-
Fräswerkzeug für die Feinstbearbeitung
-
Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug für die Feinstbearbeitung
von vorgefrästen Bearbeitungsflächen an metallischen Werkstücken, bei denen die
Lage der vorzugsweise mit einer Planbearbeitungsfase versehenen Schneidplatte in
einer Ausnehmung einer Auflageplatte durch federnde Stellelemente bestimmt wird
und die Schneidplatte zusammen mit der Auflageplatte in einer am Umfang des Werkzeugkörpers
axial verlaufenden Aufnahmenut durch einen Spannkeil befestigt ist.
-
Fräswerkzeuge für die Feinstbearbeitung haben die Aufgabe, die Oberflächengüte
der bereits durch vorangegangenen Fräsoperationen vorbereiteter Werkstückflächen
zu verbessern und zuar im Bereich einer Rauhtiefe von Rt z 3 /um, so daß durch diesen
Feinstbearbeitungsvorgang der Arbeitsgang Schleifen ersetzt wird. Für die Erzeugung
solcher Oberflächengüten werden Schneidplatten verwendet, die mit einer verhältnismäßig
breiten Planbearbeitungsfase versehen sind. Der wirkungsvolle Einsatz einer breiten
Planbearbeitungsfase zum Zwecke der Erzielung einer hohen Qualität der Bearbeitungsfläche
unter ökon. günstigen Zerspanungsbedingungen erfordert die Anwendung sehr kleiner
Spantiefen, hoher Schnittgeschwindigkeiten und möglichst großer, der Breite der
Planbearbeitungsfase angepaßter Vorschubgeschwindigkeiten. Die wichtigste Voraussetzung
für die Feinstbearbeitung ist eine sehr genaue Lage der an der Schneidplatte vorhandenen
Planbearbeitungsfase zur Arbeitsebene des Fräswerkzeuges, wobei der an der Fräsmaschinenspindel
vorgesehene Spindelsturz und der durch Ungenauigkeiten der Werkzeugaufnahmeflächen
an Bräsmaschinenspindel und Fräswerkzeug bedingte Planschlag des yräswerkzeuges
bei der Einstellung der Flanbearbeitungsfase kompensiert
werden
müssen. Letzteres ist nur möglich, wenn die Einstellung der erkzeugschneiden bzw.
der Planbearbeitungsfase an dem auf die Fräsmaschinenspindel aufgesetzten Fräswerkzeuge
vorgenommen wird.
-
Es sind bereits Fräswerkzeuge bekannt, bei denen die Schneidenlage
der Schneidplatte einstellbar ist. Von den verschiedenen Konstruktionen mit axialer
und auch radialer Einstellung der Werkzeugschneiden sind in diesem Zusammenhang
diejenigen von Bedeutung, bei denen die Planbearbeitungsfase einstellbar, der Spindelsturz
kompensierbar und die Werkzeugscneiden federnd gegen einen festen Anschlag einstellbar
sind.
-
Was die Einstellbarkeit der Flanbearbeitungsfase anbelangt, so ist
durch die DE-OS 2 043 453 eine einstellbare Halterung für Wendeschneidplatten in
Fräswerkzeugen bekannt, bei der die mit einer Planbearbeitungsfase versehene Wendeschneidplatte
in der formschlüssigen Ausnehmung der Auflageplatte durch eine angeformte, mittels
einer Stellschraube bewegbaren federnden Zunge, die einen von drei Anlagepunkten
bildet und axial zur Arbeitsebene eingestellt erden kann. Für die Einstellung der
Parallelität der Planbearbeitungsfase zur Arbeitsebene ist in der Auflageplatte
eine weitere Stellschraube vorhanden, die den hinteren Teil der Auflageplatte einstellbar
abstützt, so daß die Auflageplatte geschwenkt werden kann. Diese einstellbare Halterung
ermöglicht zwar eine verhältnismäßig genaue Einstellung der Flanbearbeitungsfase
aber die Erzielung der für die Feinstbearbeitung notwendigen hohen Einstellgenauigkeiten
erfordert einen sehr großen Aufwand an Arbeitszeit. Der Grund dafür ist das nicht
zu vermeidende Bewegungsspiel in den Stellelementen beim Wechsel der Einstellrichtung
und die Art der Übertragung der Einstellbewegung
sowie die unzureichende
Fixierung der eingestellten Schneidenlage, die während des Einstellvorganges lediglich
durch gefühlsmäßige Vorspannung von Schneid- und Auflageplatte bewirkt wird.
