DE19516946A1 - Fräswerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ein insbesondere zum orthogonalen Drehfräsen von Kurbel­ wellen bestimmtes Fräswerkzeug mit einem Spankammern auf­ weisenden Grundkörper und mit mehreren, lösbar befestig­ baren Schneidelementen.

Fräswerkzeuge der genannten Art sind in verschiedenen Aus­ führungsformen bekannt, sie erfüllen jedoch die an sie ge­ stellten Anforderungen nicht. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fräswerkzeug der genannten Art so zu gestalten, daß es hinsichtlich Schneidverhalten, Standzeit und Wirtschaftlichkeit den Anforderungen genügt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung mit den Merk­ malen des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 vor, daß bezüglich Größe und Form gleichartige Schneidelemente so­ wohl zum primär umfangsseitigen Arbeiten als auch zum pri­ mär stirnseitigen Arbeiten vorgesehen sind und daß sie ab­ wechselnd umfangsseitig und stirnseitig angeordnet sind.

Ein erfindungsgemäßes Fräswerkzeug weist an seiner Stirn­ seite und an seiner der Stirnseite benachbarten Umfangs­ fläche vorzugsweise identisch gleiche Schneidelemente auf, die jedoch entsprechend ihrer Bestimmung unterschiedlich in den Grundkörper eingebaut sind, jeweils mit Hauptschnei­ den und mit Nebenschneiden versehen sind und abwechselnd mit ihren Hauptschneiden stirnseitig und mit ihren Neben­ schneiden umfangsseitig bzw. mit ihren Hauptschneiden um­ fangsseitig und mit ihren Nebenschneiden stirnseitig ange­ ordnet sind. Die Nebenschneiden sind dabei in einer Größen­ ordnung, die dem Vorschub pro Zahn entspricht, zurückver­ setzt. Man erhält dadurch als Ergebnis ein Fräswerkzeug, das den spanungstechnischen Anforderungen entspricht und mit dem wirtschaftlich gearbeitet werden kann.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung und der Zeichnung her­ vor.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher be­ schrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Fräswerkzeuges in größerem Maßstab;

Fig. 2 eine Stirnansicht des Fräswerkzeuges in grö­ ßerem Maßstab;

Fig. 3 eine das Arbeiten des Fräswerkzeuges wieder­ gebende Prinzipskizze in anderem Maßstab;

Fig. 4 eine die Kurbelwellenbearbeitung und hierbei speziell die Wangenbearbeitung betreffende Prinzipskizze in kleinerem Maßstab;

Fig. 5 eine die Kurbelwellenbearbeitung und hier speziell die Zapfenbearbeitung betreffende Prinzipskizze in demselben Maßstab wie in Fig. 4 und

Fig. 6 eine zu den Darstellungen der Fig. 4 und 5 gehörende Prinzipskizze eines Teiles einer Kurbelwelle mit der Darstellung zweier Wangen und eines Zapfens;

Fig. 7 eine abgebrochene Ansicht eines Schneidele­ mentes mit Spanformmulden in größerem Maß­ stab;

Fig. 8 eine Seitenansicht des Schneidelementes gemäß Fig. 7 und

Fig. 9 eine weitere Ansicht des Schneidelementes ge­ mäß den Fig. 7 und 8.

Ein Fräswerkzeug 1 umfaßt gemäß Fig. 1 einen Grundkörper 2 mit mehreren Spankammern 3 bzw. 4 und mit lösbar be­ festigbaren Schneidelementen 5 bzw. 6. Die Schneidelemente 5 sind jeweils umfangsseitig angeordnet bzw. befestigt und die Schneidelemente 6 sind jeweils stirnseitig angeordnet bzw. befestigt. Zum Befestigen weisen die Schneidelemente 5 und Gleiches gilt für die Schneidelemente 6 jeweils eine grundsätzlich bekannte Durchtrittsöffnung 7 für eine Befe­ stigungsschraube 8 auf, die sich bei den Schneidelementen 5 im wesentlichen radial erstreckt, während sie bei den Schneidelementen 6 im wesentlichen parallel zur Achse 9 des Fräswerkzeuges 1 angeordnet ist.

Die Schneidelemente 5, 6 sind jeweils Wendeschneidplatten und bezüglich Größe und Form gleichartig bzw. identisch gleich. Sie sind sowohl zum primär umfangsseitigen Arbeiten als auch zum primär stirnseitigen Arbeiten vorgesehen und weisen jeweils Hauptschneiden 10 und Nebenschneiden 11 auf. Die Hauptschneiden 10 sind deutlich länger als die Neben­ schneiden 11, wobei die Hauptschneiden 10 und die Neben­ schneiden 11 ferner eine Rechteckfläche 12 begrenzen. Die jeweiligen Ecken sind vorzugsweise abgerundet, wie Fig. 1 zeigt.

