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Wendeschneidplattenbestückter Schaftfräser
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Die Erfindung betrifft einen wendeschneidplattenbestückten Schaftfräser,
dessen Wendeschneidplatten mit ihren Hauptschneiden reihenweise Spiralen folgend
am Umfang des Werkzeugkörpers in der Weise angeordnet sind, daß die Hauptschneiden
der Wendeschneidplatten benachbarter Reihen jeweils auf Lücke zueinander stehen,
wobei alle Reihen jeweils eine endständige Wendeschneidplatte'mit einer auf der
Stirnseite des Werkzeugkörpers liegenden und sich über eine Schneidenecke an die
jeweilige Hauptschneide anschließende Nebenschneide enthalten und in jeder zweiten
Reihe diese endständige Wendeschneidplatte eine die Lücke zwischen den kürzeren
Hauptschneiden der beiden zugeordneten Wendeschneidplatten der jeweils benachbarten
Reihe überdeckende längere Ha.uptschneide aufweist sowie mit einem positiven Einstellwinkel
ihrer Nebenschneide angeordnet ist oder einer mit positivem Einstellwinkel der Nebenschneide
angeordnetten endständigen Wendeschneidplatte einer anderen Reihe benachbart ist.
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Diese in der Praxis bekannten Schaftfräser werden zum Nutenfräsen
und vielfach zum Fräsen von abgesetzten Flächen bzw. Schultern eingesetzt. Dies
bedeutet,
daß die eine Fläche stirngefräst und die rechtwinklig dazu verlaufende Fläche abgewalzt
wird. Da bspw. bei der Bearbeitung von Guß stücken diese Flächen vielfach vorgegossen
sind, ergibt sich die Tatsache, daß im Bereiche der beim Walzen als Nebenschneiden~wirkenden
vorderen Stirnschneiden mehr Voluiiienzerspant werden muß als bei den - von der
Stirn des Werkzeugkörpers her gesehen - axial weiter hinten liegenden Umfangsschneiden.
Es treten beim Stirnen im Verhältnis zum Walzenfräsen größere Mittenspandicken auf.
Aus diesen Gründen sind diese Schaftfräser derart ausgebildet, daß in dem Bereiche
der Stirnschneiden, verglichen mit den axial weiter hinten am Werkzeugkörper liegenden
Umfangsschneiden, die doppelte Anzahl gleichzeitig in Eingriff kommender Schneiden
vorgesehen ist. Während nämlich über den größten Teil der axialen Länge des Werkzeugkörpers
die reihenweise angeordneten Wendeschneidplatten bei benachbarten Reihen jeweils
auf Lücke zueinander stehen, so daß erst zwei Schneidreihen eine vollständige durchgehende
Schneide ergeben, sind die endständigen Wendeschneidplatten in allen Reihen derart
angeordnet, daß sie eine auf der Stirnseite des Werkzeugkörpers liegende Neben-
oder Stirnschneide und eine am Umfang des Werkzeugkörpers arbeitende Haupt- oder
Umfangsschneide bilden. Dies wiederum bedeutet, daß in jeder zweiten Reihe die endständige
Wendeschneidplatte eine axial längere Hauptschneide aufweisen muß, damit die sich
anschließenden Wendeschneidplatten benachbarter Reihen jeweils auf Lücke zueinander
stehen können.
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Um ein Drücken der stirnseitigen Nebenschneiden zu vermeiden, müssen
bei den endständigen Wendeschneidplatten besondere Vorkehrungen getroffen werden.
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Es ist bekannt, die Wendeschneidplatten mit den langen Haupt schneiden
parallelogrammförmig auszubilden, so daß sie am Umfang mit ihren Hauptschneiden
zylindrisch arbeiten, während ihre auf der Stirnseite des Werkzeugkörpers liegenden
Nebenschneiden unter einem positiven Einstellwinkel verlaufen. Als endständige Wendeschneidplatten
mit den kurzen Hauptschneiden werden üblicherweise Wendeschneidplatten mit quadratischem
Querschnitt verwendet.
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Um nun für diese quadratischen Wendeschneidplatten im Bereiche der
stirnseitigen Nebenschneide ebenfalls einen positiven Einstellwinkel zu erzielen,
werden diese quadratischen Wendeschneidplatten gegenüber der Achsrichtung des Werkzeugkörpers
gekippt eingebaut. Dies bedeutet aber, daß die Wendeschneidplatte dann am Umfang
des Fräswerkzeuges mit Teilen über den Flugkreis der Hauptschneiden der anderen
Wendeschneidplatten vorsteht - was beträchtliche Markierungen in der Oberfläche
des bearbeiteten Werkstückes hervorruft - oder aber, daß diese quadratischen Wendeschneidplatten
mit der kurzen Hauptschneide radial so weit zurückgesetzt werden müssen, daß sie
theoretisch lediglich noch mit einer Schneidenecke an den Flugkreis der Hauptschneide
heranreichen. Dies hat aber zur Folge, daß diese Wendeschneidplatten über eine erhebliche
Länge ihrer Hauptschneiden und insbesondere in der Nähe der Stirnseite des Fräswerkzeuges
nicht
zum Eingriff kommen und auch nicht zur Zerspanung beitragen.
