DE2615609A1

DE2615609A1 - Fraeswerkzeug

Info

Publication number: DE2615609A1
Application number: DE19762615609
Authority: DE
Inventors: David Alan Hopkins
Original assignee: Valeron Corp
Current assignee: Valenite LLC
Priority date: 1975-04-10
Filing date: 1976-04-09
Publication date: 1976-10-21
Also published as: JPS51137186A; FR2306772B1; FR2306772A1; JPS542709B2; US4093392A; CA1030329A; DE2660167C2; BR7602195A; DE2615609B2; IT1057477B; GB1534939A

Description

Patentanwälte

Dipl. P.v,/s. W. Schmitz

Dip!. ],■-£. E. Graali's Dipl. i -_l3. VV. Vvfer,r::.rc Dipl. Phys. VV. Cars^ns 8 MÜncnen U Mozartstr. 23

The VaIeron Corporation 20800 Coolidge Highway

Detroit, Mich. 48237, USA München, 9. April 1976

Aktenzeichen: M-3860

Fräswerkzeug

Die Erfindung bezieht sich auf ein Präswerkzeug mit einstellbaren Schneideinsätzen.

Es ist bekannt, Präswerkzeuge mit einer Vielzahl von runden Schneideinsätzen beim Formfräsen etwa zur Bearbeitung von Metallrädern von Schienenfahrzeugen zu verwenden» Bekannte Fräswerkzeuge dieser Art enthalten im allgemeinen runde Schneideinsätze, die in Einsatztaschen angeordnet sind, welche in winklig angestellten Schlitzen des Werkzeugkörpers ausgebildet sind, oder in getrennten Platten, welche in schräg verlaufenden Schlitzen im Werkzeugkörper verankert sind« Infolge dieser Bauweise wird die Festigkeit des Werkzeugkörpers beträchtlich verringert und die effektiven Anstellwinkel der Einsätze ändern sich an aufeinanderfolgenden Schneideinsätzen in Längsrichtung des Werkzeugs. Hierdurch

609843/Ö43Q

wird die Gesamtleistung des Schneidwerkzeugs beeinträchtigt \ ; und ein größerer Verschleiß an einigen Einsätzen verursacht. · j Werkzeuge dieser Art sind in den US-PSn 2 645 003, 3 103 736, 3 540 103 und 3 213 716 beschrieben.

. Erfindungsgemäß wird ein verbessertes Fräswerkzeug mit einem ■ kreisförmigen Werkzeugkörper geschaffen, der an seiner Um- ^:

fangsfläche mit mehreren, einzelnenn Einsatztaschen ver- \

sehen ist, die jeweils einen Sitz zur Halterung eines !

Schneideinsatzes in einer Lage aufweisen, in der dessen ·

Schnittfläche in einer im wesentlichen axialen, entsprechend I dem axialen und radialen Neigungswinkel jedoch gekippten

; Ebene liegt, das.dadurch gekennzeichnet ist, daß die ί

Schnittkante jedes Schneidexnsatzes zu einem Bruchteil über ;

die Umfangsfläche des Werkzeugkörpers vorstehend angeordnet i ^: ist, daß jeder Einsatztasche eine Spanfreilaufwand zuge-
: ordnet ist und der durch diese begrenzte Spanabführspalt

j von der gesamten Schnittfläche des Schneidexnsatzes zur Um- ' j fangsfläche des Werkzeugkörpers verläuft, wobei jede Ein-

j satztasche gemeinsam mit der zugeordneten Spanfreilaufwand .

j durch einen sie umschließenden Teil der Umfangsfläche des ;

Werkzeugkörpers von jeder andere^ Einsatztasche getrennt

ist, und daß die Einsatζtaschen in Axialrichtung gleichförmig auf Abstand gehalten und in Umfangsrichtung winklig
versetzt angeordnet sind, um eine zunehmende Schnittwirkung

609843/0430

des Fräswerkzeugs beim Bearbeiten eines Werkstücks zu erreichen.

Durch die Erfindung wird ein Vielzweck-Hochleistungsfräser geschaffen, der eine "beträchtliche Anzahl von einstellbaren Schneideinsätzen enthalten kann, insbesondere wenn das Werkzeug einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser hat. Das erfindungsgemäße Fräswerkzeug sorgt für eine größere wirksame Schnittlänge für einen betrachteten Schneiddurchmesser mit einer sehr geringen Anzahl von Schneideinsätzen.

