DE2610006B2 - Langlochfräser mit auswechselbarem Schneideinsatz - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Langlochfräser mit wenigstens einem auswechselbaren Schneideinsatz, der eine radial außen liegende, axial verlaufende Umfangs-Schneidkante, eine radial verlaufende Stirn-Schneidkan- te sowie eine radial innen liegende, durch eine Abrundung mit der Stirn-Schneidkante verbundene, nicht in Schneideingriff mit dem Werkstück stehende und ebenfalls axial verlaufende Schneidkante aufweist, wobei diese Schneidkante von der Umfangs-Schneidkante aus gesehen, radial jenseits der Achse des Fräsers angeordnet ist

Bei derartigen Langlochfräsern werden quadratische Schneideinsätze eingesetzt, die mit Eckenrundungen versehen sind, d. h. die radial innen liegende Schneidkante ist durch eine Abrundung mit der radial verlaufenden Stirnschneidkante verbunden und die innen liegende Schneidkante ist radial nach innen über die Fräserachse hinaus soweit versetzt angeordnet, daß die Abrundung jenseits der Fräserachse liegt. Bei einer solchen Anordnung werden auf denjenigen Teil der Stirnschneidkante der sich in der Fräserachse befindet sehr hohe Kräfte ausgeübt, weil dort die Schnittgeschwindigkeit Null bzw. sehr klein ist. Die Gefahr des Ausbrechens der Schneidkante an dieser Stelle ist hoch. Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zu Grunde, einen Langlochfräser der genannten Art so weiterzubilden, daß die Gefahr des Ausbrechens der Stirnschneidkante im Bereich der Fräserachse vermieden wird.

Diese Aufgabe wird bti einem Langlochfräser mit den w> eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Achse des Fräsers die Abrundung schneidet.

Wie sich in der Praxis gezeigt hat, wird durch diese spezielle Anordnung des Schneideinsatzes erreicht, daß μ trotz Verwendung sehr spröden Materials für den Schneideinsatz ein Ausbrechen der Schneidkanten vermieden wird. Dies dürfte daher rühren, daß im Bereich der Fräserachse ein kleiner Kegelstumpf im Werkstück verbleibt, der der aktiven Schneidkante einen vergleichsweise geringen, zur Fräserachse hin allmählich abnehmenden Widerstand entgegensetzt und somit — trotz der kleinen Schneidgeschwindigkeit im Bereich der Fräserachse — das Entstehen extrem hoher Schnittkräfte verhindert Der beim Eintauchen des Fräsers in das Werkstück verbleibende kleine Kegelstumpf wird beim nachfolgenden radialen Bewegen des Fräsers entfernt

Dem Schneideinsatz kann ein zweiter Schneideinsatz diametral gegenüberliegend zugeordnet werden. Der zweite Schneideinsatz wird hierbei zweckmäßigerweise soweit radial nach außen versetzt angeordnet, daß zwischen den beiden Schneideinsätzen etwas Material des Werkzeugschaftes erhalten bleibt, an dem die radial verlaufenden, nicht schneidenden Schneidkanten der beiden Schneideinsätze abgestützt werden können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Langlochfräser gemäß der Erfindung;

F i g. 2 eine Seitenansicht des in F i g. 1 gezeigten Langlochfräsers;

F i g. 3 eine Draufsicht auf einen Langlochfräser mit zwei Schneideinsätzen;

Fig.4 eine Seitenansicht des in Fig.3 gezeigten Langlochfräsers;

Fig.5 eine Endansicht des in Fig.3 gezeigten Langlochfräsers;

F i g. 6 eine vergrößerte Teilansicht zur Veranschaulichung der geometrischen Verhältnisse der Anordnung des Schneideinsatzes im Langlochfräser.

Nach den F i g. 1 und 2 weist ein Langlochfräser 10 mit einem zylindrischen Schaft 11 ein Ende 12 auf, welches eine Tasche mit einem Boden 13 und Seitenlageflächen 14 und 15 für einen auswechselbaren viereckigen Schneideinsatz 16 in Form eines »Positivplättchens« enthält, das mit herkömmlichen Abrundungen 17 versehen ist. Der Schneideinsatz wird durch eine konisch abgeschrägte Schraube 18 in der Tasche gehalten. Die benachbarten inaktiven Schneidkanten des Schneideinsatzes erstrecken sich leicht über die Seitenanlageflächen 14 und 15 hinaus, welche an dem Boden einer bogenförmigen Spanbrechernut 19 des Endes 12 enden, an dem zwei ebene Winkelschnitte 20 und 21 vorgesehen sind.

