DE1966005A1 - Rotierendes Schneid- bzw. Fraeswerkzeug - Google Patents

Description

Svenska Industrietableringsaktiebölaget SVETAB, Stockholm / Schweden

Priorität; 3. April 19SQ; Schwedens Anmelde-Ni».1 439o/68

Rotierendes Schneid- bzw« Präswerkzeug Ausscheidung aus P 19 I¹* 299.5-15 vom 2o. März 1969

Die Erfindung betrifft ein rotierendes Schneid- bzw· Fräswerkzeug» vorzugsweise Drehfräser, mit mehreren auf einer Welle unter verschiedenen Drehwinkeln angeordneten Schneideinheiten» die mit einsetzbaren Söhneidelementen versehen sind, deren Schneidkanten sich im wesentlichen parallel zur Drehachse erstrecken.

Das Werkzeug, auf welches sich die Erfindung bezieht, ist für die Bearbeitung von verhältnismässig weichen Materialien, wie z.B. Holz, Pappe, Kunststoff etc. besonders geeignet und besitzt al» DrehfrMser einsetzbare Schneidelemente, die am Umfang des Fräsers angeordnet sind, wubei sich die Sehneidkanten der Schneidelemente parallel oder im wesentlichen parallel zur Drehachse des Fräsers erstrecken.

Es^-ist bekannt, derartige Drehfräser zur ebenflächigen Bearbeitung von Werkstücken zu verwenden, wobei die Fräser im allgemeinen derart aufgebaut sind, dass si';h das Schneidelement länge

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der Gesamtlänge des Drehfräsers erstreckt und diese lingo mindestens gleich der Breite des su. bearbeitenden Segenstandes ist. Im Zusammenhang nit der Verwendung von Drehfriaern dieser bekannten Art treten best Ina te Unannehmlichkeiten auf. Sine davon ist darin zu sehen, dass die zum Einsetsen und Herauenehmen sowie sum Festlegen und Justieren der Sehneidelemente im Fräser erforderlichen Arbeitsgänge umständlich und zeltraubend sind, da der Aufwand zur Überprüfung eines genauen Sitzes, und da sich die Schneidkanten aller Schneidelemente in ein und deraelben Zylinderfläche befinden, damit alle Schneidelemente zur Bearbeitung des su behandelnden Gegenstandes beitragen, besonders aufwendig 1st. Die genau· Einstellung der Schneidelemente und die Früfmessungen müssen jedes Mal wiederholt werden, wenn ein Schneidelement ausgetauscht wird. Ein weiterer Nachteil besteht auch darin, dass bei einer nur begrenzten Beschädigung eines Sehneidelementes, die z.B. durch einen kleinen Gegenstand, wie einen Xagel, im Werkstück verursacht werden kann, das ganze Sohneidelement von einer dem Drehfräser entsprechenden lunge ausgetauscht oder nachgeschliffen werden muss, wobei sich die vorausstehend erwähnten langwierigen Vorginge der Einstellung und Srüfmeasung etc· wiederholen. Ferner besteht ein Kachteil der bekannten fräser dieser Art darin, dass ά%τ Fräser eine starke Aufpralloder Schlagwirkung auf das werkstück ausübt, wenn die Schneidelemente mit diesem In Berührung kommen, da sich der Eingriff zwischen dem Schneidelement und dem Werkstück über die gesamte Länge des Fräsers erstreckt. Zur Vermeidung der einen oder anderen vorausstehend erwähnten Unannehmlichkeiten, bzw« Nachteile wurde bereits vorgeschlagen, den Drehfriser und/oder die Schneidelemente in Abschnitte mit begrenzter Ausdehnung in Richtung der Fräsachse zu unterteilen, so dass as dann nur notwendig ist, ein Schneidelement in dem Abschnitt auszutauschen, in welches die Beschädigung eingetreten ist. Ea wurda auch bereits vorgeschlagen, die Abschnitte in Omfangsrlehtung des Fräsers unterschiedlich so anzuordnen, dass dar Eingriff

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zwischen eine« Schneidelement und dem Werkstück nicht gleich·* zeitig längs der Gesamtlänge des Fräsers stattfindet, für die praktische Anwendbarkeit dieses Verfahrens ist bei« Einstellen und Festlegen der Schneidelemente im Drehfräser ein sehr hohes Hass an Genauigkeit erforderlieh, damit die Sehneidelemente untereinander und in Bezug auf den Drehfräser genau die richtige Stellung einnehmen, da tonst die bearbeitete Oberfläche des Werkstücks nicht vollständig eben wird, sondern vertiefte und erhöhte Bereiche aufweist, die den unterschiedlichen Arbeite- bzw. Eingriffetiefen der verschiedenen Schneidelemente der Abschnitte entsprechen. ^