Der auskragende Werkzeugkörper eines erfindungsgemäßen Schaftfräsers verfügt über eine sehr große Steifigkeit, da sämtliche Einsatztaschen einteilig in die Umfangsfläche des Werkzeugkörpers selbst als einzelne, isolierte Aussparungen eingeschnitten sind und jede Einsatztasche gemeinsam mit der zugeordneten Spanfreilaufwand von den anderen Einsatztaschen getrennt und vollständig von dem Randmaterial im Umfangsbereich des Fräswerkzeugs umschlossen ist. Es läßt sich eine zunehmend gestaffelte Schnittwirkung der Schneideinstäze erreichen, was im Vergleich zu anderen Präswerkzeugen mit ^: einstellbaren Schneideinsätzen einen sehr geringen Leistungs-; bedarf und eine hohe Schnittwirkung bei einem verhältnismäs- ' sig stabilen, ratterfreien Schnittvorgang ergibt. j

Jeder zylindrische Schneideinsatz ist in der einteiligen j

.Einsatztasche eingeschlossen, wobei lediglich etwa 10% j

- 4 - j

•6098 4 3/0430

seines Schneiddurchmessers über die Umfangsfläche des Werkzeugkörpers vorstehen. Infolgedessen ist die Erfindung insbesondere für Schlitzfräser und Schaftfräser mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser sowie für Planfräser und Flachnutfräser verwendbar.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 die Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Fräswerkzeugs;

Fig. 2 die Endansicht des Fräsers gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht eines in einer Einsatztasche eingebauten Schneideinsatzes;

Fig. 4 die Seitenansicht des Einsatzes und der Einsatzt as ehe gemäß Fig. 3j

Fig. 5 eine vergrößerte schematische Teilansicht der gegenseitigen Bewegungsbahnen aufeinanderfolgender Schneideinsätze bei Drehung

in eine gemeinsame Ebene; :'

6 0 9 8 O / 0 i 3 Ο

Sig. 6 eine Skizze zur Darstellung eines geeigneten

Winkelabstands zwischen aufeinanderfolgenden Schneideinsätzen längs einer Schraubenlinie zur Erzielung einer gewünschten Staffelung»

■ Fig. 7 eine teilweise Seitenansicht zur schematisclai ' Darstellung der Anordnung sämtlicher Schneid-

' einsätze bei Drehung in eine gemeinsame Ebene»

Fig« 8 einen vergrößerten Teilschnitt längs der

linie 8-8 der Fign. 1 und 3;

Figo 9 die Aufsicht eines rechteckigen Sehneidein-

■ satzes für die äußerste Endposition;

Figo 10 einen Schnitt des Schneideinsatzes gemäß

Figo 9;

Figo 11 einen Teilschnitt eines abgewandelten

Schneideinsatzes mit einer Schnittkante ; mit positivem Neigungswinkel; _;

Mg» 12 eine seitliche Teilansicht eines weiteren ;

i Einsatzes mit einem positiven Heigungs- j

Winkel;

Mg» 13 die Seitenansicht eines abgewandelten Aus-

- 6 6 0 9 8 4 3 / 0 U 3 fl

2 6"i 5 6"Ö 9"

führungsbeispiels eines Fräswerkzeugs mit einer unterschiedlichen Staffelung der Schneideinsätze;

Fig. 14 die Endansicht des Fräswerkzeugs gemäß Figo 13; und

Fig. 15 einen vergrößerten Teilschnitt eines ! einzelnen Schneideinsatzes längs der Linie 15-15 der Figo 13«

Figo 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form eines Hochleistungs-Schruppschaftfräsers mit einem kegelförmigen Schaft 10, der eine einteilige, zylindrische Verlängerung 11 aufweist, welche in diesem Falle zwanzig Schneideinsätze 12 trägt, die in die Umfangsflache der Verlängerung 11 längs einer einzigen Schraubenlinie und mit einem derartigen gegenseitigen Winkelabstand eingebaut sind, daß sich eine erwünschte Staffelung zwischen benachbarten Schneideinsätzen auf benachbarten Windungen der Schraubenlinie ergibt, wie dies weiter unten im einzelnen beschrieben wird»

! Die Einfach—Schraubenlinie durchsetzt nacheinander sämtliche

j Einsätze in der Reihenfolge ihres Axialabstands und ist nicht zu "verwechseln mit der Mehrf ach-Schraubemlinie, die in Längsrichtung des Werkzeugs erscheint» Wie die Fign» 3,4 und _:

' f

6 0 9 8 <· 3 / 0 U 3 Π

26 T 5 6 0

8 zeigen, ist jeder Schneideinsatz 12 im Hinblick auf die Einstellung einer frischen, unbenutzten Schneidkante von im wesentlichen zylindrischer Poria und wird durch eine Inbusschraube 15 in einer Einsatztasche gehalten, die eine zylindrische Wand 13 aufweist, welche in einem Sitz 14 endete Die Schraube 15 ist mit einer/kegelförmigeη Schulter 16 versehen, welche mit einer entsprechenden, um 30 geneigten, einge~ senkten Gegenwand 17 im Einsatz zusammenwirkt„ Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind sämtliche Einsatztaschen derart ausgebildet, daß jeder Schneideinsatz mit einer negativen Axia Ine igung von 5° und einer negativen Radialneigung von positioniert wird, wie dies in den 3?ign_o 1 und 2 gezeigt isto

Jeder Einsatztasche ist eine Spanfreilaufwand 18 zugeordnet. Die Raumform der Einsatztaschen und der Spanfreilaufwände ist am besten aus einer Beschreibung des bevorzugten Bearbeitungsvorganges verständlich» Ein Schaftfräserpit einem

Schneid / Durchmesser, der geringfügig größer als der des: einsatzes ist und so eingestellt wird, daß eine Einsatztasche mit einem negativen axialen und einem negativen radialen Neigungswinkel entsteht, wird in Radial richtung in den Außenumfang des Werkzeugkörpers bewegt, so daß eine Spanfreilaufwand entsteht, die unmitterbar von der beabsichtigten Position der Sehne ide ins atz fläche nach außen verläuft«. Anschließend wird ein geringfügig kleinerer Planschaftfräser, der gegen-

6098U/0U0

über dem Schneideinsatz eine Durchmessertoleranz in der Größenordnung von maximal 0,125 mm hat, bis zu einer Tiefe, die geringfügig kleiner als die Höhe des Schneideinsatzes ist, auf der gleichen, mit der Endposition des zur Herstellung der Spanfreilaufwand verwendeten Seitenschaftfrasers übereinstimmenden Achse abgesenkt, so daß die Wand 13 und der Sitz 14 der Einsatztasche entstehen»

Nachdem die Spanfreilaufwand und die Einsatztasche hergestellt sind, wird eine G-ewindebohrung auf einer Achse eingeschnitten, die parallel zu der Achse der zylindrischen 'Einsatztasche verläuft, gegenüber dieser jedoch um etwa 0,15 Ms 0,2 mm nach innen versetzt ist, um sicherzustellen, daß der Einsatz durch die Anlage der unter 30 geneigten Flächen 16 und 17 des Schraubenkopfes und des Einsatzes nach innen gegen die Wand 13 gezogen wird und auf dieser aufsitzt, wie dies in Figo 8 gezeigt ist_o Eine Schraube, die gegenüber dem Durchmesser der zylindrischen, mittig durch den Schneideinsatz verlaufenden Öffnung 25 eine Durchmessertoleranz, in der Größenordnung von 0,5 mm hat, gewährleistet einen ausreichenden Gesamtspalt 26 zum Einsetzen und Einstellen des Schneideinsatzes. Der bevorzugte Neigungswinkel der einander entsprechenden, kegelförmigen Flächen 16 und 17 von 30° ist kleiner als die Anfasung

-9 « 609843/0/♦ 30

"7615609 j

bei einem herkömmlichen Schraubenkopf, jedoch wird dieser Winkel gewählt, um ein Aufsitzen des Schneideinsatzes nach innen an der zylindrischen Viand 13 sicherzustellen unedle radialen Dehnungsspannungen, die beim Festziehen am Einsatz in Richtung einer !Bruchbelastung wirken, kleinzuhalten ο

