DE10308037B4 - Rotary cutting tool, in particular milling tool - Google Patents
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Abstract
Rotierendes Schneidwerkzeug, insbesondere Fräswerkzeug, mit einem um eine vertikale Achse rotierenden Trägerkörper, der an seinem Umfang Aufnahmen aufweist für die feste Anbringung von Schneidplatten oder Kassetten mit Aufnahmen für Schneidplatten, wobei am Umfang des Trägerkörpers einander folgende, auf gleicher Achse angeordnete Schneidplatten mit um einen Winkel versetzten Schneidkanten um einen bestimmten Winkel so gegeneinander verdreht sind, dass durch unterschiedliche Flugbahnen der Schneidkanten eine Trennung des abzuspanenden Werkstück-Aufmaßes in mehrere Späne erzwungen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidplatten (26, 40) polygonal sind, mindestens jede zweite Aufnahme im Trägerkörper oder in der Kassette so geformt ist, dass eine Schneidplatte (26, 40) wahlweise in einer von zwei Drehpositionen festlegbar ist und in Sitzflächen (28, 30, 46, 48) der Aufnahmen (24, 42) für eine Drehposition Ausnehmungen (32, 34, 50, 52) geformt sind, deren Flächen Sitzflächen für eine zweite Drehposition der (26 40), Schneidplatte bilden.rotating Cutting tool, in particular milling tool, with a support body rotating about a vertical axis, at its periphery Has recordings for the fixed attachment of inserts or cassettes with recordings for inserts, wherein at the periphery of the carrier body each other following, arranged on the same axis inserts with an angle offset cutting edges by a certain angle against each other are twisted that by different trajectories of the cutting edges forced a separation of abzuspanenden workpiece allowance in several chips is, characterized in that the cutting plates (26, 40) polygonal are formed, at least every second receptacle in the carrier body or in the cassette so is that an insert (26, 40) optionally in one of two Rotary positions can be determined and seat surfaces (28, 30, 46, 48) of the recordings (24, 42) for a rotational position recesses (32, 34, 50, 52) are formed, whose surfaces seats for one second rotational position of the (26 40), forming the cutting plate.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein rotierendes Schneidwerkzeug, insbesondere Fräswerkzeug, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a rotary cutting tool, in particular Milling tool, after the preamble of claim 1.
Schneidwerkzeuge, insbesondere Fräswerkzeuge, ermöglichen eine Umsetzung ihres hohen Leistungsvermögens nur bei stabilen Bearbeitungsbedingungen. In der Praxis liegen derartige Bedingungen selten vor. Bei dem Zerspanen spielt die Dynamik des Prozesses eine große Rolle. Die Systemelemente Maschine, Werkstück, Werkzeug sowie die Spannmittel von Werkstück und Werkzeug üben simultan einen Einfluss auf die Dynamik aus.Cutting tools, in particular milling tools, enable an implementation of their high performance only at stable processing conditions. In practice, such conditions are rare. In the machining the dynamics of the process play a big role. The system elements Machine, workpiece, Tool and the clamping means of workpiece and tool practice simultaneously an impact on the dynamics.
Betrachtet man das physikalische Kraftsystem, dann kommt es beim Fräsen durch den unterbrochenen Schnitt zu einem periodischen Aufschlag der Schneiden auf das Werkstück, wodurch eine erzwungene Schwingung mit einer bestimmten Frequenz und einer kraftabhängigen Amplitude verursacht wird. Die einwirkenden Kraftimpulse führen im Zusammenwirken mit den anderen Systemelementen und den eingestellten Schnittwerten zu unvermeidlichen Schwingungserscheinungen bis hin zum so genannten „Rattern", wodurch die Bearbeitung deutlich erschwert und nur mit relativ geringer Produktivität ausgeführt werden kann. Naturgemäß gibt es Ursachen für instabile Bedingungen auf Seiten der Maschine, des Werkstücks und der Spannmittel, was hier im Einzelnen nicht untersucht werden soll. Im Fräsprozess werden durch die vom Werkzeug ausgehenden Zerspankräfte Schwingungen im System verursacht. Die Auswirkungen hängen von der Größe der Kräfte und von der Aufschlaghärte ab. Um optimale dynamische Gegebenheiten zu erzielen, ist es angezeigt, die Masse des Fräskörpers groß auszulegen, den Fräsgrundkörper aus schwingungsdämpfenden Werkstoffen zu fertigen, eine ungleiche Teilung der Schneiden am Fräserumfang vorzunehmen, die Auftreffbedingungen zu minimieren (große Neigungs- und Spanwinkel), eine Auswahl von Schnittwerten mit kleiner Spanungsbreite und großer Spandicke und eine Schneidenunterteilung vorzunehmen, z.B. durch Einschleifen von Teilungskerben.considered one the physical force system, then it comes through during the milling the interrupted cut to a periodic impact of the cutting edges on the workpiece, whereby a forced oscillation with a certain frequency and a power-dependent one Amplitude is caused. The acting force impulses result in interaction with the other system elements and the set cutting values to inevitable vibration phenomena up to the so-called "chattering", whereby the processing clearly complicated and run only with relatively low productivity can. Naturally there is Reasons for unstable conditions on the part of the machine, the workpiece and the clamping device, which is not to be examined here in detail. In the milling process become vibrations due to the cutting forces emitted by the tool caused in the system. The effects depend on the size of the forces and from the impact hardness from. In order to achieve optimal dynamic conditions, it is advisable to make the mass of the cutter body large, the milling base body antivibration To produce materials, an unequal division of the cutting edges cutters scope to minimize the impact conditions (large inclination and rake angle), a selection of cutting values with small chip width and big Chip thickness and cutting division, e.g. by Grinding division notches.
Aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rotierendes Schneidwerkzeug, insbesondere Fräswerkzeug zu schaffen, das einen dynamisch stabilen Prozess ermöglicht.Of the Invention is based on the object, a rotating cutting tool, in particular milling tool to create a dynamically stable process.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is solved by the features of claim 1.
Bei dem erfindungsgemäßen Schneidwerkzeug sind wie im Stand der Technik am Umfang des Trägerkörpers einander folgende, auf gleicher Achse angeordnete Schneidplatten um einen bestimmten Winkel so gegeneinander verdreht, dass durch unterschiedliche Flugbahnen der Schneidkanten eine Trennung des abspanenden Werkstoffstück-Aufmaßes in mehrere Späne erzwungen wird. Die Schneidplatten sind bei der Erfindung polygonal. Dadurch erfolgt die Schnittaufteilung durch eine koaxiale Schneidendurchdringung von mehrkantigen Schneidplattenformen. Das Prinzip beruht darauf, dass die Schneidplatten auf gleicher Achse liegend um einen bestimmten Winkel so gegeneinander verdreht werden, dass die unterschiedlichen Flugbahnen eine Trennung in mehrere Späne erzwingen. Es ist bekannt, dass eine Schnittaufteilung durch die Verkleinerung der Spanungsbreite bei gleichzeitiger Erhöhung der Spanungsdicke den Fräsprozess deutlich stabilisiert.at the cutting tool according to the invention are as in the prior art on the circumference of the carrier body following each other, on the same axis arranged inserts by a certain angle so twisted against each other, that by different trajectories the cutting edges a separation of the abspanenden material piece allowance in several Shavings forced becomes. The inserts are polygonal in the invention. Thereby the cut division is done by a coaxial cutting penetration of polygonal inserts. The principle is based on that the inserts lying on the same axis to a certain Angle so twisted against each other that the different Trajectories force a separation into several chips. It is known, that a cut division by reducing the Spanungsbreite with simultaneous increase the chip thickness the milling process clearly stabilized.
Für die Schneidplatte kann eine übliche Wendeschneidplatte verwendet werden von polygonaler Form. Vorzuziehen ist jedoch nach einer Ausgestaltung der Erfindung eine Schneidplatte gleicher Kantenlänge, z.B. eine quadratische, sechs- oder achteckige Schneidplatte. Vorzugsweise sind die Schneidplatten jeweils paarweise in zueinander verdrehter Drehposition angeordnet. Mit anderen Worten, in Umfangsrichtung gesehen hat jede übernächste Schneidplatte die gleiche Drehposition wie die Ausgangsschneidplatte. Die dazwischenliegenden Schneidplatten sind jeweils um einen bestimmten Winkel verdreht. Bei einer Oktaederplatte beträgt dieser Winkel 22,5° und bei einer quadratischen Platte 45°. Bei einer quadratischen Schneidplatte in erfindungsgemäßer Anwendung ergibt sich immerhin eine mögliche Spanunterteilung von drei Spänen. Bei einer Oktaederplatte ergibt sich eine maximale Spänezahl von fünf.For the cutting plate can be a usual indexable insert be used of polygonal shape. However, it is preferable after According to one embodiment of the invention, an insert of equal edge length, e.g. a square, hexagonal or octagonal insert. Preferably the inserts are in pairs twisted in pairs Rotational position arranged. In other words, in the circumferential direction saw every next but one insert the same rotational position as the starting cutting plate. The intervening Cutting inserts are each rotated by a certain angle. For an octahedron plate this is Angle 22.5 ° and with a square plate 45 °. In a square cutting plate in the inventive application after all, there is a possible Span division of three chips. An octahedron plate results in a maximum number of chips five.
