DE2937585A1

DE2937585A1 - Rotierendes schneidwerkzeug sowie rohling zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2937585A1
Application number: DE19792937585
Authority: DE
Inventors: Alfonso Minicozzi
Original assignee: IMW Industries Inc
Current assignee: MINICOZZI, ALFONSO, ANJOU, QUEBEC, CA
Priority date: 1979-01-05
Filing date: 1979-09-18
Publication date: 1980-07-17
Also published as: IT1121024B; SE440037B; GB2026915B; SE7907792L; US4212568A; BR7905879A; FR2445749B1; IT7968806A0; CA1097899A; JPH0215328B2; JPS5596212A; GB2026915A; FR2445749A1; DE2937585C2

Description

IMW INDUSTRIES,INC., 1O83 Moisan, Montreal, Quebec, Kanada

Rotierendes Schneidwerkzeug sowie Rohling zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft ein rotierendes Schneidwerkzeug mit einem Schneidabschnitt mit Längsachse und einer Vielzahl von sich über die Längserstreckung des Schneidabschnittes erstreckenden Zähnen, von denen jeder eine Schneidfläche und eine Endfläche sowie eine die beiden Flächen verbindende hinterdrehte Stegfläche aufweist, sowie einen Rohling zum Berstellen eines rotierenden Schneidwerkzeuges, welcher einen Schneidabschnitt mit einer Längsachse und einer Vielzahl von sich entlang der Längserstreckung des Schneidabschnittes erstreckenden Zähnen aufweist, von denen jeder eine Schneidfläche, eine Endfläche und eine die beiden Flächen verbindende Stegfläche aufweist.

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Den Gegenstand der Erfindung bilden also rotierende Schneidwerkzeuge, insbesondere Fräser, vornehmlich Stirnfräser.

Zum Zwecke der Darstellung wird die Erfindung unter Bezugnahme auf einen herkömmlichen Stirnfräser erläutert, das heißt also, in bezug auf einen Fräser mit zylindrischer Konfiguration, der einen Schaftabschnitt und einen Schneidabschnitt aufweist, wobei letzterer eine Vielzahl von spiral- oder helixförmig angeordneten Zähnen hat, die sich vom Schaftende des Schneidabschnittes zu dessen freiem Ende erstrecken. Bei einem derartigen Fräser liegen die Schneidkanten der Zähne auf einem im wesentlichen konstanten Radius relativ zur Längsachse des Werkzeuges. Die Erfindung erstreckt sich aber auch auf Kegelstirnfräser, bei denen der Schneidabschnitt im wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildet ist und die Schneidkante jedes Zahnes relativ zur Längsachse des Werkzeuges, sich vom Schaftende des Schneidabschnittes zu dessen freien Ende erstreckend, einen konstant abnehmenden Radius aufweist, obwohl auch bei derartigen Kegelstirnfräsern die Schneidkanten der Zähne denselben Radius von der Längsachse des Werkzeuges in jeder beliebigen Ebene durch den Schneidabschnitt und senkrecht zur Längsachse des Werkstückes haben. Auch betrifft die Erfindung sogenannte "geradnutige" Stirnfräser, bei denen die Zähne parallel zur Längsachse des Werkzeuges verlaufen, im Gegensatz zu solchen, die spiralförmig hierzu angeordnet sind. Natürlich läßt sich die Erfindung auch bei anderen Formen von rotierenden Schneidwerkzeugen anwenden, die sich nicht gut als Stirnfräser oder Fräser allgemein bezeichnen lassen.

Bei der Verwendung herkömmlicher Fräser der beschriebenen Art treten verschiedene Probleme auf. Insbesondere äußern sich diese Probleme in übermäßigem Verschleiß und in verhältnis-

