DE10316371A1

DE10316371A1 - Fräswerkzeug, insbesondere Profilfräser

Info

Publication number: DE10316371A1
Application number: DE2003116371
Authority: DE
Inventors: Matthias Oettle
Original assignee: Hartmetall Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH
Current assignee: Hartmetall Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-04-11
Also published as: DE10316371B4

Abstract

Bei einem Fräswerkzeug, insbesondere Profilfräser, mit einem mit einer Antriebsspindel verbindbaren Grundkörper 3 als Träger für eine Mehrzahl von Schneidplatten 7, die entlang des Umfangs des Grundkörpers verteilt angeordnet und an diesem mittels einer Spannschrauben 21 und Spannflächen 15 und 23 aufweisenden Spanneinrichtung austauschbar festgelegt sind, sind die Schneidplatten 7 selbst als Bestandteil der Spanneinrichtung mit den Spannflächen 15 und 23 versehen und mittels der Spannschrauben 21 an Passflächen 11 bzw. 13 anlegbar, die in umfänglichen Vertiefungen 5 des Grundkörpers 3 ausgebildet sind, welche den Sitz für die betreffende Schneidplatte bilden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fräswerkzeug, insbesondere Profilfräser, mit einem mit einer Antriebsspindel verbindbaren Grundkörper als Träger für eine Mehrzahl von Schneidplatten, die entlang des Umfangs des Grundkörpers verteilt angeordnet und an diesem mittels einer Spannschrauben und Spannflächen aufweisenden Spanneinrichtung austauschbar festgelegt sind.

Bei Fräswerkzeugen dieser Art mit am Umfang des Grundkörpers festgespannten Schneidplatten handelt es sich üblicherweise um einstellbare Werkzeuge, beispielsweise Scheibenfräser, die mit Wendeschneidplatten bestückt sind. Andererseits werden nicht einstellbare Fräswerkzeuge, beispielsweise Profilfräser, in einstückiger Bauweise gefertigt, indem ein einteiliger Rohling durch Schleifen bearbeitet wird, um am Umfang des Grundkörpers die Schneidenanordnung mit gewünschter Profilierung auszubilden. Bei dieser Bauweise besteht nicht nur der Schneiden- oder Arbeitsbereich aus dem für die erforderliche Schneidleistung und Standzeit erforderlichen Werkstoff, d.h. aus Hartmetall, sondern auch der Grundkörper. Dadurch ergeben sich nicht nur äußerst hohe Materialkosten; sondern wegen der Schwierigkeiten bei der Bearbeitung von Hartmetall auch beträchtliche Herstellungskosten. Fräswerkzeuge dieser Art sind daher sehr kostspielig. Wenn im Betrieb auch nur eine einzige Schneide soweit beschädigt wird oder ausbricht, dass eine Instandsetzung durch Überschleifen des gesamten Fräswerkzeuges nicht mehr möglich ist, wird das Werkzeug unbrauchbar, was in Anbetracht der hohen Kosten einen hohen Kapitalverlust darstellt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Fräswerkzeug zu schaffen, das sowohl hinsichtlich der Herstellungskosten günstig ist als auch einen wirtschaftlichen Einsatz gewährleistet.

Bei einem Fräswerkzeug der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schneidplatten selbst als Bestandteil der Spanneinrichtung mit den Spannflächen versehen und mittels der Spannschrauben an Passflächen anlegbar sind, die in umfänglichen Vertiefungen des Grundkörpers ausgebildet sind, welche den Sitz für die betreffende Schneidplatte bilden.

