DE102019122039B3

DE102019122039B3 - Fräswerkzeug

Info

Publication number: DE102019122039B3
Application number: DE102019122039.4A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Zecha Hartmetall Werkzeugfabrikation De GmbH
Priority date: 2019-08-16
Filing date: 2019-08-16
Publication date: 2020-10-29
Anticipated expiration: 2039-08-17
Also published as: US20220324038A1; WO2021032316A1; JP2022544319A; JP2024038380A; EP4007670A1

Abstract

Das Fräswerkzeug (14) aus Hartmetall hat einen zylinderförmigen Schaft (16) und einen Schneidkopf (18) zum Stirnen von Werkstücken aus sprödhartem Material. Der Schneidkopf (18) kann bis zu einer schneidenden Länge (L2) mit Hartmineral bestückt oder beschichtet sein, wobei der Schaft (16) bis zu seinem Einspannende (26) wenigstens einen Freischliffabschnitt (24) mit einem geringeren Durchmesser (d4) als der Schneidkopf (18) hat. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass auch der Freischliffabschnitt (24) eine schneidende Länge (L2.2 - L2) und einen Durchmesser (d4) hat, der kleiner ist als der Durchmesser (d1) der schneidenden Länge (L2) am Schneidkopf (18).

Description

Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug aus Hartmetall mit einem zylinderförmigen Schaft und einem Schneidkopf zum Stirnen von Werkstücken aus sprödhartem Material nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei der spanenden Bearbeitung von Werkstücken aus sehr hartem Material unterliegen die hierfür verwendeten Fräswerkzeuge einem großen Verschleiß. Dieses Problem tritt insbesondere auch bei der Profilbearbeitung von Werkstücken aus Graphit auf, um aus diesen beispielsweise Elektroden zur Funkenerosion herzustellen, die für CNC-Maschinen eingesetzt werden. Der als Ausgangsmaterial verwendete Graphitblock wird dabei in aller Regel mittels eines Schaftfräsers aus Hartmetall bearbeitet, dessen Schneidkopf mit Diamant beschichtet oder bestückt sein kann.
Ein Fräswerkzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus EP 2 540 427 B1 des Anmelders bekannt. Dort ist allein der Schneidkopf wegen seiner geringen beschichteten Länge, die nur eine kurze Zustellung erlaubt, zum Schlichten geeignet, nicht jedoch zum Schruppen. Die sich anschließende Länge des Schaftes ist als Freischliffabschnitt ausgebildet und damit nicht schneidend, so dass sie weder für ein Schruppfräsen noch für ein Schlichten zur Verfügung steht.
Ein weiteres Fräswerkzeug, das die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist, ist in DE 10 2006 026 853 A1 beschrieben und dargestellt. Allerdings schließt sich auch bei diesem an den zum Schlichten dienenden Kopfabschnitt unmittelbar ein nicht schneidender Freischliffabschnitt an, so dass zum Schruppen und zum Schlichten zwei unterschiedlich ausgebildete Fräswerkzeuge vorgehalten und eingesetzt werden müssen.
Gleiches gilt auch für ein Fräswerkzeug nach WO 2018/163148 A1 , dessen schneidender Bereich ebenfalls entweder nur zum Schruppen oder nur zum Schlichten geeignet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fräswerkzeug so auszubilden, dass dieses sowohl zum Schruppen als auch zum anschließenden Schlichten eines Werkstückes eingesetzt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, wonach sich an die kurze, schneidende Länge des zum Schlichten geeigneten Schneidkopfs ein Abschnitt anschließt, der ein Schruppen erlaubt. Der Freischliffabschnitt verhindert aufgrund seines zurückgesetzten Durchmessers das unerwünschte Drücken in radialer Richtung beim Schlichten nach dem Schruppen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind sowohl der Schlichtabschnitt als auch der Schruppabschnitt des Schneidkopfes mit Hartmineral, insbesondere Diamant beschichtet oder bestückt.
Die Erfindung ist nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen:

1 die schematische Darstellung eines zu bearbeitenden Werkstücks, beispielsweise einer Elektrode für die Funkenerosion mit Hilfe eines Schaft- oder Kugelfräsers,
2 die Ansicht eines Torusfräsers mit einem beschichteten Schneidkopf nach dem Stand der Technik,
3 in einer Variante der 2 einen bekannten Torusfräser mit nicht schneidendem Freischliff,
4 die Ansicht eines Fräswerkzeugs nach der Erfindung und
5 eine Ausschnittvergrößerung des Schneidkopfes im Bereich V der 4.