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mäßig schlechter Schneidwirkung, oder auch in beiden Erscheinungen, und zwar infolge der Tatsache, daß die gesamte Länge einer Schneidkante auf das Werkzeug zu einer bestimmten Zeit einwirkt. Außerdem beruhen diese Probleme auch auf der Tatsache, daß Endlosspäne erzeugt werden, die sich aus dem Arbeitsbereich nicht befriedigend entfernen lassen. Es sind bereits zahlreiche Versuche unternommen worden, um die Schneidwirkung zu verbessern und bei derartigen Werkzeugen den Verschleiß zu senken, wobei man insbesondere sogenannte "Spanbrecher" in Form vehältnismäßig tiefer Nuten eingesetzt hat, die quer in Abstandsintervallen in die Zähne eingeschnitten sind. Auch andere, ähnliche Vorkehrungen zur Erzielung einer unterbrochenen Schneidkante entlang jedes Zahnes sind getroffen worden. Ein derartiger "Spanbrecher" ist in der US-PS 28 55 657 beschrieben. Die bisherigen Vorschläge haben eine gewisse Verbesserung in der Lebensdauer des Werkzeuges und in der Erleichterung der Spanentfernung aus dem Arbeitsbereich mit sich gebracht, jedoch hauptsächlich infolge der Tatsache, daß kleinere, diskontinuierliche Späne produziert werden, die sich leichter aus dem Arbeitsbereich entfernen lassen. Mit anderen Worten, die bisherigen Lösungsvorschläge richteten sich primär auf die Form des zu erzeugenden Spanes statt auf das Entfernen des Spanes aus dem Arbeitsbereich selbst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile herkömmlicher Fräser dadurch zu vermeiden, daß nicht nur eine diskontinuierliche Schneidkante geschaffen wird, die eine verbesserte Schneidwirkung ausübt und diskontinuierliche Späne liefert, sondern daß auch Schneidflächen- und Endflächen-Oberflächen der Zähne geschaffen werden, welche die Erzeugung von Spänen gewünschter Form und das Entfernen dieser Späne aus dem Arbeitsbereich erleichtern.

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem rotierenden Schneidwerkzeug der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die hinterdrehte Stegfläche durch eine Vielzahl mit Abstand angeordneter Quervertiefungen mit kreisförmigem Querschnitt mit relativ großem Radius zur Bildung einer Vielzahl von Schneidkanten am übergang zwischen der Schneidfläche und den ununterbrochenen Abschnitten der Stegfläche unterbrochen ist; daß die Schneidkanten einen positiven Neigungswinkel haben; und daß die End- und Schneidflächen Oberflächen aufweisen, die im wesentlichen sinusförmig von einem Ende des Schneidabschnittes zum anderen wellenförmig verlaufen, wodurch der Neigungswinkel jeder Schneidkante kontinuierlich entlang ihrer Längserstreckung variiert.

Der erfindungsgemäße Rohling zum Herstellen eines derartigen rotierenden Schneidwerkzeuges der gattungsgemäßen Art zeichnet sich dadurch aus, daß die Stegfläche durch eine Vielzahl von mit Abstand angeordneten Quervertiefungen mit einem Krümmungsradius mit relativ großem Radius zur Bildung einer Vielzahl von Schneidkantenabschnitten am übergang zwischen der Schneidfläche und den ununterbrochenen Abschnitten der Stegfläche unterbrochen ist; daß die Schneidkantenabschnitte eine positive radiale Neigung relativ zu der Achse aufweisen; und daß die Endfläche und die Schneidfläche Oberflächen aufweisen, welche im wesentlichen sinusförmig von einem Ende des Schneidabschnittes zum anderen gewellt sind, wodurch die radiale Neigung jedes Schneidkantenabschnittes kontinuierlich entlang seiner Längserstreckung variiert.

Unter ihrem breitesten Aspekt schafft die Erfindung also einen Rohling für ein rotierendes Schneidwerkzeug, der einen Schneidabschnitt mit einer Längsachse und einer Vielzahl

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von Zähnen aufweist, die sich entlang der Längserstreckung des.Schneidabschnittes erstrecken, wobei jeder der Zähne eine Schneidfläche und eine Endfläche sowie eine Stegfläche hat, welche die Schneid- und die Endfläche verbindet. Die Stegfläche ist durch eine Vielzahl von mit Abstand angeordneten Quervertiefungen unterbrochen, die kreisförmigen Querschnitt mit relativ großem Radius haben. Hierdurch wird am übergang zwischen der Schneidfläche und den ununterbrochenen Abschnitten der Stegfläche eine Vielzahl von Schneidkantenabschnitten geschaffen. Die Schneidkantenabschnitte haben einen positiven Neigungswinkel. Die Endfläche und die Schneidfläche jedes Zahnes haben Oberflächen, die im wesentlichen sinusförmig von einem Ende des Schneidabschnittes zum anderen gewellt sind. Aus diesem Grunde variiert der Neigungswinkel jedes Schneidkantenabschnittes kontinuierlich entlang seiner Längserstreckung. Der Rohling zur Herstellung eines Schneidwerkzeuges nach der Erfindung kann natürlich leicht in ein Schneidwerkzeug, welches unmittelbar verwendet werden kann, überführt werden, indem die Stegflächen in geeigneter Weise hinterdreht werden, so daß an den vorgenannten Schneidkantenabschnitten Schneidkanten entstehen.