Die radial innen liegende Schneidkante 22, welche die Wand 15 der Tasche berührt, erstreckt sich leicht über den Mittelpunkt und über die Achse 23 des Langlochfräsers hinaus, die, wie im Anschluß hieran in Verbindung mit F i g. 6 ausführlicher beschrieben wird, die Abrundung 17 des Schneideinsatzes schneidet, so daß bei axialem Vorschub des Langlochfräsers in ein massives Stück Ausgangsmaterial hinein die radial verlaufende Schneidkante 24 eine zylindrische Bohrung erzeugt, die einen ebenen Bohrungsgrund mit einem Eckradius entsprechend dem Einsatz und einem mittleren, leicht konischen Vorsprung entsprechend der Abrundung zwischen den beiden Schneidkanten aufweist.

Die Fig.3, 4 und 5 zeigen die Ausführung eines Langlochfräsers 30 mit zwei Schneideinsätzen; hier ist der zylindrische Schaft 31 bei 32 leicht ausgenommen, um einen etwas kleineren Schneideinsatz 33 als den in F i g. 1 gezeigten aufzunehmen. In diesem Fall liegt der zweite Schneideinsatz 34, ähnlich wie der mittiß

schneidende Schneideinsatz 33, mit seiner Schneidseite in einer radialen Ebene, die beiden Schneideinsätzen gemeinsam ist; jedoch ist der zweite Schneideinsatz 34 in einer Stellung angeordnet, die relativ zu dem Schneideinsatz 33 und der Achse des St'irnfräsers radial nach außen verschoben ist, so daß die radial äußerste Schneidkante 35 sich außerhalb der. zylindrischen Endes

36 erstreckt Die entsprechenden Stirn-Schneidkanten

37 und 38 fluchten miteinander und sind in dem Überlappungsbereich während des axiaien Vorschubs gleichmäßig wirksam, wobei der Mittelabschnitt lediglich durch den Schneideinsatz 33 und der äußere Abschnitt lediglich durch den Schneideinsatz 34 geschnitten wird. Wie am besten in Fig.5 gezeigt, gestattet die radial versetzte Anordnung des äußeren Schneideinsatzes 34 die Bildung einer dem Einsatz 33 zugeordneten Spanbrechernut 39 und einer dem Einsatz 34 zugeordneten Spanbrechernut 40, ohne den dazwischenliegenden mittleren Steg 41 zu zerstören.

Fig.6 zeigt eine vergrößerte DtTstellung eines »positiven« viereckigen Schneideinsatzes 42 mit Abrundungen 43 und mit schneidfreien Seitenkanten 44 und 45, die an einer radial verlaufenden bzw. axial verlaufenden Taschenwand 46 bzw. 47 in dem Ende 48 eines Langlochfräsers anliegen; der Schneideinsatz wird von einer sich durch den Einsatz erstreckenden, an einer konischen Fläche 52 anliegenden Schraube 50 gehalten. Eine kritische Beziehung besteht zwischen der Anordnung der Abrundung 43 und der Achse 53. Die axial verlaufende, schneidfreie Schneidkante 45 ist, wie gezeigt, radial nach innen über die Achse 53 hinaus angeordnet Hierdurch wird ein sauberes Schneiden auch im Bereich der Fräserachse erzielt, wobei lediglich ein kleiner konischer Vorsprung am Boden einer Sackbohrung entsprechend dem Radius 54 der Abrundung 43 stehen bleibt; dieser Vorsprung steht von der planaren radialen Fläche vor, die von der Stirn-Schneidkante 55 erzielt wird. Da dieser kleine Vorsprung in einem Punkt an der Schnittstelle der Achse 53 mit der Abrundung 43 endet, ist die Belastung der Schneidkanten in diesem Bereich nicht groß genug, um einen Eckenbruch hervorzurufen, und außerdem wird der rückwärtigen Bewegung des über die Achse 53 hinausragenden Teils der Abrundung 43 kein Widerstand entgegengesetzt Es ist wichtig, daß die Achse 53 die Abrundung 43 an einem Punkt radial innerhalb ihrer Tangente mit der Schneidkante 55 schneidet, und zwar vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von ²Iz der Abrundung, gemessen radial von der radial innen liegenden Schneidkante 45 aus, so daß mindestens V₃ der radialen Abmessungen der Abrundung 43 auf der schneidenden Seite der Schneidkante 55 liegt. Die andere Grenze für die Positionierung des Schneideinsatzes liegt bei einer versetzten Anordnung der radial innen liegenden Schneidkante 45 in der Größenordnung von 0,25 mm über die Achse 53 des Stirnfräsers hinaus bei einer üblichen Abrundung in der Größenordnung von 0,4 bis 0,8 mm; dies liefert zufriedenstellende Schneidergebnisse bei einer Vorschubgeschwindigkeit in der Größenordnung von 0,076 bis 2,5 mm pro Umdrehung.

