DE1627131C - Mit auswechselbaren Messern bestücktes Fräswerkzeug - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein mit auswechselbaren satzstücken und darin eingelegten Spannkörpern beMessern bestücktes Fräswerkzeug, auf dessen Grund- kannt, die auf die auswechselbaren Messer einwirken, körper eine Mehrzahl von Segmentstücken mit Hilfe Die Spannkörper und die Messer sind auf den einvon diese an ihren Stirnseiten in Umfangsrichtung ander zugekehrten Seiten mit Schrägrillen versehen, umfassenden Ringen befestigt sind, wobei die Messer 5 durch deren axiale Verschiebung eine Feineinstellung in je einer etwa radial mit Bezug auf den Grund- der Messer möglich ist; zwischen Spannkörper und körper verlaufenden Ausnehmung der Segmentstücke Messer kann auch gegebenenfalls eine beidseitig mit

befestigt sind. Schrägrillen versehene Spannschiene zwischen-

Bei einem bekannten Fräswerkzeug der genannten geschaltet werden. Der einzelne Spannkörper wird Art sind die Messer einzeln auf keilförmigen Segment- io hydraulisch in Richtung auf das festzuspannende stücken befestigt. Mit den Stirnseiten der Segment- Messer beaufschlagt, während das einzelne Messer stücke arbeiten Ringe von keilförmigem Querschnitt durch Einstellschrauben auf mechanische Weise einzusammen, die ihrerseits von auf den Grundkörper stellbar ist. Das hydraulische Spannen erfolgt in zwei aufgeschraubten Schraubringen beaufschlagt werden. Stufen, indem zunächst vor der Grobeinstellung der Soll ein Messer ausgewechselt werden, muß minde- 15 Messer ein niedriger Spanndruck und nach dem Einstens einer der Schraubringe so weit zurückgeschraubt stellen der endgültige Spanndruck aufgebracht wird, werden, daß das zugehörige Segmentstück aus seiner Das Spannen und Einstellen erfolgt also bei diesem Lage zwischen den beiden Ringen entfernt werden Messerkopf mit Hilfe von zwei verschiedenen Systekann. Beim Auswechseln eines einzelnen Messers men (deutsche Auslegeschrift 1 046 862).
werden daher auch alle Segmentstücke der nicht aus- 20 Bei dem erfindungsgemäßen Fräswerkzeug wird zuwechselhden Messer gelockert (britische Patent- also das einzelne Messer zwischen zwei benachbarte schrift 557 591). Segmentstücke eingelegt und dort eingestellt und

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu- danach festgespannt. Sowohl das Einstellen als auch '

gründe, ein Fräswerkzeug der genannten Art zu das Spannen erfolgt auf hydraulischem Wege. Da j

schaffen, bei dem das einzelne Messer unabhängig 25 sowohl die Einstell- als auch die Spannvorrichtung J

von den anderen auf dem Fräswerkzeug angeordneten von einer Stirnseite des Fräswerkzeuges aus betätig-

Messern ohne großen Zeitaufwand eingestellt und bar sind und da die Messer einfach zwischen zwei

gespannt werden kann, wobei ein für Genauigkeits- Segmentstücken festlegbar sind, ist es möglich, daß

arbeiten erforderlicher Gütegrad des Fräswerkzeuges das Fräswerkzeug gemäß der Erfindung mit einer

gewährleistet sein soll. Weiterhin wird angestrebt, 30 außerordentlich hohen Messerzahl bei kleinem

daß das durch seinen Arbeitseinsatz abgestumpfte Durchmesser ausgerüstet werden kann, wodurch sich

Messer jeweils nur entsprechend seiner Verschleiß- die Zerspanungseigenschaften des Werkzeuges, ins-

phase nachgeschliffen zu werden braucht. besondere in bezug auf hochwertige, zu zerspanende