Die Quervertiefungen, die in den Stegflächen geformt sind, führen zu unterbrochenen Schneidkanten, welche relativ kleine, diskontinuierliche Späne erzeugen, auch bei tiefen oder starken Schnitten. Dies führt dazu, daß die Belastung der Schneidkanten des Werkzeuges sinkt, wodurch der Werkzeugverschleiß herabgesetzt wird. Weiterhin erleichtert der variable Neigungswinkel der Schneidkanten die Erzeugung eines Spanes, der, in Verbindung mit den sinusförmig gewellten Oberflächen der Endflächen und der Schneidflächen der Zähne, die Tendenz hat, sich selbst aus dem Arbeitsbe-

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reich zu entfernen. Weiterhin ist es von Bedeutung, daß das.Werkzeug relativ einfach herzustellen und mittels geeigneter Geräte, die zum Schärfen eines herkömmlichen Schneidwerkzeuges dieser Art verwendet werden, geschliffen werden kann, so daß also der Benutzer die Werkzeuge ohne kostspielige Spezialausrüstung leicht neu schärfen kann, wobei es nicht notwendig ist, das Werkzeug an den Hersteller oder an eine Spezialwerkstatt zum Schärfen oder Neuschärfen zurückzusenden.

Insgesamt wird durch die Erfindung also ein Rohling für ein rotierendes Schneidwerkzeug, aber auch ein solches rotierendes Schneidwerkzeug selbst, geschaffen, welches bzw. welcher einen Schaftabschnitt mit Längsachse und einer Vielzahl von Zähnen aufweist, die sich entlang der Längserstreckung des Schneidabschnittes erstrecken. Jeder der Zähne weist eine Schneidfläche und eine Endfläche sowie eine Stegfläche auf, welche die Schneid- und die Endflächen verbindet. Die Stegflächen sind durch eine Vielzahl auf Abstand angeordneter Quervertiefungen mit kreisförmigem Querschnitt relativ großen Radius¹ unterbrochen, wodurch eine Vielzahl von Schneidkantenabschnitten am übergang von der Schneidfläche zu den ununterbrochenen Abschnitten der Stegfläche gebildet wird. Die Schneidkantenabschnitte haben einen positiven Neigungswinkel. Die.Oberflächen der Endflächen und der Schneidflächen jedes Zahnes verlaufen im wesentlichen sinusförmig gewellt von einem Ende des Schneidabschnittes zum anderen, so daß der Neigungswinkel jedes Schneidkantenabschnittes kontinuierlich entlang seiner Längserstreckung variiert. Der Schneidwerkzeugrohling läßt sich durch einfaches geeignetes Hinterdrehen der Stegflächen zur Bildung von Schneidkanten an den genannten Schneidkantenabschnitten leicht in ein Schneidwerkzeug, welches

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unmittelbar verwendet werden kann, überführen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert ist.Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stirnfräsers in der Seitenansicht;

Fig. 2 den Stirnfräser von Fig. 1 in der Endansicht;

Fig. 3 eine Abwicklung des Schneidabschnittes des Stirnfräsers von Fig. 1;

Fig. 4 in Seitenansicht ein Längsstück der Schneidkante eines typischen Zahnes;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Mitte des Zahnlängenstückes von Fig. 4; und

Fig. 6 in vergrößertem Querschnitt einen typischen Zahn.

Zum besseren Verständnis der Erfindung erscheint es angebracht, zunächst die Art und Weise kurz zu erläutern, in der ein herkömmlicher zylindrischer oder geradseitiger Stirnfräser mit helixförmig angeordneten Zähnen und Schneidkanten gebildet wird. Ausgehend von einem zylindrischen Rohling werden der Schaftabschnitt und der Schneidabschnitt des Werkzeuges auf einer Drehbank auf den richtigen Durchmesser gebracht. Anschließend wird eine Vielzahl von Nuten spiralförmig im Schneidabschnitt des Werkzeuges mittels eines speziellen Nutenfräsers hergestellt, der so ausgebildet ist, daß er die Schneidfläche eines Zahnes und die Endfläche sowie die Stegfläche eines benachbarten Zahnes in einem Durchgang formt, wobei der Nutenfräser entlang einer vorgegebenen Spiralbahn über die Oberfläche des

