richtung (Radiale R1) zum Scheibenfräserhalter
ein. Dementsprechend schließt
die Stirnseite 22 denselben Winkel mit der Tangenten bzw. der
orthogonalen radialen R2 ein. Dieser Radialwinkel
ist für
rechten und linken Scheibenfräsereinsatz gleich
vom Betrag und Vorzeichen. Im Beispiel wird dieser Winkel mit 12° gewählt. Das
Detail K wird in 10 näher erläutert, nachdem die weiteren
Verkippungen bezüglich
der Scheibenfräserebene 42 näher erläutert sind.
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7 zeigt
wieder die Darstellung aus 6.
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In 8 ist
ein Schnitt A-B aus 7 gezeigt. Der Scheibenfräserhalter 40 weist
eine Ausnehmung 43 mit Halter-Anlagefläche 44 zur Aufnahme
des Scheibenfräsereinsatzes
an der Anlagefläche 11 desselben
auf (auf eine Darstellung des die Klemmschraube 45 aufnehmenden
Gewindes im Halter 40 in Verlängerung der Bohrung 13 wurde
zur besseren Erkennbarkeit verzichtet). Hierbei weist die Anlagefläche – und damit
der Schneideinsatz – eine Verkippung β (Ebenenwinkel)
aus der Scheibenebene 42 auf. Hierdurch wird eine Klemmung
der Außenseite 12 bzw.
deren begrenzender Kanten am Werkstück bzw. der Nutwände vermieden.
Im gezeigten Beispiel bestimmt sich dieser Winkel zu 1°.
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9 zeigt
eine Ansicht in Blickrichtung C-D aus 7. Bei dieser
Ansicht wird schließlich
der Dritte Winkel δ (Axialwinkel)
den die Anlagefläche zum
Halter einschließt
definiert. Im Beispiel wird dieser Winkel zu 3° festgelegt.
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10 zeigt
das Detail K aus 6. Die Kreisscheibentangentialebene
T ist hierbei parallel zur nicht dargestellten Radialen R2 und zur Rotationsachse R und orthogonal
zur Radialen R1. Die Ebene der Freiflankenfläche 313 schließt da bei
mit der Tangentialebene T den Winkel γ (Freiwinkel) ein und verläuft parallel
zur Rotationsachse R. Der Winkel γ (Freiwinkel)
wird im gezeigten Beispiel zu 7° gewählt.
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Durch
die dreifache Verkippung des Scheibenfräsereinsatzes wird eine Klemmung
der Außenfläche 12 (Ebenenwinkel β = 1° und Axialwinkel δ = 3°) sowie der
bei im Einsatz befindlicher Schneidkante 31 außen am Umfang
des Fräsers
liegender Stirnflache 22 (Radialwinkel α = 12°) am Werkstück bzw. den Nutflächen vermieden.
Mit der Wahl des Freiwinkels γ =
7° und entsprechender
Lage der Freiflankenfläche
zum Scheibenfräserhalter
wird somit ein ebener Nutgrund ermöglicht. Weitere, sonst übliche, Nachbearbeitungsgänge für die Versäuberung
des Nutgrundes sind nicht mehr notwendig.
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- 5
- Nut
- 5a
- dachförmiger Nutgrund
- 5b
- ebener
Nutgrund
- 6
- Werkstück, Material
- 7
- Scheibenfräsereinsatz
(herkömmlich)
- 9
- Scheibenfräsereinsatz
(links)
- 10
- Scheibenfräsereinsatz
(rechts)
- 11
- Anlagefläche des
S
- 12
- Außenfläche
- 13
- Bohrung
- 2i,
i = 1-4
- Stirnseite
- 2i1,
i = 1-4
- Spanablauffläche (Hohlkehle)
- 2i2,
i = 1-4
- mittige
Begrenzung der Spanablauffläche
- 3i,
i = 1-4
- Schneidkante
- 3i1,
i = 1-4
- Spanfläche
- 3i2,
i = 1-4
- Freiflankenfläche
- 3i3,
i = 1-4
- außenseitige
Begrenzung der Freiflankenfläche
- 3i4,
i = 1-4
- anlageseitige
Begrenzung der Freiflankenfläche
- 3i5,
i = 1-4
- mittige
Begrenzung der Freiflankenfläche
- 40
- Halter
- 41
- linke
Seite
- 42
- rechte
Seite
- 43
- Ausnehmung
- 44
- Anlagefläche des
Halters
- 45
- Klemmschraube
- R
- Rotationsachse
des Halters
- U
- Umlaufrichtung
- α
- Radialwinkel
- β
- Ebenenwinkel
- δ
- Axialwinkel
- γ
- Freiwinkel