Dadurch, dass erfindungsgemäß die Schneidplatten selbst den Hauptteil der Spanneinrichtung bilden und mit an ihnen selbst ausgebildeten Spannflächen unmittelbar mit zugeordneten Passflächen in Vertiefungen des Grundkörpers verspannt ist, ist ein Fräswerkzeug geschaffen, das die bei einstellbaren Fräswerkzeugen an sich gegebenen Vorteile nützt, d.h. diese Vorteile auf nicht einstellbare Werkzeuge, wie Profilfräser, überträgt, ohne jedoch die bei einstellbaren Werkzeugen gegebenen Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Durch einfache Ausbildung der Spanneinrichtung ist der bei einstellbaren Werkzeugen gegebene Nachteil des komplizierten Aufbaus der verstellbaren Spanneinrichtung für die Schneidplatten vermieden, wie er bei einstellbaren Werkzeugen durch die erforderliche Anzahl von zueinander verstellbaren Einzelteilen der Spanneinrichtung gegeben ist. Andererseits wird der Vorteil genutzt, dass einzelne, gegebenenfalls beschädigte Schneidplatten ausgetauscht werden können, somit die Kapitalverluste durch Verlust des Gesamtwerkzeuges vermieden sind. Da der Grundkörper nicht aus dem für die Schneidplatten vorgesehenen Hartmetall gebildet sein muß, ergeben sich wesentliche Verringerungen der Material- und Fertigungskosten.

Eine besonders sichere Lagefixierung der Schneidplatten ergibt sich, wenn die Vertiefungen im Grundkörper einander gegenüberliegenden Passflächen aufweisen, zwischen denen die betreffende Schneidplatte aufnehmbar ist: Vorzugsweise bilden die Passflächen in der Vertiefung des Grundkörpers radial nach einwärts zueinander konvergierende Ebenen. In vorteilhafter Weise kann bei solcher Ausgestaltung die Achsrichtung der die Schneidplatten mit Spannkraft beaufschlagenden Spannschrauben so gewählt sein, dass durch die Spannkraft eine nach einwärts gerichtete Radialkraftkomponente entsteht, um die Schneidplatte gegen den Grund der Vertiefung hin vorzuspannen. Die Schneidplatte wird somit mit ihren Spannflächen in der sich nach einwärts verjüngenden Vertiefung an beide Passflächen angelegt.

Hierbei ist die Tiefe der Vertiefungen vorzugsweise so gewählt, dass am Grund der Vertiefungen ein Freiraum zwischen dem Ende der in der Vertiefung sitzenden Schneidplatte gegeben ist.