ίο Im Fall eines Langlochfräsers mit einem einzigen Schneideinsatz, wie er in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist, bildet die Schneidkante 56 eine zweite schneidende Kante, so daß das gleiche Werkzeug zur Herstellung von Senkbohrungen in festem Material bis zu einer gewünschten Tiefe und einem anschließenden Fräsen mit Quervorschub oder aber umgekehrt zum Fräsen mit Ouervorschub entsprechend der Tiefe des Schneideinsatzes und einem anschließenden Senkbohren bis zu einer gewünschten Tiefe benutzt werden kann.

Wird wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 3, 4 und 5 ein zweiter Schneideinsatz verwendet, bestimmt die Lage des radial nach außen versetzten zweiten Schneideinsatzes den Bohrungsdurchmesser bei Senkbohrungen, während die radial äußere Schneidkante entsprechend der Schneidkante 56 die schneidende Kante bei Fräsen mit seitlichem Vorschub bildet. Die einzige Einschränkung für die Größe, um die der zweite Schneideinsatz relativ zu dem inneren Schneideinsatz radial versetzt ist, ist die, daß die Stirn-Schneidkanten 55

jo sich überlappen müssen, damit eine kontinuierliche planare Stirnfläche erzeugt wird.

Wenn auch bei den dargestellten Ausführungsbeispielen die Schneideinsätze unter einem radialen und einem radialen und einem axialen Spanwinkel von jeweils 0° angeordnet sind, können sie jedoch auch unter einem positiven oder negativen axialen Spanwinkel für besonders weiche oder besonders harte Materialien angeordnet werden; in der gleichen Weise können sie unter einem positiven oder negativen radialen Spanwinkel angeordnet werden. Die Verwendung eines positiven Schneideinsatzes, der unter einem axialen und radialen Spanwinkel von jeweils Null angeordnet wird, deckt jedoch den größten Bereich von Schneiderfordernissen ab und wird daher bevorzugt.

Um eine glatte, saubere Oberfläche beim seitlichen Fräsen mit zwei Schneideinsätzen zu erzielen, wird der radial äußere Schneideinsatz vorzugsweise um 0,025 bis 0,076 mm axial vor dem inneren Schneideinsatz angeordnet, um jegliche Kammbildung im mittleren Bereich zu vermeiden, die bei dem Versuch, beide Schneidkanten in derselben radialen Ebene anzuordnen, durch einen Toleranzfehler entstehen könnte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 Patentansprüche:

1. Langlochfräser mit wenigstens einem auswechselbaren Schneideinsatz, der eine radial außen liegende, axial verlaufende Umfangs-Schneidkante, eine radial verlaufende Stirn-Schneidkante, sowie eine radial innen liegende, durch eine Abrundung mit der Stirn-Schneidkante verbundene, nicht ir. Schneideingriff mit dem Werkstück stehende und ebenfalls axial verlaufende Schneidkante aufweist, ίο wobei diese Schneidkante von der Umfangs-Schneidkante aus gesehen, radial jenseits der Achse des Fräsers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (23; 53) des Fräsers die Abrundung (17; 43) schneidet is

2. Langlochfräser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittlinie im Bereich von

2/3 der Abrundung, gemessen radial von <Jer radial innenliegenden Schneidkante (22; 45) aus, liegt

3. Langlochfräser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Abrundung im Bereich von 0,4 bis 0,8 mm liegt

4. Langlochfräser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radial innenliegende Schneidkante (22; 45) in der Größenordnung von 0,025 mm über die Achse (23; 53) des Langlochfräsers hinaus versetzt angeordnet ist