Die Schneidelemente 5, 6 sind gemäß Ausführungsbeispiel und insbesondere gemäß den Darstellungen in den Fig. 7 bis 9 jeweils parallelogrammförmig und weisen eine rhombische bzw. rhomboide Grundfläche 13 auf. Begrenzt werden die Schneidelemente 5, 6 gemäß Ausführungsbeispiel von den parallel zueinander stehenden Rechteckflächen 12 mit den sie außen begrenzenden Hauptschneiden 10 bzw. Nebenschnei­ den 11. Als Wendeschneidplatte weist jedes Schneidelement 5, 6 vier Hauptschneiden 10 und vier Nebenschneiden 11 auf, wobei ferner gemäß Ausführungsbeispiel jeder Hauptschneide 10 noch eine Spanformmulde 14 als Spanformfläche zugeordnet ist. Die Spanformmulde 14 weist einen Austrittswinkel von etwa 25° zur Ebene der als Spanfläche dienenden Rechteck­ fläche 12 auf, wie Fig. 7 zeigt.

An dem Grundkörper 2 des Fräswerkzeuges 1 sind in Umfangs­ richtung jeweils neben einem Schneidelement 5 mit sich um­ fangsseitig sowie achsparallel oder annähernd achsparallel erstreckender Hauptschneide 10 und sich stirnseitig radial oder annähernd radial erstreckender Nebenschneide 11 je­ weils ein Schneidelement 6 mit sich stirnseitig sowie radial oder annähernd radial erstreckender Hauptschneide 10 und sich umfangsseitig und achsparallel oder annähernd achsparallel erstreckender Nebenschneide 11 angeordnet. Wie Fig. 1 ferner zeigt, sind die Nebenschneiden 11 jeweils 0,1 bis 0,5 mm und vorzugsweise 0,2 bis 0,3 mm gegenüber den jeweiligen Hauptschneiden 10 zurückversetzt. Dieses Maß entspricht ferner dem jeweiligen Zahnvorschub und ist in Fig. 1 mit Hilfe der dort angegebenen Maße U bzw. S angedeutet.

Vor allem Fig. 1 zeigt auch, daß die Spankammern 3 der mit ihren Hauptschneiden 10 umfangsseitig angeordneten Schneid­ elemente 5 ein größeres Volumen für die Späne aufweisen als die Spankammern 4 der Schneidelemente 6 mit den stirnseitig angeordneten Hauptschneiden 10.

Die rhombische oder rhomboide Grundfläche 13 dient sowohl bei den Schneidelementen 5 als auch bei den Schneidelemen­ ten 6 zugleich als Freifläche.

Fig. 3 gibt das Fräswerkzeug 1 beim Arbeiten an einem zy­ lindrischen Körper 15 wieder. Das Fräswerkzeug 1 ist mit seiner Stirnfläche 16 der Umfangsfläche 17 des zylindri­ schen Körpers 15 zugewandt und bearbeitet sowohl mit seinen umfangsseitig angeordneten Schneidelementen 5 als auch mit seinen stirnseitig angeordneten Schneidelementen 6 den zylindrischen Körper 15 an seinem Umfang. Die Achse 9 des Fräswerkzeuges 1 ist gemäß Fig. 3 um das Maß X unterhalb der Drehachse 18 des zylindrischen Körpers 15 angeordnet. Beim orthogonalen Drehfräsen dreht sich der zylindrische Körper 15 um seine Drehachse 18 mit relativ geringer Ge­ schwindigkeit und der Fräskörper 1 dreht sich mit hoher Ge­ schwindigkeit um seine Achse 9 und bewegt sich dabei ferner in Richtung der beiden Koordinaten Y und Z gemäß Fig. 3.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen einen besonders zweckmäßigen Anwendungsfall für ein Fräswerkzeug 1 beim Bearbeiten einer Kurbelwelle 20.

Die Kurbelwelle 20 weist Achslagerstücke 21, im Abstand voneinander angeordnete Kurbelwangen 22 und dazwischen min­ destens einen Lagerzapfen 23 auf. Nicht nur die Achslager­ stücke 21, sondern auch die Kurbelwangen 22 und der Lager­ zapfen 23 müssen bearbeitet werden, wobei vor allem zum Schruppen das Fräswerkzeug 1 dient.