Die nach außen verlaufende Spanfreilaufwand 18 erstreckt sich vollständig zur zylindrischen Außenfläche 11 des Werkzeugkörpers ο Die Spanfreilaufwand 18, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel koaxial zur Einsatztasche verläuft, kann aus G-ründen eines größeren S panfrei lauf s palt s auch tiefer in die zylindrische Außenfläche 11 des Werkzeugkörpers eingeschnitten werden, wenn der Durchmesser des Werkzeug— körpers so groß ist, daß hierdurch die Steifigkeit nicht beeinträchtigt wird» In jedem Pail wird die Tasche für den _; Schneideinsatz, von der Außenfläche des Werkzeugkörpers radial nach innen eingearbeitet, derart, daß vorzugsweise radiale Taschenabschnitte: 19 zur Halterung des Schneideinsatzes entstehen und ein Teil der Schneidkante 20 über den Außenumfang des Werkzeugkörpers um eine Strecke in der Größenordnung von 1 0 °/o des Schneideinsatzdurchmessers vorsteht (siehe Figo 3) ο TJm hohe, bruchgefährdende Eck- I spannungen zu vermeiden, wird zweckmäßigerweise am Außen— ! umfang des Schneideinsatzes eine konische Entlastungsfläche 21 und neben der Öffnung 25 am unteren Ende des Schneidein-

- 10 - j

6 0 9 8 /■ 3 / η a 3 fi

26T56W

satzes eine konische Entlastungsfläche 22 eingeschnitteile Wenn die Tiefe der Einsatztasche geringfügig kleiner als

■ die Dicke des S ohne id einsatzes gewählt wird, ergibt sich, bei einem erweiterten Radius der Spanfreilaufwand 18 ein Entlastungsspalt 27 (Figo 8), der die Schnittkante des Schneideinsatzes vor Klemmspannungen schützt_o Bei den mei—

sten Metallen wird für Hochleistungsschnitte mit einer unter einem positiven Winkel von 15 angestellten Meigungsflache 23j die von einem schmalen, ebenen Schnittsteg 24 nach : innen verläuft, bei erfindungsgemäß ausgebildeten Fräs— werkzeugen eine optimale Schnittwirkung erzielte Infolge der nunmehr im einzelnen beschriebenen gestaffelten Anordnung der Schneideinsätze bleibt im Bereich der Einsatz— tasche ein einstückiger Steg des Werkzeugkörpers stehen, der in Radialrichtung nach außen zur zylindrischen Außenfläche des vferkzeugkörpers verläuft, wodurch für jeden j Einsatz eine isolierte Einsatztasche und Spanfrei!aufwand geschaffen und die Steifigkeit des Werkzeugkörpers im

.· wesentlichen vollständig aufrechterhalten wird, was vor Ϊ

allem für Hochleistungs-Grobfräser mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser und großer Axiallänge, die ohne Zerstörung durch Ratterbildung arbeiten sollen, von Be- > deutung ist. Y/enn der Schraubenwinkel und-'d^er gegenseitige ^f

:

j Abstand der Schneideinsätze derart gewählt werden, daß j

6 0 9 8 U Ί / 0 ι, Ι Π

der erwähnte, stegartige Aufbau erreicht wird, wird dadurch zwar die Anzahl der Schneideinsätze je Längeneinheit des Werkzeugkörpers begrenzt und es ergibt sich eine geringfügig geriffelte Bearbeitungsfläche, wie dies am deutlichsten bei 29 in Figo 5 ersichtlich ist, jedoch ist nur eine leichte Kachbearbeitung erforderlich, um die Werkzeugfläche fertigzustellen, und mit einer geringen Anzahl von Schneideinsätzen, nämlich zwanzig bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, wird, wie !"ig* 7 zeigt, eine große Schnittlänge und zugleich ein hoher Wirkungsgrad (benötigte Antriebsleistung für einen in einer Minute zerspanten Kubikzentimeter Metall) erzielte

I¹Xg₀ 6 zeigt für das beschriebene Ausführungsbexspxel einen geeigneten Winkelabstand zwischen aufeinanderfolgenden Schneideinsätzen längs der in "Umfangsrichtung verlaufenden Schraubenlinie, insbesondere für Präser mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser«. Der Winkelabstand von 96 zwischen benachbarten Einsätzen auf einer einzelnen Schraubenlinie bewirkt eine Überlappung von 24 "bei der gestaffel- ] ten Anordnung benachbarter Schneideinsätze auf der in auf- j einanderf olgenden Windungen der eingängigen Schraubenlinie in Erscheinung tretenden Schraubenlinie ο Dieser Abstand ermöglicht für eine betrachtete Gesamtschnittlänge die Verwendung von Schneideinsätzen in der geringsten An-