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß Werkstoffe, wesentlich verbessern,
vorgesehen, daß die Messer in ihren Aufnahmen 35 Beim Auswechseln eines einzelnen Messers werden durch unmittelbar auf sie einwirkende, von außen die auf dem Grundkörper befestigten Segmentstücke betätigbare Druckstücke radial oder radial und axial nicht mehr gelockert, sondern bleiben mit Hilfe der zum Grundkörper einstellbar sind, wie bei Fräswerk- sie umspannenden, vorzugsweise aufgeschrumpften zeugen bekannt, wobei die als Kolben ausgebildeten Ringe fest und unverrückbar miteinander verbunden. Druckstücke in den Segmentstücken angeordnet und 40 Damit verändern sich die von den Segmentstücken von einer Stirnseite des Fräswerkzeuges aus hydrau- begrenzten Ausnehmungen zur Aufnahme der einlisch beaufschlagbar sind, und daß zum Spannen der zelnen Messer nicht, so daß ihre im wesentlichen Messer ein weiteres als Kolben ausgebildetes, von radial verlaufenden Flächen als Führungsflächen einer Stirnseite des Fräswerkzeuges aus hydraulisch beim Einstellvorgang und die eine Fläche als Gegenbetätigbares, auf die radial zum Grundkörper ver- 45 fläche beim Spannen dienen können. Es braucht also laufende Fläche des Messers wirkendes- Druckstück, nicht mehr' auf die Gleichmäßigkeit der einzelnen wie bei Fräswerkzeugen bekannt, in jedem Segment- Messer hinsichtlich ihrer Längen-, Breiten- und Dikstück angeordnet ist, wobei das Druckstück- von kenabmessungen geachtet zu werden, lediglich müseinem Segmentstück aus auf das Messer des benach- sen die Messer bezüglich der Formen ihrer Schneidbarten Segmentstückes einwirkt. 50 kanten übereinstimmen. Die Unterschiede in den

Es ist bereits bekannt, bei einem Fräswerkzeug die Abmessungen werden durch unterschiedliche Vereinzelnen in einer Aufnahme im Grundkörper ge- schiebewege der Kolben ausgeglichen, wenn das lagerten Schneidmesser von außen einstellbar zu Fräswerkzeug zum Einstellen der Messer in einen machen. Zu diesem Zwecke sind in zwei sich senk- Zentrierring eingebracht worden ist, damit die Einrecht zueinander erstreckenden, im wesentlichen 55 stellkanten der Messer auf der Zentrierinnenfläche zylindrischen Ausnehmungen zwei zusammen- des Zentrierringes aufsetzen können,
arbeitende Befestigungsstücke angeordnet, mit deren In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung sind Hilfe die Höhe der aus der Stirnfläche und der Um- die Stellvorrichtungen und die Spannvorrichtung fangsfläche herausragenden Teile der Messer einstell- jedes Segmentstückes für sich getrennt betätigbar, bar ist und mit deren Hilfe die Messer in der ein- 60 Die Einzeleinstellung und die Einzelklemmung der gestellten Lage feststellbar sind. Die Verschiebung Messer eignen sich insbesondere für normale Profil- und Festlegung der beiden die Ausnehmung zur Auf- fräser oder Messerköpfe.

nähme des Messers bestimmenden Befestigungsstücke Vorzugsweise sind in jedem Segmentstück jeweils erfolgt mittels dreier Einstellschrauben, so daß das mittels einer Schraube von Hand betätigbare Druck-Fräswerkzeug auf komplizierte Weise auf den Fräs- 65 erzeugerkolben zur Erzeugung des hydraulischen gang vorbereitet werden muß (britische Patentschrift Druckes für die Beaufschlagung des Kolbens der 858 090). Spannvorrichtung und der Kolben der Stellvorrich-

Weiterhin ist ein Messerkopf mit keilförmigen Ein- tungen angeordnet, wobei jede Schraube auf den zu-

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geordneten Druckerzeugerkolben in Druckrichtung der Messer und durch die zweiteilige Zentriereinrichüber eine Kugel und in Richtung einer Druck- tung des in F i g. 8 dargestellten Stirnfräswerkzeuges, entlastung mittels eines Gliedes wirkt, das mit dem In den Fig. 1 bis 4 wird als erstes Ausfiihrungs-Druckerzeugerkolben in axial fester, jedoch dreh- beispiel ein messerbestücktes Zahnform-Fräswerkbarer Verbindung steht. Mit dieser Anordnung wer- 5 zeug mit Zentriereinrichtung und mit Einstell- und den auf einfachste Weise die für das Einstellen und Spannsystem erläutert. Die Fig. 1 zeigt den Grunddas Feststellen erforderlichen hydraulischen Drücke körper 1, an dessen Umfang Segmente 2 mittels Rinerzeugt. gen 3 so angebracht sind, daß ein scheibenförmiger