Mit gestrichelten Linien 24 ist in den Fig. 4 und 6 die Kontur des zu bearbeitenden Kurbelwellen-Rohlings und das mit Hilfe des Fräswerkzeuges 1 beim Schruppen zu entfernen­ de Material 25 angegeben.

Ferner zeigt Fig. 4 das Fräswerkzeug 1 beim Arbeiten an einer ersten Kurbelwange 22 und beim Entfernen des Mate­ rials 25 mit den umfangsseitig angeordneten Schneidelemen­ ten 5 und den stirnseitig angeordneten Schneidelementen 6, wobei alle Merkmale in Fig. 4 nur prinzipmäßig dargestellt sind.

Der Durchmesser des Fräswerkzeuges 1 ist ferner kleiner als der Abstand der mit Hilfe des Fräswerkzeuges 1 herzu­ stellenden, einander zugewandten Kurbelwangen-Endflächen 26 bzw. 27.

Zum Bearbeiten des Lagerzapfens 23 und zum Herstellen sei­ ner Kontur 28 dient vorzugsweise ein anderes Fräswerkzeug Ia mit größerem Durchmesser, der den Abstand der beiden, einander zugewandten Kurbelwangen-Endflächen 26, 27 ent­ spricht (Fig. 5).

Jeweils das Herstellen von Unterstichen 29 (jeweils ge­ strichelte Halbkreise in den Fig. 5 und 6) sowie die Schlichtbearbeitung erfolgt bei der Kurbelwellenbearbeitung mit Hilfe weiterer, in den Figuren nicht dargestellter und hier nicht weiter interessierender Werkzeuge. Unabhängig davon ist die Erfindung jedoch nicht auf die Kurbelwellen­ bearbeitung beschränkt und kann auch hinsichtlich weiterer Einzelheiten ergänzt und variiert werden, ohne von dem grundsätzlichen Erfindungsgedanken abzuweichen.

Claims (9)

1. Fräswerkzeug, insbesondere zum orthogonalen Drehfräsen von Kurbelwellen (20) mit einem Spankammern (3, 4) auf­ weisenden Grundkörper (2) und mit mehreren, lösbar be­ festigbaren Schneidelementen (5, 6), dadurch gekenn­ zeichnet, daß bezüglich Größe und Form gleichartige Schneidelemente (5, 6) sowohl zum primär umfangsseiti­ gen Arbeiten als auch zum primär stirnseitigen Arbei­ ten vorgesehen sind und daß sie abwechselnd umfangs­ seitig und stirnseitig angeordnet sind.

2. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (5, 6) mindestens eine Haupt­ schneide (10) und eine Nebenschneide (11) aufweisen und am Grundkörper (2) derart angeordnet sind, daß in Umfangsrichtung neben einem Schneidelement (5) mit sich umfangsseitig sowie achsparallel oder annähernd achs­ parallel erstreckender Hauptschneide (10) und sich stirnseitig radial erstreckender Nebenschneide (11) jeweils ein Schneidelement (6) mit sich stirnseitig radial erstreckender Hauptschneide (10) und sich umfangsseitig sowie achsparallel oder annähernd achs­ parallel erstreckender Nebenschneide (11) angeordnet ist und daß die Nebenschneiden (11) jeweils 0,1 bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,3 mm gegenüber den Hauptschneiden 10 zurückversetzt sind.

3. Fräswerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spankam­ mer (3) des mit seiner Hauptschneide (10) umfangs­ seitig angeordneten Schneidelementes (5) ein größeres Volumen für Späne aufweist als die Spankammer (4) des Schneidelementes (6) mit der stirnseitig angeordneten Hauptschneide.

4. Fräswerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneid­ elemente (5, 6) Spanformflächen aufweisen.

5. Fräswerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneid­ elemente (5, 6) Wendeschneidplatten sind und vier Hauptschneiden (10) und vier Nebenschneiden (11) auf­ weisen, wobei die Spanformflächen den Hauptschneiden zugeordnet sind.

6. Fräswerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Span­ formfläche eine Spanformmulde (14) mit einem Austritts­ winkel (α) von ca. 25° zur Spanfläche ist.

7. Fräswerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneid­ element (5, 6)/die Wendeschneidplatte parallelogramm­ förmig ist und vorzugsweise eine rhombische oder rhom­ boide Form/Grundfläche (13) aufweist.

8. Fräswerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die primär stirnseitig arbeitend angeordneten Schneidelemente (6) und die primär umfangsseitig arbeitend angeordneten Schneidelemente (5) bezüglich Größe und Gestalt iden­ tisch gleich sind.

9. Fräswerkzeug mit den Merkmalen der Fig. 1 bis 9.