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Schneidabschnittes von einem Ende zum anderen bewegt wird. Normalerweise ist der Nutenfräser so geformt, daß der Schneidkantenabschnitt oder die Schneidkante jedes Zahnes einen positiven radialen Neigungswinkel hat, womit gemeint ist, daß der Winkel, der zwischen einer Verlängerung der Zahnschneidfläche an der Schneidkante und einer radialen Linie liegt, welche durch die Schneidkante in einer Ebene hindurchgeht, die senkrecht zur Längsachse des Werkzeuges liegt, weniger als 180° beträgt. Bei einem herkömmlichen Stirnfräser ist dieser Winkel über die gesamte Zahnlänge konstant. Nach dem Fräsvorgang wird der auf diese Weise geformte Rohling in geeigneter Weise gehärtet. Der Schaftabschnitt wird geschliffen, woraufhin auch die Stegflächen der Zähne geschliffen werden, um einen primären und einen sekundären Zwischenraum (dieser Schritt wird als "Hinterdrehen" bezeichnet) zur Bildung von Schneidkanten entlang jedes Zahnes am übergang von der Schneidfläche zur Stegfläche zu schaffen. Für diese Schleifschritte wird üblicherweise eine Zylinderschleifvorrichtung verwendet.

Alle vorstehend beschriebenen Schritte sind herkömmlicher Art und werden bei der Produktion herkömmlicher Stirnfräser routinemäßig ausgeführt. Der Hauptunterschied zwischen der Art und Weise, in der, wie vorstehend beschrieben, ein herkömmlicher Fräser hergestellt wird, und der erfindungsgemäßen Art und Weise der Herstellung eines Fräsers tritt bei der Anwirkung des Nutenfräsers auf den Schneidabschnitt des zylindrischen Rohlings zwecks Zahnformung auf. Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Stirnfräsers wird eine Schablone benutzt, die, wenn der Nutenfräser entlang einer Spiralbahn von einem Ende des Schneidabschnittes zum anderen bewegt wird, bewirkt, daß der Nutenfräser sich alternierend in Richtung auf die Längsachse und von der Längsachse des

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herzustellenden Werkzeuges weg bewegt, und zwar entlang einer wellenförmigen oder sinusförmigen Bahn. Wenn dementsprechend also der Nutenfräser auf die Längsachse des herzustellenden Schneidwerkzeuges hin bewegt wird, werden simultan konkave Vertiefungen in der Schneidfläche eines Zahnes und in der Endfläche sowie in der Stegfläche des benachbarten Zahnes gebildet. Wenn der Nutenfräser von der Längsachse des herzustellenden Schneidwerkzeuges aus wegbewegt wird, wird simultan eine konvexe Oberfläche in der Schneidfläche eines Zahnes sowie in der Endfläche des benachbarten Zahnes gebildet. Derjenige Abschnitt des Nutenfräsers hingegen, der normalerweise der Stegfläche des benachbarten Zahnes bei der Herstellung eines herkömmlichen Endfräsers folgt, wird vollständig von der Schneidabschnittfläche wegbewegt, mit dem Ergebnis, daß die Stegfläche durch den Nutenfräser nicht beeinflußt wird, so daß also in diesem Bereich die Stegfläche der gedrehten Außenfläche des Schneidabschnittes entspricht, wie er aus dem ursprünglichen zylindrischen Rohling geformt wurde. Alle Zähne werden aufeinanderfolgend entlang des ümfanges des Schneidabschnittes in ähnlicher Weise gebildet, so daß jeder Zahn eine Schneidfläche sowie eine Endfläche aufweist, deren Oberflächen im wesentlichen sinusförmig von einem Ende zum anderen gewellt sind, sowie eine Stegfläche, die der gedrehten Oberfläche des ursprünglichen zylindrischen Rohlings folgt, unterbrochen durch eine Anzahl verhältnismäßig flacher Quervertiefungen, die einen kreisförmigen Querschnitt mit relativ großem Radius haben, wo nämlich der entsprechende Abschnitt des Nutenfräsers in die Stegfläche während desjenigen Teiles der sinusförmigen Bewegung des Nutenfräsers eingeschnitten'hat, der in Richtung auf die Achse des her zustellenden Schneidwerkzeuges angeordnet ist.