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Eine Abhilfe war bisher nur in der Weise möglich, daß auch die endständigen
Wendeschneidplatten mit den kurzen Hauptschneiden parallelogrammförmig ausgebildet
wurden,mit dem Ergebnis, daß für die Bestückung eines solchen Fräswerkzeuges dann
zumindest drei unterschiedliche Wendeschneidplattentypen erforderlich sind, von
denen die parallelogrammförmigen Wendeschneidplatten obendrein lediglich zwei nacheinander
abarbeitbare H-auptschneiden aufweisen, während bei quadratischen Wendeschneidplatten
mit positiver Schneidengeometrie bekanntlich vier nacheinander einsetzbare Hauptschneidkanten
zur Verfügung stehen.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen wendeschneidplattenbestückten
Schaftfräser zu schaffen, der es bei einwandfreien Schnittverhältnissen gestattet,
auf das erläuterte Kippen der in den einzelnen Schneidplattenreihen endständigen
Schneidplatten zu verzichten, ohne daß dadurch die Vielfalt der für die Bestückung
erforderlichen Wendeschneidplatten vergrößert oder eine Verringerung der Zahl der
abarbeitbaren Schneiden der Wendeschneidplatten in Kauf genommen werden müßten.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs genannte Schaftfräser erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß von den endständigen Wendeschneidplatten der einzelnen
Reihen lediglich jede zweite mit einem positiven Einstellwinkel ihrer Nebenschneide
angeordnet ist und die anderen endständigen Wendeschneidplatten gegenüber diesen
Wendeschneidplatten unter
Freistellung ihrer Nebenschneide jeweils
axial um ein kleines Maß zurückversetzt sind und daß sie sich mit diesen Wendeschneidplatten
im Bereiche der Schneidenecken zumindest teilweise überdecken.
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Damit kann als axial zurückversetzte Wendeschneidplatte die gleiche
quadratische Platte wie für die umfangsseitigen Hauptschneiden mit der maximal möglichen
Zahl nacheinander abarbeitbarer Schneidkanten gewählt und damit wirtschaftlich eingesetzt
werden, ohne daß unerwünschte Markierungen in der Oberfläche des bearbeiteten Werkstückes
in Kauf genommen werden müßten.
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In der Regel ist es zweckmäßig, daß die endständigen Wendeschneidplatten
mit den langen Hauptscnneiden mit positivem Einstellwinkel ihrer Nebenschneiden
angeordnet sind, so daß für die endständigen Wendeschneidplatten mit der kurzen
Hauptschneide die gleiche Form wie für die übrigen Wendeschneidplatten der Bestückung
verwendet werden kann. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, die Anordnung umgekehrt
zu treffen, was der Ordnung halber erwähnt sei.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die axial zurückversetzten
Wendeschneidplatten rechteckig oder quadratisch, wobei sie mit ihren Hauptschneiden,
ebenso wie die anderen, durchweg parallelogrammförmigen endständigen Wendeschneidplatten
am Umfang des Werkzeugkörpers zyligdrisch arbeitend angeordnet sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen wendeschneidplattenbestückten Schaftfräser
gemäß der Erfindung, in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 den
Schaftfräser nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie II-II der Fig. 1, in einer
Draufsicht und im Ausschnitt, Fig. 3 den Schaftfräser nach Fig. 2, geschnitten längs
der Linie III-III der Fig. 2, in einer Seitenansicht und im Ausschnitt, Fig. 4 den
Schaftfräser nach Fig. 1, in einer Seitenansicht und im Ausschnitt, Fig. 5 den Schaftfräser
nach Fig. 4, in einer anderen Seitenansicht und im Ausschnitt, und Fig. 6 zwei benachbarte
endständige Wendeschneidplatten des Schaftfräsers nach Fig. 1,in Umfangsrichtung
gesehen, aufeinander projeziert, in einem anderen Maßstab und in schematischer Darstellung.
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Der in den Fig. 1,2 dargestellte Schaftfräser weist einen im wesentlichen
zylindrischen Werkzeugkörper 1 auf, der mit einem zum Aufnehmen in der Spindel einer
Fräsmaschine bestimmten steilkegeligen Fräserschaft 2 verbunden ist. In den Werkzeugkörper
1 sind sechs am Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete spiralige Spannuten 3 eingearbeitet,
die jeweils eine im wesentlichen radial verlaufende Seitenwand- 4 aufweist, an der
in entsprechende Aufnahmetaschen 5 (Fig. 3) eingesetzte Wendeschneidplatten 6 mittels
Schrauben 7 befestigt sind.