Die Spannflächen an den Schneidplatten können speziell bearbeitete, erhabene Teilflächen der Seitenflanken der Schneidplatten sein, an die zurückgesetzte Teilflächen der Seitenflanken angrenzen, bei denen keine entsprechend genaue Feinstbearbeitung erforderlich ist.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen erläutert.
Es zeigen:
1 und 2 je eine perspektivische Schrägansicht bzw. Draufsicht eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Fräswerkzeuges in Form eines Profilfräsers;
3 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispieles;
4 eine perspektivisch und in größerem Maßstab gezeichnete Teilansicht des Umfangsbereiches des Ausführungsbeispieles mit einer aus ihrem Sitz herausgenommenen Schneidplatte;
5 eine der 4 ähnliche Darstellung mit Blickrichtung auf die, bezogen auf die Arbeitsdrehrichtung, nacheilende Seitenflanke der Schneidplatten, und
6 und 7 gegenüber 2 stark vergrößerte Teillängsschnitte entsprechend der in 2 mit A-A bzw. B-B bezeichneten Schnittlinien.
In den Fig. ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fräswerkzeuges in Form eines Profilfräsers dargestellt, der in 1 bis 3 als Ganzes mit 1 bezeichnet ist und einen mit einer Antriebsspindel kuppelbaren Grundkörper 3 aufweist. Der Grundkörper 3 ist aus einem für Fräser-Grundkörper geeigneten Stahlwerkstoff hergestellt und weist entlang seines Umfanges eine regelmäßige Folge von Vertiefungen 5 als Sitz für eine Reihe von jeweils gleich ausgebildeten Schneidplatten 7 aus Hartmetall auf. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind dreißig Schneidplatten 7 vorgesehen, die in den Fig. nicht sämtlich beziffert sind.
Die Form der den Sitz für die Schneidplatten 7 bildenden Vertiefungen 5 ist aus 6 und 7 besonders deutlich ersichtlich. Bezogen auf die in 6 mit Bogenpfeil 9 angedeutete Arbeitsdrehrichtung bildet jede Vertiefung 5 als Anlageflächen für die Schneidplatten 7 eine nacheilende, erste Paßflä che 11 und eine gegenüberliegende, voreilende Passfläche 13. Wie ersichtlich, bilden die Passflächen 11 und 13 radial nach einwärts zueinander konvergierende Ebenen, so dass sich die lichte Weite der Vertiefungen 5 radial nach innen verjüngt.
Die Formgebung der (bezogen auf die Arbeitsdrehrichtung) nacheilenden Seitenflanken (siehe 5) und voreilenden Seitenflanken (siehe 4) der Schneidplatten 7 ist aus 5 bzw. 4 ersichtlich. Wie gezeigt, weist die nacheilende Seitenflanke, siehe 5, eine zur Anlage an der Passfläche 11 der Vertiefung 5 vorgesehene ebene Spannfläche 15 auf, die eine erhabene Teilfläche der Seitenflanke bildet, innerhalb deren sich eine zurückgesetzte Teilfläche 17 befindet, d.h. die betreffende Seitenflanke der Schneidplatte 7 liegt lediglich mit der die Spannfläche 15 bildenden Teilfläche an der zugeordneten Passfläche 11 der Vertiefung 5 an. Innerhalb der im Zentralbereich der Seitenflanke befindlichen, zurückgesetzten Teilfläche 17 münden Durchgangsbohrungen 19 für Spannschrauben 21, deren Köpfe sich an der gegenüberliegenden Seitenflanke, d.h. der voreilenden Seitenflanke der Schneidplatten 7, abstützen und die in Gewindebohrungen 18 (4) im Grundkörper 3 eingreifen.
An dieser voreilenden Seitenflanke der Schneidplatte 7 befindet sich wiederum eine erhabene Teilfläche, die die Spannfläche 23 für die Anlage an der Passfläche 13 der Vertiefungen 5 bildet. Wie aus 4, 6 und 7 erkennbar, ist auch die voreilende Seitenflanke der Schneidplatte 7 in Teilflächen unterteilt, nämlich Teilflächen 25 und 27, die gegenüber der erhabenen Spannfläche 23 zurückgesetzt sind, so dass die Schneidplatte 7 lediglich mit der feinstbearbeiteten Spannfläche 23 an der zugeordneten Passfläche 13 der Vertiefungen 5 anliegt.
Wie insbesondere 6 und 7 zeigen, verlaufen die Achsen 29 der Bohrungen der Spannschrauben 21 zur Radialrichtung des Grundkörpers 3 schräg, so dass durch die an den Schneidplatten 7 wirkenden Schrauben-Spannkräfte eine Radialkraftkomponente erzeugt wird, die die Schneidplatte 7 gegen den Grund der Vertiefungen hin vorspannt, d.h. die Spannflächen 15 und 23 beider Seitenflanken der Schneidplatten 7 in satte Anlage an die zugehörigen Passflächen 11 bzw. 13 der Vertiefungen 5 preßt. Durch diesen sicheren Sitz der Schneidplatten 7 ergibt sich nicht nur eine einwandfreie Bearbeitungsgüte beim Betrieb des Fräswerkzeuges, sondern der im Umfangsbereich durch die Vertiefungen 5 unterbrochene Grundkörper 3 wird durch die in den Vertiefungen 5 sitzenden Schneidplatten 7 gewissermaßen zum umfänglich geschlossenen Vollkörper komplettiert, d.h. versteift.
Wie 6 und 7 zeigen, ist die radiale Abmessung der Vertiefungen 5 so gewählt, dass zwischen dem Grund jeder Vertiefung ein Freiraum zwischen dem zugewandten Ende der betreffenden Schneidplatte 7 gebildet wird.
Eine im Betrieb gegebenenfalls auftretende Beschädigung einer oder auch mehrerer Schneidplatten 7, die nicht durch Überschleifen behoben werden kann, führt wegen der erfindungsgemäßen Austauschbarkeit nicht zum Gesamtverlust des betreffenden Fräswerkzeuges. Beschädigte Schneidplatten können durch neue Schneidplatten ersetzt werden, die vorzugsweise in ihrem Schneidbereich ein, geringes Übermaß besitzen, so dass sie durch ein Überschleifen des Werkzeuges an den Arbeitsdurchmesser und das Arbeitsprofil der übrigen Schneidplatten anpaßbar sind.