In der Praxis wird die Bewegung des Nutenfräsers in Richtung

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auf die Achse des Schneidwerkzeuges und von dieser weg an sukzessiv verschiedenen Punkten entlang der Schablone beginnen, während die Zähne aufeinanderfolgend um die zylindrische Oberfläche des Schneidabschnittes gebildet werden. Dementsprechend werden also die Quervertiefungen, die in den Zahn-Stegoberflächen aufeinanderfolgend um die Peripherie des herzustellenden Werkzeuges gebildet werden, und dementsprechend auch die Schneidkantenabschnitte der Zähne, axial versetzt oder im Hinblick auf die benachbarten Zähne geringfügig außer Phase sein.

Abgesehen von der Verwendung einer wellen- oder sinusförmig geformten Schablone, welche den Nutenfräser in Richtung auf die Achse des herzustellenden Schneidwerkzeuges hin und von diesem weg bewegt, erfolgt die Bildung des Schneidoder Fräswerkzeuges bei der Erfindung auf exakt dieselbe Weise wie die Herstellung eines herkömmlichen Stirnfräsers, so daß also herkömmliche Gerätschaften in den üblichen Schritten verwendet werden können, um alle anderen Herstellungsschritte zur Vervollständigung des Stirnfräsers auszuführen, einschließlich des Hinterdrehens der Stegflächen zur Bildung von Schneidkanten, die bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug nur auf denjenigen ununterbrochenen Abschnitten der Stegflächen gebildet werden, die zwischen den mit Abstand angeordneten Vertiefungen liegen.

Wie die Zeichnung, insbesondere Fig. 1 und 2, im einzelnen erkennen läßt bzw. erkennen lassen, weist ein rotierendes Schneidwerkzeug in Form eines Stirnfräsers einen Schaftabschnitt S und einen Schneidabschnitt C auf. Bei dem speziellen Ausführungsbeispiel des dargestellten Fräsers weist der Schneidabschnitt sechs Zähne 1 bis 6 auf, die sich in paralleler Spiralanordnung vom Schaftende des Schneidabschnittes zum freien Ende des Schneidabschnittes erstrecken.

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Wie am besten in Fig. 6 zu erkennen ist, weist jeder Zahn eine Schneidfläche 10, eine Endfläche 11 und eine Stegfläche 12 auf, welche die Schneid- und Endflächen verbindet. Der in Fig. 6 gezeigte Zahn ist zylindrisch geschliffen worden, um die Stegfläche zu hinterdrehen und eine Schneidkante zu bilden. Das Hinterdrehen oder "Ablösen" der Stegfläche erfolgt dadurch, daß die Stegfläche zunächst so geschliffen wird, daß eine Neigung oder ein "sekundärer" Zwischenraum entsteht, die bzw. der von der Schneidfläche 10 zur Endfläche 11 verläuft. Der sekundäre Freiraum ist in der Zeichnung mit dem Bezugszeichen 12a bezeichnet. Anschließend wird die Kante an der Schneidfläche weggeschliffen, um einen primären Freiraum 12b zu schaffen.

Wie sich am besten aus Fig. 6 ergibt, schließen die strichpunktierte Linie X, die durch die Längsachse A des Schneidwerkzeuges und durch die Schneidkante des dargestellten Zahnes verläuft, und die strichpunktierte Linie Y, welche die Neigung der Schneidfläche 10 an der Schneidkante angibt, einen Winkel 0 von weniger als 180° ein, was in dem Sinne, in dem dieser Ausdruck in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, bedeutet, daß die Schneidkante einen positiven Neigungswinkel oder eine positive Neigungseinstellung zur Längsachse des Fräsers hat. Jede Stegfläche ist durch eine Vielzahl von mit Abstand angeordneten Quervertiefungen 14 unterbrochen, die, wie sich am besten aus Fig. 4 ergibt, verhältnismäßig flach sind und einen kreisförmigen Querschnitt mit relativ großem Radius aufweisen. Die Wirkung der Vielzahl von mit Abstand angeordneten Vertiefungen, die in jeder der Stegflächen gebildet sind, besteht darin, daß an jedem Zahn eine Vielzahl von Schneidkanten 13 gebildet wird, und zwar an der Schnittstelle der Schneidfläche mit den ununterbrochenen Abschnitten der Steg-