Da die Schwingungsanfälligkeit im System mit der Zähnezahl ansteigt, wird mit dem Prinzip des gleichzeitigen Anstiegs der Spanteilungen eine wirksame Maßnahme zur dynamischen Stabilität erreicht. Die koaxiale Durchdringung ist insbesondere mit einer Oktaeder-Wendeschneidplatte besonders für Fräsarbeiten effektiv, bei denen in einem Arbeitsgang große Schnitttiefen abzuspanen oder große Werkzeugauskragungen notwendig sind. Derartige Einsatzfälle liegen beim Ausfräsen von Taschen und Auskoffern von Gesenken vor. Auch das Tauchfräsen lässt sich wirtschaftlich gestalten, da auch in Werkzeugachsrichtung eine Schnittaufteilung erzwungen wird.Since the susceptibility to vibration in the system increases with the number of teeth, with the principle of the simultaneous increase of the chip divisions an effective measure for dynamic stability is achieved. The coaxial penetration is particularly particular with an octahedral indexable insert effective for milling jobs where large cutting depths are required in one operation or large tool protrusions are required. Such applications are present when milling pockets and Auskoffern of dies. Even plunge milling can be designed economically, since even in Werkzeugachsrichtung a cut division is enforced.
Die Erfindung ist sowohl für Monoausführung (Anbringung der Schneidplatten unmittelbar am Grundkörper) als auch in Kassettenausführung vorteilhaft. Bei der Kassettenausführung nimmt der Grundkörper bekanntlich in Aufnahmen einzelne Kassetten auf, die ihrerseits dann Aufnahmen für die Schneidplatten aufweisen.The Invention is for both Mono version (attachment the inserts directly on the body) as well as in cassette design advantageous. For the cassette version takes the body known in recordings on individual cassettes, in turn then recordings for having the cutting plates.
Erfindungsgemäß sind die Aufnahmen im Grundkörper so gestaltet, dass sie die polygonalen Schneidplatten in mindestens zwei verschiedenen Drehpositionen aufnehmen können. Hierfür sind in Sitzflächen der Aufnahmen für eine Drehposition Ausnehmungen geformt, deren Flächen Sitzflächen für die zweite Drehposition der Schneidplatten bilden. Eine derartige Ausbildung des Grundkörpers erfordert naturgemäß eine derartige Ausbildung der Aufnahmen nur für die jeweils übernächsten Aufnahmen, während die dazwischenliegenden Aufnahmen herkömmlich ausgeführt sein können. Eine derartige Ausbildung des Grundkörpers hat den Vorteil, dass mit demselben Werkzeug und den gleichen Wendeschneidplatten sowohl ohne als auch mit Schnittaufteilung gearbeitet werden kann. Lässt es die Stabilität im System zu, kann ohne Schnittaufteilung gefräst werden (alle Wendeschneidplatten befinden sich in Normalstellung ohne Verdrehung). Hierbei kommt es nicht zu einer Verdoppelung des Zahnvorschubs und die Gefahr einer Überbelastung der Schneiden kann vermieden werden. Liegen dagegen instabile Fräsbedingungen vor oder sind große Schnitttiefen zu bewältigen, dann kann der Anwender in wenigen Minuten durch Verdrehen jeder zweiten Wendeschneidplatte die koaxiale Schneidendurchdringung realisieren, ohne dabei einen Werkzeugwechsel vornehmen zu müssen. Zu beachten ist dabei, dass sich der Zahnvorschub verdoppelt, was aber im Interesse der dynamischen Stabilität durchaus gewollt ist.According to the invention Shooting in the main body designed so that they are the polygonal inserts in at least can record two different rotational positions. For this purpose are in seats of the Recordings for formed a rotational position recesses whose surfaces seat surfaces for the second rotational position of the Forming inserts. Such a design of the body requires naturally such Training the shots only for the next but two shots, while the intervening recordings are conventionally executed can. Such a design of the body has the advantage that with the same tool and the same indexable inserts both without as well as can be worked with cut division. Leave it Stability in the System to, can be milled without cutting division (all indexable inserts are in normal position without rotation). Here comes It does not lead to a doubling of the tooth feed and the danger an overload the cutting can be avoided. On the other hand, there are unstable milling conditions before or are great To handle cutting depths, then the user can in a few minutes by twisting each one second indexable insert realize the coaxial cutting penetration, without having to make a tool change. It should be noted that the tooth feed doubles, but in the interest of the dynamic stability quite wanted.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The The invention will be explained in more detail with reference to drawings.
In
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Man
erkennt, dass in die Sitzflächen
Bei
der Ausführungsform
nach
Auch
in den
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