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Die Wendeschneidplatten 6 sind im Bereiche jeder Spannut 3 im Abstand
nebeneinander liegend in einer Reihe angeordnet. Sie weisen eine pyramidenstumpfförmige
Gestalt mit quadratischer Grundfläche auf und arbeiten deshalb mit positiver Schneidengeometrie.
Jede der Hartmetall-Wendeschneidplatten 6 verfügt über vier nacheinander abarbeitbare
Hauptschneiden 8, von denen jeweils eine,die mit 8a bezeichnet ist, am Umfang des
Werkzeugkörpers 1 arbeitet. Die Anordnung ist dabei derart getroffen, daß die Wendeschneidplatten
6 benachbarter Reihen mit ihren Hauptschneiden 8a jeweils auf Lücke zueinander stehen,
so daß diese zwei Schneidenreihen, deren Hauptschneiden 8a jeweils einer Spirale
folgen, gemeinsam eine über die wirksame Länge des Werkzeugkörpers 1 durchgehende
Schneide bilden.
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In jeder zweiten Reihe ist die der Stirnseite 9 des Werkzeugkörpers
1 benachbarte endständige Wendeschneidplatte im Querschnitt nicht quadratisch
sondern
parallelogrammförmig ausgebildet, wobei ihre Hauptschneide 8b länger ist als die
Hauptschneiden 8 der übrigen quadratischen Wendeschneidplatten 6. Wie insbesondere
aus Fig. 2 zu ersehen, ist die Hauptschneide 8b so lang, daß sie die Lücke 11 zwischen
den beiden zugeordneten Wendeschneidplatten 6 der benachbarten Reihe überdeckt.
In allen Reihen tragen die endständigen Wendeschneidplatten 6 bzw. 60 eine auf der
Stirnseite 9 des Werkzeugkörpers 1 liegende, im wesentlichen radial verlaufende
Nebenschneide 10a bzw. 1Ob. Dadurch, daß die die längere Hauptschneide 8b tragenden
Wendeschneidplatten 60 parallelogrammförmig sind, sind ihre Nebenschneiden 1Ob mit
einem Einstellwinkel 12 (Fig. 6) angeordnet, der in der Größenordnung von 1 - 20
liegt, so daß ein Drücken der Nebenschneiden 1Ob auf der bei 13 angedeuteten bearbeiteten
Fläche des Werkstückes ausgeschlossen ist.
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Die mit den Wendeschneidplatten 60 jeweils abwechselnd am Umfang des
Werkzeugkörpers 1 angeordneten endständigen quadratischen Wendeschneidplatten 6
sind mit ihren Nebenschneiden 10a dadurch freigestellt, daß sie um ein kleines Maß
14 (Fig. 6) axial gegenüber den Wendeschneidplatten 60 zurückversetzt sind. Die
Anordnung ist dabei derart getroffen, daß die endständigen Wendeschneidplatten 6
und 60 mit ihren Hauptschneiden 8a, 8b am Umfang des Werkzeugkörpers 1 jeweils zylindrisch
arbeiten, d.h. auf gleichen Flugkreisen laufen. Zwischen benachbarten Haupt-und
Nebenschneiden 8a, 10a bzw. 8b, 1Ob weisen
die Wendeschneidplatten
6,60 jeweils eine angefaste Schneidenecke 15a bzw. 15b auf. Wie aus Fig. 6 zu ersehen,
decken sich nun - in Umfangsrichtung des Werkzeugkörpers 1 gesehen - die Schneidenecken
15a,b der endständigen Wendeschneidplatten 6, 60 benachbarter Reihen. Damit wird
erreicht, daß alle endständigen Wendeschneidplatten mit ihren Hauptschneiden 8a,
8b und mit ihren Schneidenecken 15a, 15b exakt zusammenarbeiten, so daß sich eine
einwandfreie Oberfläche des bearbeiteten Werkstückes ergibt.
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Auf der der Stirnseite 9 des Werkzeugkörpers 1 benachbarten Werkstückoberfläche
13, die rechtwinklig zu der bei 16 angedeuteten Werkzeugdrehachse verläuft, arbeiten
lediglich die Nebenschneiden 10b der endständigen Wendeschneidplatten 60.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die endständigen Wendeschneidplatten
60, die die längere Hauptschneide 8b aufweisen, parallelogrammförmig gestaltet,
während die anderen endständigen Wendeschneidplatten 6 - wie auch die übrigen Wendeschneidplatten
6 - quadratisch sind, so daß für die Bestückung des Fräswerkzeuges lediglich zwei
verschiedene Wendeschneidplattentypen erforderlich sind. Grundsätzlich wäre es auch
denkbar, die Wendeschneidplatten 60 rechteckig auszubilden und dafür für die abwechselnd
mit diesen Wendeschneidplatten 60 eingesetzten endständigen Wendeschneidplatten
6 der anderen Reihen parallelogrammförmige Wendeschneidplatten zu wählen.