Herkömmliche Verfahren zum Einstellen und Festlegen der Schneidelement e in Drehfräaern erfüllen nicht ohne weiteres die oben erwähnten hohen Anforderungen in Bezug auf die Genauigkeit der Sehneidelementhalterung· Aus diesem Grund haben bekannte Drehfräser, die aus mehreren Abschnitten zusammengesetzt sind, keine umfangreiche praktische Verwendung gefunden.

Ein Hauptsiel der Erfindung 1st es, ein Schneid- bzw. Fräswerkzeug zu schaffen, welches ein schnelles Einspannen bzw. Einstellen und Festlegen der Schneidelemente erlaubt, so dass die Schneidkante des Schneidelementes sofort in die genaue und richtige Stellung kommt, damit ein Nach justleren und Aufmessen I normalerweise nicht erforderlich wird. Dadurch wird die Schaffung eines beliebig langen Drehfräaero o3glich, der aus mehreren Abschnitten oder Schneideinheiten besteht und sur ebenen Bearbeitung eines Gegenstands besonders geeignet ist.

Ein Drehfräser gemäss der Erfindung umfasst zwei oder mehrere drehbare Schneid- bzw. Fräseinheiten, die auf einer Welle unter verschiedenen Drehwinkeln angeordnet sind und einsetzbare Schneidelemente aufweisen, deren Schnittkanten aleh im wesentlichen parallel zur Drehachse erstrecken.

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Die Erfindung ist in besonderer Weise für ein rotierendes Schneid- bzw. Fräswerkzeug* geeignet, bei dem die Schneideinheit in der Nähe ihres Umfange mit zwei Anschlägen versehen ist, die in Bezug auf den Körper der Schneideinheit ortsfest sind und zwischen sich einen Raum begrenzen, der das Schneidelement aufnimmt und vorzugsweise Im Bereich der Sohneidkante festliegt.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: ,

Fig. 1 einen Drehfräser gemäss der Erfindung in Seitenansicht, der aus mehreren Schneldelnheiten zusammengesetzt ist;

Fig. 2 eine Stirnansicht einer Schneideinheit für den Fräser gemäes Flg. 1;

Fig. 3 einen Ausschnitt der Stirnansicht gemäss Fig. 2 in

einem vergrösserten Masstab und einem teilweise senkrecht zur Drehachse der Schneideinheit liegenden Schnitt,

Der Drehfräser gemäss Fig. 1 besitzt eine axial durchgehende Welle 1, die beiderseits gelagert und in nicht dargestellter beliebiger bekannter Welse angetrieben wird· Auf der Welle 1 sind Schneid- bzw· Fräseinheiten 3« 3a, 3b, 3c etc· angeordnet, die jeweils einen Fräserkörper 5 mit einer zentralen Bohrung 7 aufweisen. Der Fräserkörper 5 kann aus Stahl oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Die Schneideinheit umfasst ferner Mittel zur Aufnahme und zum Festlogen von Schneidelementen an ihrem Umfang, die nachfolgend näher beschrieben sind. Die zentrale Bohrung 7 der Fräserkörper besitit eine Toleranz, die einen Sitz auf der Welle 1 des Drehfrfttors alt genauer Passung gewährleistet. Die Schneideinheiten werden zur

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v'srmeidung einer Drehung auf der Welle 1 durch Einspannen zwischen einem an einem Ende der Welle 1 an dieser angeordneten Widerlager *h und einer auf das gegenüberliegende Ende der Welle aufgeschraubten, nicht dargestellten Mutter festgehalten. Der durch da3 Festschrauben dar !futter zwischen den Cchneideinheiten herbeigeführte Klemmdruck ist ausreichend, um die unerwünschte Drehung der Schneideinheiten auf der Welle 1 zu verhindern.