- 12 -

6 O 9 S 'i V Q/, 3 Π

zahl und mit dem größten Durchmesser, bezogen auf den Durchmesser des Werkzeugkörpers, und zugleich einen gleichförmigen Winkelabstand_o Für Hochleistungs-Schruppfräser sind Schneideinsätze mit einem verhältnismäßig großen Durchmesser von Vorteil, da sie sowohl eine hohe Zerspa— nungsleistung je Einsatz als auch zwischen aufeinanderfolgenden Schneideinsätzen einen vergleichsweise größeren Axialabstand haben, der sich bei einer ausreichenden Überlappung der Schnittnuten und einer glatten Bearbeitung der gefrästen Gesamtfläche erzielen läßtο Im Hinblick auf diese Parameter ist das maximale Durchmesserverhältnis des Schneideinsatzes zum Werkzeugkörper in der Praxis auf 1 : 4 begrenzt« Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Pigo 2 wurden 12,5 mm große, runde Hartmetalleinsätze mit einer Dicke von 7,7mm in einen Präser mit einem effektiven Durchmesser von 50 mm eingebaut, wobei der Axialabstand zwischen sämtlichen Einsätzen mit Ausnahme der ersten beiden 3»75 mm betrug. Zum Ende des zweiten Einsatzes wurde ein Axialabstand von 1,87 mm gewählt, und der erste Einsatz wurde gegenüber den übrigen uiriji,25 mm radial nach. ' innen versetzt«

Dieser Abstand der Schneideinsätze am Ende des Stirnfräsers \ ergibt geringere Zerspanungsbelastungen am Eintrittsende,

- 13 -

6 0 9 8 '·, 3 / Q U 3 0

261S609 !

da die Länge der -wirksamen Schnittkante verringert wird» Hierdurch wird auch der Verschleiß herabgesetzt und es sind mehr Einstellungen für den vorderen Schneideinsatz mögliche

Wahlweise kann der vordere Schneideinsatz quadratisch mit abgerundeten Ecken ausgebildet sein, was einen kleineren Eckradius ergibt, wodurch die Spantemperatur merklich herabgesetzt wird und dadurch die Abnutzung der Schnittkante sowie die Werkstückhärtung bei der Bearbeitung rostfreier Stähle und hitzebeständiger Metalle verringert werdeno Bei Werkstücken, die scharfe Ecken haben sollen, ist außerdem eine geringere Materialabtragung bei der Nachbearbeitung erforderlich»

Der Winkelabstand der Schneideinsätze in einer linksdrehenden Schraubenlinie auf einem im Uhrzeigersinn umlaufenden Eraser gewährleistet in vorteilhafter Weise, daß in jeder der scheinbaren Schraubenlinien der letzte Schneideinsatz 12 t (Figo 1), der der Basis des Werkzeugs am nächsten liegt,als erster in das Werkstück eindringt und dann die in der scheinbaren Schraubenlinie nachfolgenden Schneid— einsätze in gleichförmigem Abstand zunehmend in das Werkstück eindringen, wodurch die Schnittwirkung stabilisiert : wirdο j

-H- ' 6 0 9 S U 3 / 0 U 3 Π

j Der Winkelabstand liegt im wesentlichen im Bereich, zwischen j 91 und 100 und vorzugsweise zwischen 94 und 98 . Bei einem ■ Schneidwerkzeug mit zahlreichen Einsätzen dringen "bei einem , Winkelabstand von 90° natürlich mehrere Schneideinsätze gleichzeitig in das Werkstück ein, im Gegensatz zum stufenweisen Bindringen der einzelnen Schneideinsätze, vbei-dem. eine geringere Antriebsleistung benötigt und Ratter— und Yibrationserscheinungen verringert werden _o

Gemäß den Fign«. 9 und 10 ist der quadratische Schneidein— satz 12a , der in den Fign_o 5 und 7 schematisch als wahlweise Ausführnagsform für den äußersten Einsatz Ur₀ 1 gezeigt ist, in ähnlicher Weise wie der runde Einsatz gemäß Figo 8 mit einer angesenkten Konusfläche 17a¹» die mit der Sicherungsschraube zusammenwirkt, einer Anfasung 21a¹, die gegenüber einer scharfen Kante eine Spannungsentlastung bewirkt, und einer angefasten Bodenfläche 22a¹ versehen, ! durch die im Bereich des Schraublochs an der unteren Sitz- j

fläche eine Entlastung erzielt wird» Durch eine angesenkte j

obere Stirnfläche 23a¹ mit einem ebenen Rand 24a^f wird eine

i ähnliche Schnittwirkung wie mit dem runden Einsatz gemäß

/⁸
Figo erreicht»