1 zeigt schematisch die Ansicht eines Werkstücks 10 aus sprödhartem Material, beispielsweise Graphit, dessen kegelförmiges Oberteil 12 zu bearbeiten ist, um beispielsweise eine Elektrode zur Funkenerosion herzustellen. Zur Herstellung des gewünschten Profils des Oberteils 12 dient ein insgesamt mit 14 bezeichnetes Fräswerkzeug, das einen zylindrischen Schaft 16 und einen hier kugelförmigen Schneidkopf 18 hat. Bei der Bearbeitung dreht sich das Fräswerkzeug 14 um seine Längsachse 22 und bewegt sich gleichzeitig entlang des Profils des Werkstücks 10 um dessen Längsachse 20. Für die Bearbeitung des kegelförmigen Oberteils 12 wird das Fräswerkzeug 14 sowohl in x- als auch in z-Richtung bewegt, wahlweise auch in allen drei Achsen x, y und z.
2 zeigt eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Fräswerkzeugs 14, das hier als Torusfräser ausgebildet ist. Wie aus EP 2 540 427 B1 des Anmelders bekannt, hat bei diesem der an der Spitze des Schaftes 16 mit dem Durchmesser d1 vorgesehene Schneidkopf 18 eine Länge s, die sich zusammensetzt aus dem Radius r der Kantenrundung und einer kurzen Zugabenlänge a. Der Schneidkopf 18 hat in der Höhe s, d.h. am Übergang in den Schaft 16, denselben Durchmesser d1 wie der Schaft 16. Das hat zur Folge, dass mit fortschreitender Zustellung des Fräswerkzeugs 14 beim Schlichtfräsen und beim Schruppen in der Axialrichtung z (s. 1) der nicht schneidende Schaft 16 radialen Druckbelastungen und damit Verformungen ausgesetzt ist, was sich nicht nur auf die Fräsgenauigkeit auswirkt, sondern auch zu einem Bruch des Schaftes 16 führen kann.
Die in 3 gezeigte, verbesserte Ausbildung des Fräswerkzeugs 14 nach EP 2 540 427 B1 bringt hier eine gewisse Abhilfe, weil dort der Schaft 16 einen kleineren Durchmesser d3 hat als der Schneidkopf 18 in Höhe s, der dadurch radial über den Schaft 16 vorsteht. Damit wird bis zum Einspannende 26 des Fräswerkzeugs 14 ein nicht schneidender Freischliff 28 gebildet, so dass beim Schruppen oder Schlichten keine radialen Druckkräfte erzeugt werden. Diese treten erst dann auf, wenn beim axialen Zustellen des Fräswerkzeugs 14 der Schneidendurchmesser d1 allmählich abnimmt, bis er das Maß d3 erreicht, so dass der nicht schneidende Längenbereich des Freischliffes 28 ein radiales Drücken verursacht.
Die Ausgestaltung des Schneidkopfs 18 des Fräswerkzeugs 14 gemäß der Erfindung ergibt sich aus den 4 und 5. Insbesondere 5 zeigt, dass der Schneidkopf 18 an seiner Spitze einen schneidenden Bereich mit der Länge L2 und dem Durchmesser d1 hat, der zum Schlichten eines zuvor geschruppten Oberteils 12 eines Werkstücks 10 (vgl. 1) dient. Die Länge L2 entspricht der maximalen Zustellung des Fräswerkzeugs 14 beim Schlichten.
Am Punkt W1 geht der Schneidkopf 18 über in den Abschnitt 24 mit der Länge L2.2 - L2 = L2.1, dessen Durchmesser d4 etwas geringer ist (beispielsweise etwa 0,05 mm) als der Durchmesser d1 des schneidenden Bereichs L2. Gemäß der Erfindung ist auch der Abschnitt L2.2 - L2 = L2.1 schneidend ausgebildet und dient zum Schruppfräsen des Werkstücks.
Erst am Umfang W2 erstreckt sich über die Länge L3-L2.2 des Schafts 16 bis zum Beginn des Einspannendes 26 ein freier, nicht schneidender Freischliffabschnitt 28 mit dem nochmals reduzierten Durchmesser d3. Das Einspannende 26 hat dann einen gleichen oder etwas größeren Durchmesser d2.
Sowohl der Schneidkopf 18 als auch der Schruppabschnitt 24 können über ihre Länge L2 bzw. L2.2-L2 = L2.1 mit Hartmineral, beispielsweise Diamant beschichtet sein.

Claims

Fräswerkzeug aus Hartmetall mit einem zylinderförmigen Schaft (16) und mit einem Schneidkopf (18) zum Stirnen von Werkstücken aus sprödhartem Material, wobei der Schneidkopf (18) als Torusfräser oder Kugelfräser mit einer schneidenden Länge ausgebildet ist und der Schaft (16) bis zu seinem Einspannende (26) wenigstens einen Freischliffabschnitt (28) mit einem geringeren Durchmesser (d3) als der Schneidkopf (18) hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze des Schneidkopfes (18) auf einer zum Schlichten dienenden Länge (L2) mit einem Durchmesser (d1) mit Hartmineral beschichtet oder bestückt ist, an den sich ein zum Schruppen dienender Abschnitt (24) mit der schneidenden Länge (L2.2 - L2 = L2.1) und einem reduzierten Durchmesser (d4) anschließt, der kleiner ist als der Durchmesser (d1) der zum Schlichten dienenden schneidenden Länge (L2) am Schneidkopf (18) und größer als der Durchmesser (d3) des Freischliffabschnitts (28).
Fräswerkzeug aus Hartmetall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch die zum Schruppen dienenden schneidende Länge (L2.1) mit Hartmineral beschichtet oder bestückt ist.