-
Spanavorrichtungen für Schneidplatten der vorstehend beschriebenen
Art sind grundsätzlich dafür gedacht, daß die Werkzeugschneiden des Fräswerkzeuges
außerhalb der Fräsmaschine voreinzustellen sind, um einen durch die Einstellzeiten
bedingten Maschinenstillstand zu vermeiden. Die Werkzeug schneiden werden nach dieser
Methode in Vorrichtungen auf Planlauf eingestellt und der Sturz der Fräsmasohinenspindel
sowie PlanlauSfehler werden nicht berücksichtigt. Die Berücksichtigung des Spindelsturzes
ist aber bei der Beinstbearbeitung unbedingt notwendig, weil mit sehr breiten Flanbearbeitlingsfasen
gearbeitet wird. Es wurde deshalb in der DE-OS 2 323 952 vorgeschlagen das Fräswerkzeug
geteilt auszubilden, so daß es aus einem Supportkörper besteht, der zum Befestigen
an der Fräsmaschinenspindel dient. An diesem Supportkörper ist ein Scheiben- oder
Schalenkörper mit Sohneidplatten bestückt er Tragekörper befestigt. Dieser Tragekörper
kann durch eine zentrisohe Spannschraube mehr oder weniger gewölbt werden, so daß
die auf Planlauf vorjustierten Schneidplatten bzw.
-
deren Planbearbeitungsfase auf den Spindelsturz eingestellt werden
können. Nachteilig an dieser Konstruktion ists daß die an Fräswerkzeugen und Bräsmasohinenspindeln
fertigungs- und verschleißbedingt auftretenden Planlauffehler nicht -ausgeglichen
werden können.
-
In der DE-AS 1 502 125 wurde auch schon ein Fräswerkzeug vorgeschlagen,
bei dem an Jeder Schneidplatte zwei in Zustellrichtung federnde Einstellschieber
angreifen, wo durch die Schneidkanten in axialer und radialer Richtung
an
einen Ansohlag einer stirnseitig am Fräserkörper befestigten scheibenförmigen Einstelleinrichtung
angelegt werden. Diese Einstelleinrichtung besitzt kreisringförmige dem Schneidkantenprofil
angepaßte Nuten, in denen sich die Schneidplatten in axialer und radialer Richtung
ausrichten. Da die Einstellung der Werkzeugschneiden außerhalb der Fräsmasohinenspindel
vorgenommen wird, handelt es sich ebenfalls um eine Voreinstellung der Werkzeugschneiden,
bei der die durch die Fräsmasohinenspindel bedingten Einflußfaktoren nicht berücksichtigt
werden können. Der Nachteil dieses Fräswerkzeuges besteht folglich darin, daß der
Spindel sturz der Fräsmaschinenspindel und deren Plansohlag bei der Einstellung
der Werkzeugschneiden nicht berücksichtigt bzw. nicht kompensiert werden können.
-
Ziel der Erfindung ist es für Fräswerkzeuge für die Beinstbearbeitung
eine einfache Einstellmöglichkeit der Lage der Planbearbeitungsfase der in ein Fräswerkzeug
eingesetzten Schneidplatten zu schaffen, die sich durch eine hohe Einstellgenauigkeit,
vollkommene Kompensierung der Planlauffehler der Fräsmasohinenspindel an der Werkzeugaufnahme
sowie durch niedrige Einstellzeiten auszeichnet.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für FrEswerkzeuge für die
Feinstbearbeitung mit einstellbarer Planbearbeitungsfase eine Auf nahme- und Einstelleinrichtung
für Schneidplatten zu entwickeln, bei der die Möglichkeit besteht, die genaue Lage
der Werkzeugschneiden, insbesondere der Planbearbeitungsfase zur Arbeitsebene des
Werkzeuges, bei gleichzeitiger Kompensierung der Planlauffehler der Bräsmaschinenspindel,
der Lageungenauigkeiten der Werkzeugaufnahme und des Spindelsturzes mit hoher Genauigkeit
einzustellen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer im
wesentlichen der Umrißform der Schneidplatte entsprechenden Ausnehmung der Auflageplatte
für die Lagebestimmung der Schneidplatte ein fester Anlagepunkt und zwei federnde
Anlagepunkte vorgesehen sind, wobei die beiden federnden Anlagepunkte durch eine
V-förmig gebogene Flachfeder gebildet sind und einer der federnden Anlagepunkte
auf der Anlageseite des festen Anlagepunktes liegt.
