-
Die
Erfindung bezieht sich auf einen Eckfräser nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
-
Für die spanende
Herstellung von ebenen Formelementen mit rechtwinkligen Absätzen, Nuten usw.
werden Eck-Fräswerkzeuge
eingesetzt, deren Hauptschneidkante einen Einstellwinkel von κr =
90° aufweist.
Für kleinere
Durchmesser wird normalerweise ein Schaftfräser, für mittlere Durchmesser ein Aufsteckfräser und
für größere Durchmesser
ein Eck-Fräskopf
verwendet. Schaftfräser
werden bis zu einem Durchmesser von etwa 40 mm aus Schnellarbeitsstahl
oder Voll-Hartmetall mit drallgenuteten Schneiden hergestellt. Durch
das Schleifen der verdrallten Werkzeugschneiden werden große Neigungswinkel λs bei
hoher Präzision
der erzeugenden Formelemente verwirklicht. Die Verwendung von Hartmetall-Wendeschneidplatten
bringt erhebliche Vorteile und ist bei Schaftfräsern ab ungefähr 12 mm Durchmesser
sowie bei Aufsteck- und Eck-Fräsköpfen Stand
der Technik.
-
Um
bei Wendeschneidplatten für
die Nebenschneide einen Einstellwinkel von κ'r > 0 zu erhalten, werden üblicherweise
zweischneidige Rhombus- oder dreischneidige Dreikant-Wendeschneidplatten zum
Einsatz gebracht.
-
Zur
Erreichung eines günstigen
Schnittverhaltens mit geringer Geräuschentwicklung und hoher Laufruhe
muß ein
weicher Schneideneingriff gesichert werden, zumal beim Eckfräsen oft
große Schnittiefen
auftreten. Es werden möglichst
große positive
Span- und Neigungswinkel
angestrebt. Bekanntermaßen
verringert ein positiver Spanwinkel die Schnittkraft und der Neigungswinkel
vermindert den Kraftimpuls zum Zeitpunkt des Anschnitts. Während große positive
Spanwinkel in moderaten Größenordnungen
leicht realisierbar sind, haben große Neigungswinkel bei Wendeschneidplatten
mit geraden Schneidkanten zwangsläufig geometrisch bedingte Abweichungen
von der Geradheit an der rechtwinkligen Werkstück-Seitenwand zur Folge. Es
entstehen Abweichungen in konvexer Form, deren Größe nicht nur
vom Neigungswinkel, sondern auch vom Werkzeugdurchmesser abhängt. Hinzu
kommt, daß die Abweichungen
mit dem Abstand vom Schwenkungspunkt ansteigen. Aus naheliegenden
Gründen
werden die Wendeschneidplatten üblicherweise
um einen Punkt verschwenkt, der auf der halben Länge der Schneidkantenlänge liegt.
Dennoch sind bei Neigungswinkeln λs ≠ 0° Formabweichungen
unvermeidlich. Es entsteht eine konvex ausgebildete Schnittfläche, da
nur der Schwenkpunkt auf dem kleinsten Flugkreisdurchmesser liegt.
Alle anderen Schneidenpunkte befinden sich auf achsferneren Flugbahnen und
erzeugen somit eine bauchige Werkstück-Istkontur.
-
Die
einerseits erwünschten
möglichst
großen
Neigungswinkel verbessern zwar das Schnittverhalten, haben jedoch
nicht vertretbare Formabweichungen zur Folge, die Korrekturmaßnahmen
notwendig machen. Eine Korrektur kann darin bestehen, daß eine konvexe
Gegenkontur an den Schneidkanten angeschliffen wird. Eine solche
Korrektur ist jedoch jeweils nur für einen Werkzeugdurchmesser
anwendbar. Beim durchmesserbezogenen Korrekturschleifen ergeben
sich mithin neben dem hohen Aufwand nahezu unlösbare logistische Probleme
der Zuordnung der Wendeschneidplatten zu den Werkzeugen.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Eckfräser zu schaffen,
der bei einem günstigen Schnittverhalten
mit hoher Laufruhe arbeitet und vertretbare Formabweichungen erzeugt.