Xn der in den I¹Ig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform ist Jede Schneideinheit mit drei Schneidelementen 23 versehen, die gleichmäaaig am Umfang der jeweiligen Schneideinheit verteilt 3ind· Die Anzahl der Schneidelemente kann wunschgemäss unterschiedlich sein. In einem senkrecht zur Welle 1 gelegten Schnitt besitzen die Schneidelemente 23 die Form eines Kreissegmentes, wobei die gekrümmte Fläche des Schneidelementes einem Zylinderflächenausschnitt entspricht, Die Schneidelemente besitzen eine aussere Arbeitskante 25 und eine gleichartige innere Kante 25a, so dass sie gedreht bzw. gewendet werden können·

Aue Pig. 1 ist ersichtlich, dass benachbarte Schneideinheiten in verechiedenen Winkelstellung^ um die V/slIe 1 angeordnet sind, wobei der Winkelunterschied zwischen den ü feel lungeu der " verschiedenen. Schneideinheiten so getroffen ist, dass die Schneidelemente zusammen eine oder mehrere abgestufte schraubenförmige Linien bilden. Ein Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daae jeweils nur eines odar wenige der liolmeid^lemente gleichzeitig mit dem Arbeitsstück in Berührung kommaa· Dadurch werden die beim 2usamm&nstos8sn zwischen dan Scbaeldelementen und dem Arbeitsstück auftretende Aufprall- oder Sehlagwirkungen und folglieh die Arbeitssehwingiiagen des Drehf*»äaö3?e auf ein Minimism herabgesetzt. Bei dea tmlomuten Dreh- mit Schneidaleaentea, die sieh parallel zur Ä-chso des tind.iäßge der iftisamöilinge dea PrUa3J?3

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verursachen solche Schwingungen gewöhnlich ein starkes Geräusch und vermindern die Genauigkeit der Bearbeitung.

Um die Winkelstellung der Schneideinheit leicht und exakt einstellen zu können, kann man die Schneideinheiten an eintr Seitenfläche mit einem Vorsprung (nicht gezeigt) versehen, der in eine entsprechende Aussparung in der gegenüberliegenden Seitenfläche einer benachbarten Schneideinheit passt.

Wie aus flg. 2 und 3 ersichtlich, ist der Fräserkör^er 5 in der Nähe seines ümfangs mit Bohrungen 9 für jedes Schneidelement versehen, wobei sich diese Bohrungen längs der gesamten länge des Fräserkörpers erstrecken·

Ea ergibt sich dadurch eine kreisförmige zylindrische Fläche 11 der Bohrung 9, und diese Fläche 11 bildet einen Sitz für das Schneidelement 23 und hat denselben Krümiaungaradlus wie die Zylinderfläche des Sehneidelementes. Sin zur Fräserkörper 5 gehörender Abschnitt 15« de? zwischen der ümfangafläche des Fräserkörpors und eines nahe am Umfang des Fräserkörpers gelegenen Teil des Sitzes 11 liegt bzw· von diesen begrenzt wird, dient als Anschlag oder Auflager zur Festlegung des Schneidelements· Ein zweites Auflager bzw. ein zweiter Anschlag 21 wird von einem Stahlteil 19 gebildet, das starr am Fräserkörper befestigt ist und sweckmässig als Spanbrecher dient. Zwischen den featstehenden, weder verateilbaren noch elastinchen Anschlägen 15 und 21 besteht ein flaum odar Schiit» 1?, der - in einer iichnlttebene senkrecht zur Achse des Frästrkörpers gesehen - keilförmig ist und sich von Fräserkörper aus nach auaaen zu v&rengt» Zwecks Festlegung des ochnaidalenimfcea 23 *ird dessen äuaserer Abschnitt nahe seiner Kante 25 wischen die Anschläge 15 und 21 eingefügt und alt dleoftn in Eingriff gebracht b*w. zwischen diese geprasst. Dan feil I¹J* weist la wesentlichen die gleiche axiale länge auf wl# der frKswkBrper 3*

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Aus obigen Angaben ist ersichtlich, dass das Schneidelement 23 ro nahe wie möglich an der Arbeitskante 25 des Schneidelements zwischen zwei starren Anschlägen oder Auflagern fest« gelegt ist. Damit ist die Schneidkante 25 genau in einer Stellung festgelegt, die im wesentlichen von den normalen Fertigungstoleranzen des Schneidelementes unabhängig ist· Diese Toleranzen haben nur auf die Stellung der inneren Xante 25a einen nennenswerten Einfluss, nicht aber auf die aussere Kante 25, da der Abstand zwischen der äusseren Kante 25 und den Anschlägen 15 und 21 im Vergleich zur grossten Bemessung des querschnitts des Schneidelements klein ist, z.B. nicht grosser als ein Drittel der besagten grossten Bemessung· In der gezeigten Ausführungsform wird die grosste Bemessung durch dia Entfernung zwischen den Kanten 25 und 25a des Schneidelement· dargestellt.