-
Die in der Ausnehmung der Auflageplatte angeordnete V-förmig gebogene
Flachfeder soll in der Ecke oder der Kantenrundung der Anlageseiten der Ausnehmung
durch eine Spannschraube mit geschlitzter Spannbuchse befestigt sein. Um eine Lageverschiebung
der eingestellten Planbearbeitungsfase bei Einwirkung des der Schneidplatte und
der Auf Lage platte dienenden Spannkeiles zu verhindern ist es zweckmäßig, zwischen
dem Spannkeil und der Schneidplatte ein an der Auflageplatte befestigtes Federblech
anzuordnen, das im Bereich der Schneidplatte gegenüber der Auflageplatte ein geringfügiges
Beweungsspiel aufweist.
-
Bei dem erfindungsgemäß gestalteten Fräswerkzeug für die Feinstbearbeitung
wird die Auf lageplatte in bekannter Weise in eine am Fräserumfang axial verlaufenden
Aufnahmenut eingesetzt und zwar so, daß die offene Seite der zur AuSnahme der Schneidplatte
vorgesehenen Ausnehmung in Schnittrichtung nach hinten zeigt. Diese Ausnehmung bzw.
-
deren offene Seite ist nach hinten durch ein Federblech abgedeckt.
In der Ausnehmung befindet sich die, das wesentliche Merkmal der Erfindung darstellende,
V-förmig gebogene Blattfeder, die in der, in der von beiden Anlageseiten gebildeten
Ecke bzw. in deren abgerundetem Ubergang durch eine Spannschraube mit gesohlitzter
Buchse befestigt ist. AUf der einen Anlageseite der Ausnehmung ist ein fester Anlagepunkt
sowie ein durch den einen Federschenkel der V-förmigen Blattfeder gebildeter federnden
Anlagepunkt
vorhanden. An der anderen Anlageseite bildet der zweite
Federschenkel der V-förmigen Blattfeder einen weiteren Anlagepunkt, so daß die Ausnehmung
eine Dreipunktanlage aufweist. Die mit einer breiten Planbearbeitungsfase ausgebildete
Schneidplatte wird in die seitlich offene Ausnehmung eingeführt und an die drei
Anlagepunkte angelegt.
-
Anschließend kann mit Hilfe des in Schnittrichtung hinter der Wendeschneidplatte
angeordneten Spannkeiles die Schneidplatte befestigt werden, wobei das zwischen
der Schneidplatte und dem Spannkeil an der Auflageplatte vorgesehene Federblech
die Einwirkung der Spannbewegung auf die Schneidplatte verhindert.
-
Zum Zwecke der genauen Einstellung der an der Schneidplatte vorgesehenen
Planbearbeitungsfase wird das Fräswerkzeug auf die Fräsmaschinenspindel aufgesetzt
und in bekannter Weise befestigt. Unterhalb der Fräsmaschinenspindel bei vertikaler
Spindelanordnung befindet sich die vorgefräste Bearbeitungsfläche des auf den Maßohinentisch
gespannten Werkstückes. Auf diese Werkstllckfläche wird ein Endmaß aufgelegt. Anschließend
wird die vorne= fräste Fläche soweit an das Fräswerkzeug herangebracht, daß die
Schneidplatte durch das zwischengelegte Endmaß im Bereich des Federweges an den
drei Anlagepunkten in der Ausnehmung der Auflageplatte anliegt. Die Lage der Planbearbeitungsfase
bezüglich evtl. Verkantung kann durch Sichtprüfung vorsichtshalber kontrolliert
werden.
-
Normalerweise gewährleisten die federnden Anlagepunkte sofort die
genaue Lage der Planbearbeitungsfase. Die Sichtkontrolle ist vor allem dann zweckmäßig,
wenn die Planbearbeitungsfase nicht als Gerade ausgebildet ist, sondern als Kreisbogen
mit verhältnismäßig großem
Durchmesser. Nach diesem verhältnismäßig
leicht durchzuführenden Einstellvorgang wird der Spannkeil angezogen und die Schneidplatte
befindet sich, bezogen auf die Arbeitsebene bei gleichzeitiger Kompensierung evtl.
-
Planlauffehler und des Spindelsturzes in der genauen Arbeitslage.
Bei vorhandenem Spindelsturz an der Fräsmaschine ist zu beachten, daß dieser Einstellvorgang
an der Stelle des Eingriffes der Werkzeug schneide am Werkstück durohgeführt wird,
die auf einer Geraden der Vorschubbewegung liegt, die die Achse der Fräsmaschinenspidel
schneidet. Nacheinander werden die am Fräswerkzeug vorhandenen Schneidplatten in
der gleiohen Weise eingestellt, so daß alle dieselbe Einstellgenauigkeit aufweisen,
die die Voraussetzung für die Feinstbearbeitung und der Erzeugung hoher Oberflächenqualität
ist.