Es empfiehlt sich, daß das hydraulische System zui Messerkopf gebildet wird. Ein seitliches Verschieben Beaufschlagung des Kolbens der Spannvorrichtung io der Segmente 2 auf dem Grundkörper 1 wird außer durch einen Kraftspeicher, insbesondere eine Feder, durch die Schrumpfspannung der Ringe 3 durch belastbar ist. Während der Einstellkolben das Messer ringförmige Paßfedern38 (Fig.2 und 3) verhindert, während des Einstellvorganges nur gegen den Zen- Von diesen Segmenten 2 sind die je nach Erfordernis trierring drücken muß, damit das Messer eine defi- nach Kopf- und Seitenschneiden aufgeteilten Mesnierte Lage erreicht, muß es der Spannkolben so fest 15 ser 4 aufgenommen und von dem in jedem Segment 2 gegen das zugeordnete Segmentstück pressen, daß bei vorhandenen, hydraulisch betätigten Spannkolben 5 Rotation und Fräsarbeit unter allen Umständen ein fest in der gegenüberliegenden Messerauf nähme 6 ge-Hinausschleudern des Messers vermieden wird. Das halten. Der Spannzylinder 7 steht durch die Boh-Hinausschleudern kann aber nur dann auftreten, rung 8 mit der Zylinderbohrung 9 in Verbindung, wenn die hydraulische Spannvorrichtung Leckver- 20 Die Einstellung eines Messers 4 in den Zentrierring luste erleidet. Durch die Leckverluste könnte ein 10 erfolgt durch den Einstellkolben 11, der mit sei-Druckabbau in der Spannvorrichtung erfolgen, so ner Zylinderbohrung 12 mit der Bohrung 13 des daß die von dem Spannkolben ausgeübte Spannkraft Druckkolbens 28 (F i g. 3) verbunden ist. Nach Einfür ein sicheres Halten des Messers nicht mehr aus- legen der einzelnen Messer 4 in die Aufnahmen 6 bei reicht. 25 entspanntem Kolben 5 wird das Herausfallen der

In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Er- Messer 4 durch die Sicherung 14 verhindert. Diese

findung ist vorgesehen, daß die Messer mittels eines Sicherung 14 besteht aus einer in einer Bohrung 15

durch eine Feder belasteten Gliedes in ihrer Lage aufgenommenen und unter dem Druck einer Feder

lösbar festgehalten sind. Beim Auswechseln der 16 stehenden Kugel 17.

Messer verhindert diese Einrichtung ein Herausfallen 30 Aus Fig. 2 ist das Hydrauliksystem für das Span-

der Messer bei nicht beaufschlagter Spannvorrich- nen der Messer ersichtlich. Der mit dem Kolben 18

tung. Ohne daß die Gefahr besteht, daß die Messer erzeugte Druck, dessen Verstellung durch die Spann-

wieder herausfallen, können zunächst alle Messer schraube 19 mittels Kugel 20 für Last und mittels

ausgewechselt werden, bevor das Fräswerkzeug in Mitnahme 21 für Entlastung erfolgt, wird durch eine

den Zentrierring eingelegt wird. 35 selbstdichtende, zähflüssige pastenähnliche Masse 22,

Bei einer besonderen Ausführungsform ist vor- die durch die öffnung 23 eingefüllt ist, durch die gesehen, daß die Stellvorrichtung zwei Kolben auf- Bohrung 8 zum Spannzylinder, 7 auf den Spannweist, von denen der eine Kolben das Messer im kolben 5 übertragen. Auf derselben Achse 24 des wesentlichen in axialer Richtung und der andere Druckkolbens 18, jedoch in entgegengesetzter Rich-Kolben im wesentlichen in radialer Richtung ein- 40 tung wirkend, liegt der Kolben 25 zum Druckausstellt. Eine derartige Stellvorrichtung läßt sich mit gleich für das hydraulische Spannsystem. Dieser Ausbesonderem Vorteil beim Einstellen und Spannen der gleichskolben 25 nimmt ein Federpaket 26 auf, das Messer eines Stirnfräswerkzeuges verwenden. durch die Verschlußschraube 27 vorgespannt ist.

Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Zeich- Die Fig. 3 zeigt das Hydrauliksystem für das Ein-

nungen Ausführungsbeispiele dargestellt, und es zeigt 45 stellen der Messer. Mit dem Kolben 28 wird Druck

Fig. 1 einen Teil einer Ansicht eines messer- erzeugt, der mittels selbstdichtender, zähflüssiger,

bestückten Profilfräswerkzeuges mit Zentriereinrich- pastenähnlicher Masse 22 durch die Bohrung 12 auf

lung, den Einstellkolben 11 übertragen wird. Die Verstel-

F ig. 2 den Schnitt A A durch das Spannsystem der lung des Druckkolbens 28 erfolgt durch Drehung der

Messer des in F i g. 1 dargestellten Profilfräsers, 5° Spannschraube 29. Bei Druckerzeugung wird die

Fig. 3 den Schnitt BB durch das Einstellsystem Kraft auf den Druckkolben 28 über die Kugel 30

der Messer des Profilfräsers der F i g. 1, übertragen, und bei Entlastung wird der Druckkolben

Fig.4 einen Teil des Querschnittes der zweiteili- 28 über die Mitnahme31 zurückgenommen. Der Eingen Zentriereinrichtung mit dem Profilfräser der Stellkolben 11 wirkt auf das Messer 4, das dann in Fig. 1, 55 die Innenform 32 des Zentrierringes 10 gedrückt

Fig. 5 einen Teil einer Ansicht eines messer- wird,

bestückten Abwälzfräsers mit Zentriereinrichtung, In F i g. 4 wird die Zentriereinrichtung dargestellt.

Fig. 6 den Schnitt CC durch das Spannsystem der Der Zentrierring 10 besteht aus zwei Hälften, um mit

Messer des Abwälzfräsers der F i g. 5, seiner Innenform 32 die deckungsgleiche Außenkon-

F i g. 7 den Schnitt DD durch das Einstellsystem 60 tür 33 des Profilfräsers umschließen zu können. Die

der Messer und durch die zweiteilige Zentriereinrich- zusammengesetzten Ringhälften 10 zentrieren sich in

tung des Abwälzfräsers der Fig. 5, radialer Richtung durch die Ringflächen 34 und in

Fig. 8 einen Teil einer Ansicht eines messer- axialer Richtung durch die Planflächen35. In dieser

bestückten Stirnfräswerkzeuges mit Zentriereinrich- Zentriereinstellung wird der Ring 10 axial durch eine

tung, 65 drehbare Klemmeinrichtung 36 in der Ringnut 37

F i g. 9 den Schnitt EE durch das Spannsystem der fixiert.

Messer des Stirnfräsers der F i g. 8, In den F i g. 5 bis 7 wird als zweites Ausführungs-

F i g. 10 den Schnitt FF durch das Einstellsystem beispiel ein messerbestückter Abwälzfräser mit Zen-

kolben 94 wirken in radialer Richtung direkt und in axialer Richtung indirekt über das in der Nut 119 geführte keilförmige Parallelstück 120 auf die Messer 84, die dann zwangläufig in die Innenform 112 des Zentrierringes 93 gedrückt werden. Der Zentrierring 93 besteht aus zwei Hälften, um mit seiner Innenform 112 die deckungsgleiche Außenkontur 113 des Stirnfräsers umschließen zu können. Die zusammengesetzten Ringhälften 93 zentrieren sich in radialer Richtung durch die Ringfläche 114 und in axialer Riehrung durch die Planfläche 115. In dieser Zentrierstellung wird der Ring 93 axial durch eine drehbare Klemmeinrichtung 116 in der Ringnut 117 fixiert.

Neben der Vereinfachung und Beschleunigung des Einstell- und Spannvorganges erreicht das erfindungsgemäße Fräswerkzeug einen außerordentlich hohen Gütegrad. Um bei der Bearbeitung eines Werkstückes eine hohe Oberflächengüte zu erreichen, muß das Werkzeug mit hoher Rund- und Planlauf- bzw. Steigungsgenauigkeit ausgebildet sein. Bei den bekannten, mit einstellbaren Messern versehenen Fräswerkzeugen war ein derartig hoher Gütegrad und damit eine hohe Oberflächengüte des bearbeiteten Werkstückes nicht erreichbar, wie sie mit Fräswerkzeugen erreicht wird, deren Messer im eingebauten Zustand auf einer SpezialSchleifmaschine scharf geschliffen werden. Solche Schleifmaschinen können Messerkopfschleifmaschinen oder Abwälzfräserschleifmaschinen sein. Derartige Schleifmaschinen bedingen hohe Betriebskosten solcher Maschinen geschliffener Fräswerkzeuge.