-
Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
-
Beim
dem erfindungsgemäßen Eckfräser weist
die Hauptschneidenkante der Wendeschneidplatte eine sägezahnartige
Zahnung auf, wobei die Zahnscheitel auf einer Ge raden liegen, die
im wesentlichen einen Neigungswinkel von etwa λs =
0° aufweist.
-
Die
flachen Flanken der Zähne
bilden einen Schneidkantenabschnitt mit einem Neigungswinkel λ's > 0°. Die Schneidenabsenkung im
Bereich der Schneidenflanke des Sägezahns beträgt mindestens 0,5
mm.
-
Aus
EP 0 480 576 und
EP 0 585 871 sind Wendeschneidplatten
bekannt geworden, bei denen die Schneidkanten in Schneidkantenabschnitte
unterteilt sind, zwischen denen jeweils eine Stufe liegt. Zwischen
den Stufen steigen die Schneidkantenabschnitte rampenartig an, und
die Anordnung ist dergestalt, daß die Schneidkantenabschnitte
sich im Stufenbereich überlappen.
Es ist angestrebt, hierdurch ein Rattern zu vermeiden bzw. zu minimieren und
separate Spanabschnitte zu erzeugen. Der Einstellwinkel ist bei
den bekannten Schneidplatten über ihre
Länge konstant.
Aus
EP 0 814 932 A1 (bzw.
der deutschsprachigen Übersetzung
DE 696 04 484 T2 ) ist
eine Schneidplatte bekannt geworden, bei der die Schneidkante ebenfalls
in gestufte Schneidkantenabschnitte unterteilt ist, wobei der Übergang
der Stufen so gewählt
ist, daß ein
stumpfer Winkel gebildet ist. Außerdem liegen die Schneidkantenabschnitte auf
dem Mantel eines gedachten Zylinders. Mit der bekannten Schneidplatte
soll die spanbrechende Eigenschaft verbessert, die Schneidkraft
verringert und die Abnutzung minimiert werden.
-
Bei
der Erfindung wird zwar auch eine gestufte Schneidekante verwendet,
diese soll jedoch zur Verringerung der Kraftimpulse einen Neigungswinkel
von ≠ 0° aufweisen,
um eine annähernd
plane bzw. gerade Seitenwandkontur des zu bearbeitenden Werk stücks zu erzielen.
Zu diesem Zweck ist die Anordnung der Zahnscheitel auf einer Geraden,
deren Neigungswinkel zur Drehachse des Eckfräserst annähernd 0° ist, vorzugsweise jedoch 2
bis 3° aufweist.
-
Nach
einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Schneidkantenabschnitte
konvex gewölbt.
Alternativ können
die Zahnscheitel von zweiten Schneidkantenabschnitten gebildet sein
mit einem Neigungswinkel von λs annähernd
= 0°.
-
Insgesamt
wird mit der Erfindung ein günstiges
Schnittverhalten mit hoher Laufruhe durch die erfindungsgemäße Schnittaufteilung
erreicht. Die spezielle Schneidengestaltung erlaubt noch vertretbare Formabweichungen
beim Eckfräsen.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
-
1 zeigt einen herkömmlichen
Schaftfräser
mit Wendeschneidplatten.
-
2 zeigt die Seitenansicht
von 1 in Richtung Pfeil 2.
-
3 zeigt vergrößert eine
geneigte Wendeschneidplatte des Schaftfräsers nach den 1 und 2 sowie
die damit hergestellte Werkstückkontur.
-
4-7 zeigen verschiedene Ausführungsformen
von Wendeschneidplatten für
einen Eckfräser nach
der Erfindung.
-
In 1 ist ein Schaftfräser 10 dargestellt mit
einem schaftförmigen
Werkzeugträger 12,
an dem in 2 zwei rhombische
Wendeschneidplatten 14, 16 angebracht sind. Es
handelt sich um einem Eckfräser.