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fläche. Weiterhin ist zu beachten, daß, wie am besten in Fig* 5 erkennbar ist, die Endfläche und die Stirnfläche jedes Zahnes wellenförmige Oberflächen aufweisen, die, betrachtet man sie im Schnitt, eine Sinuskurve bilden. Mit anderen Worten also, die Oberflächen der Schneidfläche und der Stirnfläche alternieren kontinuierlich zwischen konkav und konvex bzw. umgekehrt von einem Ende des Schneidabschnittes zum anderen. In der Zeichnung sind die konkaven Abschnitte der Oberflächen der Schneidfläche mit 20c und die konvexen Abschnitte der Schneidflächenoberflächen mit 21c bezeichnet, während die konkaven Abschnitte der Endflächenoberflächen mit 20t und die konvexen Abschnitte der Endflächenoberflächen mit 21t bezeichnet sind. Selbstverständlich sind, weil die Schneidflächenoberfläche eines Zahnes und die Endflächenoberfläche des benachbarten Zahnes simultan in der vorstehend beschriebenen Weise mittels eines Nutenfräsers geformt werden, die jeweiligen konvexen und konkaven Abschnitte miteinander ausgerichtet. Vorzugsweise sind die konkaven Abschnitte einer Schneidflächenoberfläche mit den Schneidkanten ausgerichtet, wie in Fig. 4 dargestellt, während die konvexen Abschnitte der Schneidfläche mit den Quervertiefungen 14 ausgerichtet sind. Diese gegenseitige Zuordnung läßt sich leicht durch geeignete Anordnung der Schablone, welche jeden Längsdurchgang des Nutenfräsers in der vorstehend beschriebenen Weise bestimmt, erreichen.

Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Stirnfräsers nach der vorstehenden Beschreibung bewirkt eine Anzahl von Vorteilen, die sich in besseren Betriebseigenschaften, sehr befriedigenden VerschleiBeigenschaften, leichter Herstellbarkeit und verhältnismäßig einfacher Wartung des Werkzeuges zeigen. Der letztgenannte Effekt ergibt sich, weil das erfindungsgemäße Fräswerkzeug trotz seiner verhältnismäßig

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ungewöhnlichen Form mittels herkömmlicher Geräte geschärft werden kann, die normalerweise in jeder beliebigen Werkstatt verfügbar sind, in der der Fräser verwendet werden könnte.

Wie vorstehend insbesondere im Detail erläutert wurde, erfolgt die Herstellung eines Schneidwerkzeuges nach der Erfindung in exakt derselben Weise wie die Herstellung eines herkömmlichen Schneidwerkzeuges, wie eines herkömmlichen Stirnfräsers, mit einer Ausnahme: Bei der Konstruktion eines Stirnfräsers wird erfindungsgemäß eine Schablone verwendet, um den Nutenfräser entlang einer sinusförmigen Bahn zu führen, wodurch simultan wellenförmige Schneidflächen- und Endflächenoberflächen an benachbarten Zähnen erzeugt werden. Gleichzeitig werden in der Stegoberfläche des der Endfläche zugeordneten Zahnes mit Abstand angeordnete Quervertiefungen geformt. Dies bildet den einzigen Unterschied gegenüber dem herkömmlichen Verfahren, wie es bei der Herstellung eines herkömmlichen Stirnfräsers angewendet wird. Diese einzige Abweichung hingegen führt zu einer Vielzahl von vorteilhaften Eigenschaften des fertigen Schneidwerkzeuges. Beispielsweise führt die Vielzahl von Quervertiefungen in den Stegflächen (die nicht mit den bekannten Spanbrechernuten mit relativ tiefem oder kleinem Radius verwechselt werden dürfen!) zu einer unterbrochenen Schneidkante, die, wie weiter oben erläutert wurde, die Tendenz hat, den Werkzeugverschleiß zu reduzieren. Weiterhin führt die sinusförmig gewellte Oberfläche der Schneidfläche jedes Zahnes an jeder Schneidkante zu einem Neigungswinkel, der kontinuierlich entlang der Längserstreckung der Schneidkante variiert, wodurch die Bildung relativ kleiner Späne erleichtert wird, die so geformt sind, daß die Späne von einem relativ dicken Zentralabschnitt sich schräg zu