TJm das Schneidelement 23 in Eingriff mit den Anschlägen 15 und 21 zu pressen, ist eine Druckstange 29 vorgesehen, die sich in einer Längs aussparung 27 mit rechteckigem Querschnitt im fräser körper befindet. Die Drucketange 29 besitzt einen vorspringenden Hand 31, der an der ebenen fläche des Schneidelements 23 in einer geringen Entfernung von der inneren Kante 25a des Schneidelements angreift· Eine Schraube 33 erstreckt sich durch eine Bohrung 35 im Präserkörper 5 und durch eine mit Gewinde versehene Bohrung in der Druckstange 29· Der Kopf 4-3 der Schraube befindet sich in einer Aussparung 39 in Fräserkörper, und zwischen dieser Aussparung und der Bohrung 35 befindet sich eine Schulter, an der der Schraubenkopf beim Festziehen der Schraube anliegt. Beim Anziehen der Schraube greift der Hand 31 am Schneidelement 23 so an, dass dieses um die Achse 45 der Bohrung 9 gedreht wird, während es in den Sitz 11 gleitet. Die Drehbewegung des Schneidelementee wird fortgesetzt, bis der an der Arbeitskante 25 des Schneidelement B angrenzende Abschnitt des Schneidelements zwischen den starren Anschlägen 15 und 21 in der beschriebenen Art und Weise festgelegt worden.ist.

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Das Einführen das Schneidelemonts= 23 in den Fräserkörper 5 und die Entfernung des Schneidelements aus diesem Körper erfolgt durch ein Verschieben des Schneidelemente In Richtung der Drehachse des Fräserkörpers· Der Drehfräser ist aus mehreren Schneideinheiten zusammengesetzt, die jeweils um einen Winkel gegeneinander verdreht aneinander anliegen, wie dies aus Fig. 1 erkennbar ist. Die axiale Verschiebung der Schneidelemente ist aufgrund von Aussparungen β möglich, die am Umfang eines joden Fräserkörpers angeordnet sind und eine ausreichende Tiefe aufweisen. Im zusammengesetzten Drehfräser liegt jede der Aussparungen 8 eines Fräserkörperβ einem Schneid« element 23 von zumindest einem der benachbarten Fräserkörper gegenüber. Obwohl Fräserkörper mit Aussparungen 8 gemäSB der Erfindung auch für Drehfräser Verwendung finden können, in welchen die Schneidelemente in der Arbeitslage von anderen Einrichtungen als den in der Zeichnung dargestellten Anschlägen festgehalten werden, ist die erfindungsgemässe Ausführung besonders für solche Drehfräser geeignet, bei denen ortsfeste Anschläge zum Festlegen der Schneidelemente vorhanden sind, da die zuletzt genannte Lösung des Problems des Einsetzens und Entfernens der Schneidelemente komplizierter und teurer sein muss und auch der lösung gemäss der Erfindung bezüglich des hierfür notwendigen 33itaufwande3 nachsteht.

Wenn ein Schneidelement entfernt werden soll, wird üblicherweise die Schraube 33 in einer aolchen Richtung gedreht, dass eich die Druckstange 29 um einen grösseren Abstand von dem Schneidelement weg entfernt,als für das einfache Verschieben des Schneidelementes mit der Hand in Längsrichtung erforderlich ist. Dies erleichtert das Herausnehmen des Schneidöle -mentes, da ein bestimmter zusätzlicher Raum für eine Winkelbewegung des Schneidelementes in der letzten Stufe der Entfernung geschaffen wird, so dass das Schneidelement auch dann entfernt werden kann, wenn dessen Achsiallänge etwas grosser let als die Achsiallänge des Fräserkörpers· Dies ist wichtig, da

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eine gewisse axiale. Überlappung zwischen den Schneidelementen von benachbarten !Fräserkörpern erwünscht ist, um sicherzustellen, dass an der Grenzlinie zwischen zwei benachbarten Schneideinheiten keine unbearbeiteten Abschnitte des Werkstückes übrigbleiben.