-
Ausführungsbeispiel Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert Es zeigen: Fig. 1: die teilweise Seitenansicht eines Fräswerkzeuges
im Bereich einer Werkzeug schneide Fig. 2: die teilweise Seitenansicht des Fräswerkzeuges
entsprechend Fig. 1, im Schnitt A-A Fig. 3: die Draufsicht auf ein Fräswerkzeug
entsprechend Fig. 1, im Schnitt Fig. 4: eine schematische Darstellung des Verfahrens
der Einstellung der in das erfindungsgemäße Fräswerkzeug eingesetzten Schneidplatten.
-
Der Werkzeugkörper 1 des dargestellten Fräswerkzeuges für die Feinstbearbeitung
ist umfangsseitig mit axial verlaufenden Aufnahmenuten 2 versehen. Diese Aufnahmenuten
2 sind maschinenseitig durch einen Flansch 3 verschlossen.
-
In der Aufnahmenut 2 befindet sich eine Auflageplatte 4 und zwei Spannkeile
5 und 6. Der Spannkeil 5 dient zur Befestigung der Auflageplatte 4 und der Spannkeil
6 zur Befestigung der Schneidplatte 7. Die Auflageplatte b besitzt eine der Umrißform
der Wendeschneidplatte angepaßte Ausnehmung 8 mit einem festen Anlagepunkt 9. Au9
der gleichen Anlageseite des festen Anlagepunktes 9 befindet sich ein durch eine
Flachfeder 10 gebildeter federnder Anlagepunkt 11. Der dritte Anlagepunkt 12 wird
auf der anderen Anlageseite durch den anderen Federschenkel der Flachfeder 10 gebildet.
Die Flachfeder 10 ist in einer Ubergangsrundung der beiden Anlageseiten mittels
einer Spannschraube 13 und einer geschlitzten Spannbuchse 14 befestigt. Für die
Betätigung der Spannkeile 5 und 6 sind Spannschrauben mit links- und rechtsgängigem
Gewinde 15 vorgesehen. Um eine Übertragung der Reibungskomponente der Spannbewegung
des Spannkeiles 6 auf die Schneidplatte 7 zu verhindern, ist zwischen diesen beiden
Teilen ein an der Auflageplatte 4 befestigtes Federblech 16 angebracht.
-
Im Bereich der Schneidplatte ist zwischen der Auf lageplatte 4 und
dem Federblech 16 Bewegungsspiel 17 vorgesehen.
-
Die Schneidplatte 7 besitzt neben ihrer Hauptschneide 18 eine Planbearbeitungsfase
19.
-
Bei der in Fig. 4 enthaltenen schematischen Darstellung des Einstellvorganges
ist das Fräswerkzeug für die Peinstbearbeitung auf die Fräsmasohinenspindel 20 einer
Vertikal, fräsmaschine aufgesetzt und festgespannt. Auf dem Fräsmaschinentisch 21
befindet -sich das Werkstüok 22 mit vorgefräster Bearbeitungsfläche 23. Zwischen
der Planbearbeitungsfase
19 und der erkstückfläche 23 ist ein
Endmaß 24 eingelegt, nach dessen Bezugsfläche die federnd in die Ausnehmung 2 der
Auflageplatte 4 an den Anlagepunkten 11 und 12 und an dem festen Anlagepunkt 9 verschiebbar
anliegende Schneidplatte 7. ausgerichtet wird. Die bei diesem Fräswerkzeug leicht
ballig angeschliffene Planbesrbeitungsfase 19 kann durch eine Sichtspaltprüfung
bezüglich der symmetrischen Lage der Balligkeit kontrolliert und gegebenenfalls
korrigiert werden. Es ist immer sicher gewährleistet, daß der tiefste Punkt der
Planbearbeitungsfase 19 auf der Bezugsfläche des Endmaßes 24 liegt und alle Schneidplatten
7 die gleiche Lage erhalten. Nach diesem, nur sehr kurzen Einstellzeiten erfordernden
Einstellvorgang, wird die Schneidplatte 7 durch den Spannkeil 6 festgespannt.
-
Die Spannbewegung des Spannkeiles 6 kann auf Grund des zwischengelegten
Federbleches 16 nicht auf die eingestellte Lage der Schneidplatte 7 einwirken. Spindelsturz
und Planschlag der Aufnahmeelemente des Fräswerkzeuges werden bei dieser Einstellmethode
kompensiert, so daß ein extrem genauer Planlauf der Blanbearbeitungsfase 19 des
Fräswerkzeuges erreieht wird.