Figo 11 zeigt eine wahlweise Ausführungsform eines Schneideinsatz.es mit einem positiven Neigungswinkel und einer abge—

- 15 -

6 0 9 8 K 3 / 0 4 3 0

schrägten oberen äußeren Randflache 32, so daß eine Sohnittwirkung mit positivem Neigungswinkel erreicht wird, wobei der Einsatz im übrigen vollständig dem runden Einsatz gemäß Pig* 8 entsprichtο

Fig«, 12 zeigt eine weitere, wahlweise Ausführungsform eines Einsatzes mit positivem Neigungswinkel, bei dem die obere Seitenfläche 33 nach innen abgeschrägt ist, so daß ein positiver Schnittwinkel entsteht, wobei die Schnittkante innerhalb des zylindrischen Umrisses des Mittelabschnitts 34 liegt, der mit der zylindrischen Wand 13 der oben beschriebenen zylindrischen Einsatztasche zusammenwirkt_o

Die Eign. 13, 14 und 15 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform eines Erasers, die insbesondere für Schaftfräser geringen Durchmessers mit einem größeren Durchmesserverhältnis der Schneideinsätze zum Werkzeugkörper geeignet isto Hier werden zwei Paare von sich diametral gegenüberliegenden Schneideinsätzen verwendet, wobei das vom Iräserende aus zweite Einsatzpaar gegenüber dem ersten Paar in Drehrichtung um 60 versetzt angeordnet ist* Die vier Sehneideinsätze sind in Axialrichtung gleichförmig auf Abstand gehalten und der Durchmesser der Sehneideinsätze ist nahezu halb so groß wie der des Erasers. Der Werkzeugschaft 35 trägt somit an seinem Werkzeugkopf 36 vier zylindrische Einsätze 37

- 16 -

6 0 9 8 U 3 / 0 U 3 0

26156Π9

_ ιό -

aie in gegenseitigen winkellagen 38 und 39 paarweise gegenüberliegend angeordnet sind» Die Spanfreilaufwand 40 und die Sitzfläche 41 v/erden mit einem einzigen Schaftfräser hergestellt, der mit einem axialen Neigungswinkel von 5° und einem radialen Neigungswinkel von 9 in Radialrichtung vorgeschoben wird» Gemäß Fig. 15 dient eine Schraube 42 zur Sicherung des jeweiligen Einsatzes 37 <> Da die Einsatztasche und die Spanfreilauf wand 40 mit -einer durchgehend gemeinsamen Fläche ausgebildet werden, bleibt im Werkzeugkopf eine höhere Materialfestigkeit erhalten, wie dies bei einem großen Durchmesserverhältnis zwischen Schneideinsatz und Werkzeugkörper vom Vorteil ist.

Die erfindungsgemäßen Fräswerkzeuge zeigten einen wirkungsgrad von gleich oder kleiner als 1 PS je 15,6 cm (1 inch ) Materialabtragung pro Hinute, selbst wenn Grobschnitte an otahl unter extremer Belastung durchgeführt wurdeno I-Iit einem Fräser wurden Schlitze in einer Breite von 37,5 mm, einer Tiefe von 62,5 mm und einer Länge von 125 mm in einem einzigen Bearbeitungsgang in Stählen der Güteklasse SAE 1020 und 1045 durchgeführte Die Vorschubraten betrugen typerischerweise 27,5 cm pro Minute, was ein erheblich höherer Wert ist als bei herkömmlicher— weise für derartige Bearbeitungen verwendeten Messer— trägem mit schraubenförmig angeordneten Schneideinsätzen_o

- 17 6 0 9 8 U 3 / Π U 3 0

Bei einem Schnittdurehmesser von 7,5 cm und kleiner wird mit den erfindungsgem-LUäen Schneidwerk,zeugen weit mehr Material in einem einzigen Durchgang und mit einer höheren Vorschubgeschwindigkeit abgetragen als mit sämtlichen bekannten einstellbaren !Fräswerkzeugen, so dai3 sich bei einer Vielzahl von Bearbeitungsvorgängen die Maschinenzeit beträchtlich verringert„