Bei dem erfindungsgemäßen Fräswerkzeug, dessen Messer im nicht eingebauten Zustand geschliffen werden, sind die geringen Betriebskosten der Fräswerkzeuge mit nach einer Lehre einstellbaren Messern gegeben, andererseits wird aber eine Oberflächengüte des bearbeiteten Werkstückes erreicht, wie sie bei Fräswerkzeugen erzielt wird, deren Messer im eingebauten Zustand geschliffen worden sind. Dieser hohe Gütegrad wird dadurch erreicht, daß durch die mittels der Befestigungsringe unverrückbar auf dem Grundkörper befestigten Segmentstücke und die hydraulischen Einstell- und Spannvorrichtungen bei Einbringen des Fräswerkzeuges in einen Zentrierring eine äußerst genaue und sichere Einstellung des Messers erzielt wird. Der hohe Gütegrad ist reproduzierbar, auch wenn einzelne Messer zum Nachschliff auf einfachen Schleifmaschinen ausgebaut worden sind.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Mit auswechselbaren Messern bestücktes Fräswerkzeug, auf dessen Grundkörper eine Mehrzahl von Segmentstücken mit Hilfe von diese an ihren Stirnseiten in Umfangsrichtung umfassenden Ringen befestigt sind, wobei die Messer in je einer etwa radial mit Bezug auf den Grundkörper verlaufenden Ausnehmung der Segmentstücke befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer (4,44, 84) in ihren Aufnahmen durch unmittelbar auf sie einwirkende, von außen betätigbare Druckstücke (11, 51,54) radial oder radial und axial zum Grundkörper (1,41,81) einstellbar sind, wie bei Fräswerkzeugen bekannt, wobei die als Kolben ausgebildeten Druckstücke in den Segmentstücken (2,42, 82) angeordnet und von einer Stirnseite des Fräswerkzeuges aus hydraulisch beaufschlagbar sind, und daß zum Spannen der Messer ein weiteres als Kolben ausgebildetes, von einer Stirnseite des Fräswerkzeuges aus hydraulisch betätigbares, auf die radial zum Grundkörper verlaufende Fläche des Messers (4,44,84) wirkendes Druckstück (5,46,85), wie bei Fräswerkzeugen bekannt, in jedem Segmentstück angeordnet ist, wobei das Druckstück von einem Segmentstück aus auf das Messer des benachbarten Segmentstückes einwirkt.

2. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtungen (11, 51,94) und die Spannvorrichtung (5,46,85) jedes Segmentstückes (2,42,82) für sich getrennt betätigbar sind.

3. Fräswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Segmentstück (2,42,82) jeweils mittels einer Schraube (19,29; 59,64; 102,109) von Hand betätigbare Druckerzeugerkolben (18,18"; 58,68; 92,97) zur Erzeugung des hydraulischen Drucks für die Beaufschlagung des Kolbens (5,46,85) der Spannvorrichtung und der Kolben (11,51,94) der Stellvorrichtungen angeordnet sind, wobei jede Schraube auf den zugeordneten Druckerzeugerkolben in Druckrichtung über eine Kugel (20,30; 60,70; 103,110) und in Richtung einer Druckentlastung mittels eines Gliedes (21, 31; 61,71; 104,111) wirkt, das mit dem Druckerzeugerkolben in axial fester, jedoch drehbarer Verbindung steht.

4. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische System zur Beaufschlagung des Kolbens (5, 46, 85) der Spannvorrichtung durch einen Kraftspeicher, insbesondere eine Feder (26,66, 107) belastbar ist.

5. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer (4,44,84) mittels eines durch eine Feder (15,56, 100) belasteten Gliedes (17,57,101) in ihrer Lage lösbar festgehalten sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 109517/48