Claims

Fräswerkzeug, insbesondere Profilfräser (1), mit einem mit einer Antriebsspindel verbindbaren Grundkörper (3) als Träger für eine Mehrzahl von Schneidplatten (7), die entlang des Umfangs des Grundkörpers (3) verteilt angeordnet und an diesem mittels einer Spannschrauben (21) und Spannflächen (15, 23) aufweisenden Spanneinrichtung austauschbar festgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidplatten (7) selbst als Bestandteil der Spanneinrichtung mit den Spannflächen (15, 23) versehen und mittels der Spannschrauben (21) an Passflächen (11, 13) anlegbar sind, die in umfänglichen Vertiefungen (5) des Grundkörpers (3) ausgebildet sind, welche den Sitz für die betreffende Schneidplatte (7) bilden.
Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (5) einander gegenüberliegende (11, 13) aufweisen, zwischen denen die betreffende Schneidplatte (7) aufnehmbar ist und von denen eine erste Passfläche (11) für die Zusammenwirkung mit, bezogen auf die Arbeitsdrehrichtung (9), an der nacheilenden Seitenflanke der Schneidplatte (7) befindlichen Spannflächen (15) und die andere Passfläche (13) für die Zusammenwirkung mit an der voreilenden Seitenflanke befindlichen Spannflächen (23) der betreffenden Schneidplatte (7) vorgesehen ist.
Fräswerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass erste und zweite Passfläche (11, 13) in der Vertiefung (5) des Grundkörpers (3) radial nach einwärts zueinander konvergierende Ebenen bilden.
Fräswerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidplatten (7) jeweils durch zumindest eine sie mit Spannkraft beaufschlagende Spannschraube (21) durchgriffen sind, die in eine Gewindebohrung (18) eingreift, die in der Vertiefung (5) im Grundkörper (3) im Bereich der ersten Passfläche (11) gelegen ist und sich mit zur Radialrichtung schräger Achsrichtung (29) erstreckt, so dass die erzeugte Spannkraft eine an der Schneidplatte (7) wirkende Radialkraftkomponente besitzt, um die Schneidplatte (7) gegen den Grund der Vertiefung (5) hin vorzuspannen.
Fräswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die den Sitz der Schneidplatten (7) bildenden Vertiefungen (5) eine radiale Erstreckung aufweisen, die so gewählt ist, dass am radial innenliegenden Ende der Vertiefung (5) ein Freiraum zwischen dem Ende der in der Vertiefung (5) sitzenden Schneidplatte (7) gegeben ist.
Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannflächen (15, 23) an beiden Seitenflanken der Schneidplatten (7) durch erhabene Teilflächen der Seitenflanken gebildet sind, die an zurückgesetzte Teilflächen (17, 25, 27) der Seitenflanken angrenzen.
Fräswerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidplatten (7) jeweils durch zwei für die Spannschrauben (21) vorgesehene, zueinander parallele Bohrungen (19) durchgriffen sind, die an der der ersten Passfläche (11) der Vertiefungen (5) zugeordneten Seitenflanke der Schneidplatte (7) in deren Zentralbereich münden, und dass der Bereich der Mündungen von einer zurückgesetzten Teilfläche (17) umgeben ist, die wiederum von einer die Spannfläche (15) bildenden, erhabenen Teilfläche der Seitenflanke umgeben ist.
Fräswerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die der zweiten Passfläche (13) zugeordnete Seitenflanke der Schneidplatten (7) eine den Mündungsbereich der Bohrungen (19) enthaltende, die Spannfläche (23) bildende Teilfläche aufweist, an die zwei zurückgesetzte Teilflächen (25, 27) der Seitenflanke angrenzen.
Fräswerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die eine (25) der zurückgesetzten Teilflächen innerhalb des Zentralbereiches der die Spannfläche (23) bildenden Teilfläche gelegen ist und dass diese die. Spannfläche (23) bildende Teilfläche durch die zweite sich bis zum Rand der Schneidplatte (7) erstreckende, zurückgesetzte Teilfläche (27) der Seitenflanke umgeben ist.