Bei ",verlczeugen mit einem größeren Durchmesser ist es möglich, mehrgängige Schraiibenlinien für die aufeinanderfolgenden Schneideinsätze aus Gründen eines gestuften Axialabstands au verwenden, wobei in jeder Schraubenlinie der gleiche 'winkelabstand-für die Schneid— elemente wie in den übrigen Schraubenlinien und ein gleichförmiger Abstand längs jeder Schraubenlinie gewählt wirdo Beispielsweise können zwei Schraubenlinien im Abstand von 180° beginnen, oder bei ausreichend großen Durchmessern drei Schraubenlinien im Abstand von 120°. !Ue i zwei Schraubenlinien wird ein Winkel abstand zwischen den Schneideinsätzen in der Größenordnung von 46 bis 50°, vorzugsweise 47 bis 49° gewählt»

- 18 -

609843/04 3

Claims

-1B-

Patentansprüche

1 ο !Fräswerkzeug mit einstellbaren Schneideinsätzen, mit einem kreisförmigen ¥erkzeugicörper, der an seiner Außenfläche mit mehreren, einzelnen Bins atz taschen versehen ist, die jeweils einen Sitz, zur Halterung eines Schneideinsatzes in einer Lage aufweisen, in der dessen Schnittfläche in einer im wesentlichen axialen, entsprechend dem axialen und radialen Neigungswinkel jedoch gekippten Ebene liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittkante (20) jedes Schneideinsatzes (12, 12a¹, 37) zu einem kleineren Bruchteil über die Außenfläche des Werkzeugkörpers (11) vorstehend angeordnet ist, daß jeder Einsatztasche (13, 14» 41) eine Spanfreilaufwand (18, 40) zugeordnet ist und der durch diese begrenzte Spanfreilaufspalt ύοώ. der gesamten Schnittfläche des Schneideinsatzes zur Außenfläche des Werkzeugkörpers (11) verläuft, wobei jede Einsatztasche gemeinsam- mit der zu-

- 19 609843/04 3 0

geordneten Spanfreilaufwand,durch einen sie umschließenden Teil der Außenfläche des V/erkseugkörpers von jeder anderen Einsatztasche getrennt ist, und daß die Einsatztaschen (13» 14, 41) zwecks abgestufter bchnittwirkung beim Fräsen eines Werkstücks in ivxia!richtung gleichförmig auf Abstand gehalten und in Umfangsrichtung v/inklig versetzt angeordnet sindo
2. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurcii gekennzeichnet, daß jede Einsatztasche (13, 14, 41) mit einer an einen runden, einstellbaren Schneideinsatz (12, 37) angepaßten Begrenzungswand (13) versehen ist»

3ο Fräswerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einsatztasche (13, 14, 41) zwecks radialer Halterung eines darin befindlichen Schneideinsatzes (12, 12a¹, 37) diesen in Umfangsrichtung um mehr als die Hälfte umgreift₀

4ο Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneideinsatz (12, 12a¹, 37) in der Einsatztasche (13, H, 41) derart positioniert ist, daß seine Schnittkante (20) über die Außenfläche des Werkzeugkörpers (11) um 8 bis 12 Ja des Schneideinsatzdurchmessers vorstehend angeordnet isto

- 20 609843/0430

Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Einsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanfreilaufwand (18) gegenüber der Schnittfläche des Schneideinsatzes (12, 12a¹, 37) erweitert ist und bisjzu einer Stelle geringfügig unterhalb der Schnittkante (20) der Schnittfläche verläuft ο

υ. Präswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatstaschen (13, 14) 41) in Axialriclitung gleichförmig auf Abstand gehalten sind ο

To Fräswerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialabstand in der Größenordnung 1/4 bis 1/2 des Schneideinsatzdurchmessei-s liegt,,

Fräswerkzeug nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Axialabstand in der Größenordnung von 30 ya des Schneideinsatzdurchmessers liegto

So Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatztascheη (13, 41) mit gleichförmigem Winkelabstand auf einer einzigen gleichmäßigen Schraubenlinie angeordnet sind_o

- 21 -

g η y η /: "ί / η /. 3 π

1Oo Fräswerkzeug nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstand in der Größenordnung zwischen 94 und 98° liegt.

ο Fräswerkzeug nach Anspruch 9 oderiO, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatztaschen (13»·14, 41) für nacheinander in Schnittwirkung mit dem Werkstück eintretende üchneideinsätze (12, 12a¹) einen Winkelabstand von 360° geteilt durch die Anzahl der Einsatztaschen haben_o

12o Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine linksgängige Schraubenlinie für ein rechtslaufendes Fräswerkzeug.