In 3?ig. 3 ist eine. Ebene 4? angedeutet, welche die Mittellinie 6 des Präserkörpers 5 und die Mittellinie 45 der zylindrischen Fläche des Sitzes 11 für das Schneidelement enthält. Mit dem Bezugszeichen 49 ist eine Ebene angedeutet, welche dia Mittel* linie 45 und die Arbeitskante 25 des Schneidelementes durchsetzt bzw· berührt. Der Winkel zwischen den Ebenen 47 und 49 ist mit alpha bezeichnet« Dieser Winkel alpha ist klein, was dazu führt, dass eine geringe Drehverschiebung des Schneidelementes 23 in seinem Sitz 11, d.h. eine Drehung um die Achse aus der oder in die festgelegte Stellung des Schneidelementes zwischen den Anschlägen 15 und 21 zu nur einer sehr geringen vernachlässigbaren Bewegung der Kante 25 in radialer Richtung bezüglich des Fräserkörpers führt. Diese unbedeutende .Verschiebung der Kante 25 in radialer Richtung hat den Vorteil, dass die geringen, aber unvermeidbaren Dimensions- bzw. ToIeranzunterachiede zwischen den verschiedenen Schneidelementen 23 praktisch keine Wirkung auf die Schnittiefen der Schneidelemente ausüben, nachdem das Schneidelement zwischen den Anschlägen oder Widerlagern 15 und 21 festgelegt worden ist. Dies ist umso mehr der Fall, als die Festlegung der Schneidelemente an dem nahe der Arbeltskante gelegenen Abschnitt dieser Elemente zwischen zwei starren Widerlagern schon, ein hohes Mass an Genauigkeit in Bezug auf die Stellung der Arbeitskante 25 liefert.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte und beschriebene Ausfiihi'Ufigsfora beschränkt, da diese in mancher Hinsicht Innerhalb di£3 Rahmens der Erfindung abgewandelt w<i?dea fcenii. Bine

Abwfta&lung liegt ζ·Β· Äsapla* dase 4er

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Fräeerkorpor statt aus einem ungeteilten Block zu bestehen, aus mehreren fsilen susafflmengenetzt sein kann, die relativ zueinander festgelegt sind und jeweils eines oder uehrere der Schneidelemente tragen.

Pabentansprüche

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Claims (1)

1. Patent ansprüehe

   Rotierendes Schneid- bzw. Fräswerkzeug« vorzugsweise Drehfräser, mit mehreren auf einer Welle unter verechiedenen Drehwinkeln angeordneten SchneideLoheiten, die mit einsetzt area Schneidelementen versehen sind, deren Schneidkanten sich im wesentlichen parallel zur Drehachse erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (5) der Schneideinheiten (3_t 3a\ 3b ··· ) längs dem Umfang zwischen den Schneidelementen mit Aussparungen (8) versehen ist, welche einen freien Raum zum Einsetzen und Entfernen der Schneidelemente in einer Richtung parallel zur Drehachse des Werkzeuge bieten.

   2* Rotierendes Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinheit in der Rahe ihres Umfange mit swei Anschlägen versehen.ist, die in Be*ug auf den Körper der Schneideinheit ortsfest sind und zwischen eich einen Raum begrenzen, um darin das Schneidelement aufzunehmen und vorzugsweise im Bereich der Schneidkante festzulegen. ' ?

   3* Rotierendes Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2,- dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidelement für die Aufnahme in einem ortsfesten Sitz im Körper geeignet ausgebildet ist, und dass der Sitz vorzugsweise von einer zylindrischen Fläche begrenzt ist«,

   4. Rotierendes Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3_t dadurch gekennzeichnet dass dae Schneidelement eine konvexe zylindrische Fläche aufweist, die zum Einsetzen in den im Körper vorgesehenen Sitz geeignet ist»

   5· notierendes Werkzeug nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet» dass in einem senkrecht zur Drehachse des Werkzeugs verlaufenden Schnitt die Schneidelemente die Jörn sinea Kreissegmentes aufweisen.

   6«. Rotierendes Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daee die Schneid-" einheiten unter verschiedenen Drehwinkeln auf der Welle des Werkzeug» angeordnet sind_t so dass Jeweils nur ein Schneidelement oder wenige Schneidelemente gleichzeitig mit dem Werkstück in Eingriff kommen, so dass die Schneidkanten im zusammengesetzten Werkzeug längs einer oder mehrerer gestuft schraubenförmig vorlaufender Linien angeordnet sind*

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