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einer relativ scharfen Spitze an einem Ende verjüngen und den^Querschnitt einer doppelt konvexen Linse haben. Zusätzlich wird der Raum zum Aufwickeln des Spanes reduziert, wo die Schneid- und Endflächenoberflächen konvex sind, mit dem Ergebnis, daß die Späne die Tendenz haben, in diesen Bereichen zusammengedrückt zu werden und vom Werkstück und dem Schneidwerkzeug wegzuspringen, wenn die hierfür erforderliche Freiheit vorhanden ist, wodurch das Entfernen der Späne erleichtert wird. Wie weiter oben ausgeführt wurde, ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel jede Schneidkante einer Konkavität in der Schneidflächenoberfläche benachbart, so daß das Ende jeder Schneidkante 13 den Punkten benachbart ist, an denen die Schneidflächenoberfläche von konkav nach konvex übergeht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Neigung jeder Schneidkante in Richtung auf ihr Zentrum hin am größten (wo die Konkavität in der Schneidflächenoberfläche ihren tiefsten Punkt erreicht), während sie in Richtung auf jedes Ende am geringsten ist (wo die Konkavität am geringsten ist oder praktisch nicht existiert). Dieser Zusammenhang ist sowohl für die Erzeugung eines linsenförmig ausgebildeten Spans als auch für das Aufbiegen der Enden des Spans, durch welches ein Entfernen des Spans von dem Arbeitsbereich durch die obengenannte Springwirkung erleichtert wird, optimal.

Ein anderes unmittelbares Ergebnis der versetzten wellenförmigen Schneidflächenoberflächen, die in den Zähnen geformt sind, besteht darin, daß die Distanz von Schneidkante zu Schneidkante benachbarter Zähne in jeder beliebigen Ebene quer zur Achse des Werkzeuges bei unterschiedlichen Zahnpaaren unterschiedlich ist. Betrachtet man nämlich Fig. 2, die eine Ansicht des Werkzeuges in einer Querebene wiedergibt, welche dem freien Ende des Schneidabschnittes des

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Werkzeuges entspricht, so ist jede Distanz zwischen den Schneidkanten der Zähne 1 und 2, mit "A" bezeichnet, unterschiedlich von der Distanz zwischen den Schneidkanten der Zähne 2 und 3, mit "B" bezeichnet. Dieser unregelmäßige Abstand der Schneidkanten hat die Tendenz, zyklische Vibrationen während des Schneidvorganges zu vermeiden, weil die Schneidkanten das Werkstück nicht in gleichen Zeitintervallen erfassen bzw. verlassen, wie dies der Fall wäre, wenn die Schneidkanten gleichförmigen Abstand hätten, wie dies bei herkömmlichen Stirnfräsern der Fall ist.

Es versteht sich natürlich, daß die Erfindung in keiner Weise auf die in der Zeichnung wiedergegebene spezielle Konstruktion beschränkt ist, sondern auch beliebige Abwandlungen innerhalb des Schutzumfanges der Ansprüche umfaßt. Beispielsweise ist die Erfindung zwar in Verbindung mit einem spiralförmig genuteten Stirnfräser erläutert worden, jedoch eignet sich die Erfindung auch bei anderen Formen von Stirnfräsern, beispielsweise Stirnfräsern mit geraden Nuten oder auch bei konischen Stirnfräsern,und läßt sich schließlich auch bei anderen rotierenden Schneidwerkzeugen verwirklichen. Weiterhin ist darauf hinzuweisen, daß derartige Schneidwerkzeuge im Durchmesser sowie in ihrer Größe beträchtlich variieren können und daß die Schnittiefe des Stirnfräsers, der bei der Herstellung des Schneidwerkzeuges verwendet wird, ebenfalls beträchtlich variieren kann, je nach der gewünschten Schneidkante oder dem Neigungswinkel. Je tiefer beispielsweise der durch den Nutfräser genommene Schnitt ist, desto größer ist die Neigung der Schneidkanten, wobei der geeignete Neigungswinkel natürlich von zahlreichen Faktoren abhängt, die dem Werkzeugmacher sowie dem Maschinenbauer aufgrund des Fachwissens durchaus bekannt sind.