13o Fräswerkzeug nach einem derjvorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisförmige Werkzeugkörper einem Zylinderschaftfräser zugeordnet und die vorderste Einsatztasche gegenüber den übrigen Einsatztaschen (13» H» 41) radial nach innen versetzt angeordnet ist ο

14o Fräswerkzeug nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet₉ daß die vorderste Einsatztasche einen gegenüber den übrigen Einsatztaschen (13, 14, 41) verringerten Axialabstand aufweist ο

- 22 609843/0 4 30

15o Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatζtaschen (13» 14, 41) zur Aufnahme eines Einsatzes (12, 12a¹, 37) mit einem Durchmesser in der G-rößenordnung τοη i/4 des Durchmessers des Uerkzeugkörpers (11) bemessen sind_o

16o Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 12 oder 13» gekennzeichnet durch vier in Axialrichtung gleichförmig auf Abstand gehaltene Einsatztaschen (41), wobei die vom Verkzeugende aus gesehen . ersten beiden Taschen diametral gegenüberliegend angeordnet und die nächsten beiden Taschen ebenfalls diametral gegenüberliegend und gegenüber den ersten beiden Taschen in Schnittrichtung nach vorne um einen winkelabstand in der G-rößenordnung von 60° versetzt angeordnet sind»

17· Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Binsatztasche (13, 14, 41) einen negativen radialen Heigungswinkel aufweist»

18o Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Jede Binsatζtasche (13» 14 > 41) einen negativen axialen Neigungswinkel aufweist< >

19· Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch runde Schneideinsätze (12, 12a, 37),

- 23 609843/0430

die jeweils zur Verhinderung einer Eckanlage an der runden Einsatztasche (13, 14, 41) am inneren Ende mit einer Aussparung (21) versehen sind_o

2Oo Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Befestigungsmittel (15, 41) zur Halterung des Schneideinsatzes (12, 12a, 12a¹, 37) in der zugeordneten Einsatztasche (13, 14, 41).

ο Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Einsatztasche (13, 14, 41) ein gelochter Schneideinsatz (12, 12a, 12a¹, 37) angeordnet ist, dessen Bodenfläche im Bereich des Durchgangsloehs (25) aus G-ründen eines sicheren Sitzes und zur Verhinderung bruchgefährdender Eckspan~ nungen mit einer konischen Aussparung (22, 22a¹) versehen ist,

22ο Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Einsatstaschen (13, 14, 41) ein gelochter Schneideinsatz (12, 12a, 12a¹, 37) angeordnet ist, dessen Durchgangsloch (25) zur Aufnahme eines Schraubenkopfes in im wesentlichen fluchtender Ausrichtung zur Schnittfläche des Einsatzes angesenkt ist, und daß die Ansenkung am unteren Ende eine konische Sitzfläche mit einem eingeschlossenen

- 24 ~ 609843/0430

Winkel in der Größenordnung von 120° aufweist, die zur Halterung des Einsatzes in der zugeordneten Einsatztasohe mit dem entsprechend konisch ausgebildeten Schraubenkopf zus ammenwirkt _o

23ο Fräswerkzeug nach einem, der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Werkzeugkörper (11) in die Sitzfläche (14 , 41) der Einsatztasche (13, 14, 41) eine gegenüber der runden Begrenzungsfläche (13, 40) der Einsatztasche in Radialrichtung versetzte Gewindebohrung eingeschnitten isto

24o Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zylindrische Schneideinsätze (12, 12a₃ 37)9 die eine mit einem positiven Schnittwinkel geneigte Schnittkante (20) aufweisen und an der oberen zylindrischen Stirnfläche des Einsatzes mit Ausnahme einer ebenen Randfläche (24 ) unmittelbar neben der Schnittkante mit einer schräg verlaufenden Fläche (23, 23a¹, 32) versehen sind»

25ο Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkörper (11) zylindrisch ausgebildet und die endseitige Einsatztasche (13» 14> 41) gegenüber den übrigen Einsatztaschen mit einem verringerten Axialabstand und radial nach innen

versetzt angeordnet ist und in diese ein rechteckiger Schneideinsatz (12a¹) mit abgerundeten Ecken einsetzbar is to

609843/0430

Leerseite