Dementsprechend sind die geraden Hauptschneiden in einem Einstellwinkel κr =
90° angeordnet.
Der Nebeneinstellwinkel ist κ'r > 0°. Zur Erzielung eines weichen
Anschnittverhaltens ist die Wendeschneidplatte 14 nach 2 um einen Punkt, der in
der Achse des Fräsers 10 liegt,
um einem Winkel von λs geschwenkt. Der Schwenkpunkt liegt auf der
halben Länge 1 der
Schneidkante. Der Schwenkpunkt ist mit 18 bezeichnet.
-
In 3 ist die Wendeschneidplatte
vergrößert herausgestellt.
Mit 20 ist die Kontur der Seitenwand des Werkstücks 22 dargestellt,
die mit der Wendeschneidplatte 14 erzeugt wird. Man erkennt eine
bauchige Kontur, die naturgemäß unerwünscht ist.
-
Um
annähernd
eine gewünschte
Sollkontur zu erzeugen bei gleichzeitig günstigem Schneidverhalten und
großer
Laufruhe, sind die Ausführungsformen
nach den 4 bis 7 gedacht. Die Wendeschneidplatte 14a,
die in der Kontur rechteckförmig sein
kann, weist eine Hauptschneidkante auf, die nach Art einer Sägezahnung 30 in
einzelnde Schneidkantenabschnitte 32 unterteilt ist, die
durch eine steile Flanke 34 der Zahnung gegenüber dem nächsten Schneidkantenabschnitt 32 abgesetzt
sind. Die Scheitel der dargestellten Sägezähne ist in einem spitzen Winkel
ausgebildet. Sie liegen auf einer Geraden 36, welche in
geringem Abstand parallel zur Achse 38 des nicht gezeigten
Werkzeugträgers
angeordnet ist. Mithin ist die Wendeschneidplatte 14a insgesamt
unter einem Neigungswinkel λs = 0° angeordnet,
während
die Schneidkantenabschnitte 32 einen Neigungswinkel λ's aufweisen,
der ungleich 0° ist.
Eine Schneidenabsenkung Δx beträgt
mindestens 0,5 mm, vorzugsweise 0,5 bis 0,8 mm. Mit der beschriebenen
Wendeschneidplatte 14 wird ein Einzelspan mit einer partiellen
Schnittiefe von Δ ap abgehoben.
-
Bei
der Ausführungsform
nach 5 weist die Wendeschneidplatte 14b ebenfalls
eine sägezahnartige
Zahnung auf, wobei jedoch die Scheitel einen zweiten Schneidkantenabschnitt 40 zwischen den
ersten Schneidkantenabschnitten 32 bilden. Die zweiten
Schneidkantenabschnitte 40 liegen auf der Drehachse 38 des
nicht gezeigten Werkzeugträgers. Die
zweiten Schneidkantenabschnitte 40 dürfen nur eine begrenzte Länge aufweisen,
um die gewünschte hohe
Laufruhe zu gewährleisten.
-
Bei
der Ausführungsform
nach 6 ist eine Wendeschneidplatte 14c dargestellt,
bei der die Schneidkantenabschnitte 32c nach außen gewölbt sind
mit einem Radius rs. Auch hier liegen die
Scheitel der Zähne
auf der Drehachse 38.
-
Die
Wendeschneidplatte nach 7 entspricht
derjenigen nach 5, ist
daher mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zum Unterschied zu 5 ist jedoch die gesamte Wendeschneidplatte 14b um einem
Winkel von etwa 2 bis 3° verschwenkt,
und zwar um einen Schwenkpunkt 18c, der auf der halben
Länge der
Hauptschneidkante liegt und zugleich auf der Drehachse 38.
Es versteht sich, daß die
Wendeschneidplatten 14a und 14c ebenfalls um einen kleinen
Winkel geschwenkt werden können.