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Akte: I 3 20

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Zahn	1
2 Zahn	2
3 Zahn	3
4 Zahn	4
5 Zahn	5
6 Zahn	6
10 Schneidfläche	1O
11 Endfläche	11
12 Stegfläche	12
12a Freiraum	12a
12b Freiraum	12b
13 Schneidkante	13
14 Vertiefung	14
20c konkaver Abschnitt der Schneidfläche	20c
21c konvexer Abschnitt der Schneidfläche	21c
20t Endflächenoberfläche	20t
21t Endflächenoberfläche	21t

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Claims

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I 320

Ansprüche

( 1.jRotierendes Schneidwerkzeug, mit einem Schneidabschnitt mit Längsachse und einer Vielzahl von sich über die Längserstreekung des Schneidabschnittes erstreckenden Zähnen, von denen jeder eine Schneidfläche und eine Endfläche sowie eine die beiden Flächen verbindende hinterdrehte Stegfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die hinterdrehte Stegfläcrie durch eine Vielzahl mit Abstand angeordneter Quervertiefungen (14) mit kreisförmigem Querschnitt mit relativ großem Radius zur Bildung einer Vielzahl von Schneidkanten (13) am übergang zwischen der Schneidfläche (10) und den ununterbrochenen Abschnitten der Stegfläche unterbrochen ist; daß die Schneidkanten (13) einen positiven Neigungswinkel haben; und daß die End- (11) und Schneid-.flachen (10) Oberflächen aufweisen, die im wesentlichen sinusförmig von einem Ende des Schneidabschnittes zum anderen wellenförmig verlaufen, wodurch der Neigungswinkel jeder Schneidkante kontinuierlich entlang ihrer Längserstreckung variiert.
2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidabschnitt zylinderförmig ausgebildet ist; und daß die Zähne (1-6) spiralförmig parallel zueinander auf dem Schneidabschnitt abgeordnet sind.

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3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Helixwinkel der Zähne relativ zur Achse 30° beträgt.
4. Schneidwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkanten (13) jedes Zahnes (1-6) axial relativ zu den Schneidkanten der übrigen Zähne versetzt angeordnet sind.
5. Schneidwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schneidkante (13) jedes Zahnes (1-6) einer Konkavität auf der wellenförmigen Oberfläche seiner Schneidfläche (10) und auf der benachbarten Endfläche (11) des vorangehenden Zahnes in der beabsichtigten Drehrichtung des Werkzeuges angeordnet ist.
6. Schneidwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen Schneidkanten (T'3) benachbarter Zähne (1-6) in einer Ebene senkrecht zur Achse variabel sind.
7. Schneidwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug ein Stirnfräser mit einem Schaftabschnitt ist.
8. Rohling zum Herstellen eines rotierenden Schneidwerkzeuges, welcher einen Schneidabschnitt mit einer Längsachse und einer Vielzahl von sich entlang der Längserstreckung des Schneidabschnittes erstreckenden Zähnen aufweist, von denen jeder eine Schneidfläche, eine Endfläche und eine die beiden Flächen verbindende Stegfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegfläche durch eine Vielzahl von mit Abstand angeordneten Quervertiefungen (14) mit einem Krümmungsradius mit relativ großem Radius zur Bildung einer Vielzahl von Schneid-

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kantenabschnitten (13) am übergang zwischen der Schneidfläehe (10) und den ununterbrochenen Abschnitten der Stegfläche unterbrochen ist; daß die Schneidkantenabschnitte (13) eine positive radiale Neigung relativ zu der Achse aufweisen; und daß die Endfläche (11) und die Schneidfläche (10) Oberflächen aufweisen, welche im wesentlichen sinusförmig von einem Ende des Schneidabschnittes zum anderen gewellt sind, wodurch die radiale Neigung jedes Schneidkantenabschnittes (13) kontinuierlich entlang seiner Längserstreckung variiert.
9. Rohling nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidabschnitt zylinderförmig ausgebildet ist; und daß die Zähne (1-6) helixförmig auf dem Schneidabschnitt parallel zueinander angeordnet sind.
10. Rohling nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Helixwinkel der Zähne (1-6) relativ zu der Achse 3O° beträgt.
11. Rohling nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkantenabschnitte (13) jedes Zahnes (1-6) axial relativ zu den Schneidkantenabschnitten der übrigen Zähne versetzt angeordnet sind.
12. Rohling nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schneidkantenabschnitt (13) jedes Zahnes einer Konkavität auf der gewellten Oberfläche seiner Schneidfläche (1O) und auf der benachbarten Endfläche (11) des vorangehenden Zahnes in Richtung der beabsichtigten Werkzeugrotation gegenüberliegend angeordnet ist.

030029/0509

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