DE3832118C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kugelkopfstirnfräser mit einem einstellbaren Schneideinsatz mit konvex gekrümmten Schneidkanten der lösbar am äußeren Umfang eines vorderen Endabschnitts des Kugelkopfstirnfräserkörpers angebracht nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

In Fig. 1 ist ein bekannter Kugelkopfstirnfräser dargestellt, der in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 62-1 07 230 beschrieben ist.

Der dargestellte Kugelkopfstirnfräser umfaßt einen im allgemeinen zylindrischen Stirnfräserkörper 10 mit einem halbkugelförmigen vorderen Endabschnitt und einem hinteren Endabschnitt, der fest an einer Maschinenspindel angebracht werden kann, so daß der Stirnfräserkörper 10 um seine Achse drehbar ist. Ein Paar diametral gegenüberliegender Spantaschen 12 und 14 sind im vorderen Endabschnitt des Stirnfräserkörpers 10 ausgebildet, und eine Aussparung ist in der Wandfläche jeder Spantasche 12, 14 ausgebildet, die in Drehrichtung des Körpers 10 gerichtet ist. Einstellbare Schneideinsätze sind lösbar in den Aussparungen befestigt.

Der Einsatz 20 umfaßt eine Platte mit einer allgemein elliptischen Form, die durch eine vordere Fläche, eine hintere Fläche parallel zur vorderen Fläche und zwei Paare erster und zweiter Seitenflächen gebildet wird, die abwechselnd angeordnet sind und zwischen der vorderen und hinteren Fläche liegen, wobei jede der Seitenflächen nach innen zur Platte in Richtung von der vorderen Fläche weggeneigt ist. Die zwei ersten Seitenflächen 28 als auch die zwei (zweiten) Seitenflächen liegen einander gegenüber, so daß sie in bezug auf die Achse der Platte oder des Einsatzes symmetrisch sind. Jede erste Seitenfläche 28 ist konvex gekrümmt, um eine quadrantenähnliche Form einzunehmen, wenn man in Richtung senkrecht zur vorderen Fläche sieht, während jede zweite Seitenfläche eben und verglichen mit der ersten Seitenfläche 28 sehr kurz ist. Jede erste Seitenfläche und jede zweite Seitenfläche schneiden einander und bilden zwischen sich einen stumpfen Winkel aus. Der Einsatz hat ein Paar konvex gekrümmter Hauptschneidkanten 32, die durch die Schnittlinien der entsprechenden ersten Seitenflächen 28 mit der vorderen Fläche gebildet werden, und weist weiter ein Paar kurzer Schneidkanten auf, die jeweils durch die Schnittlinien der entsprechenden zweiten Seitenflächen 30 mit der vorderen Fläche gebildet werden. Jede Hauptschneidkante 32 hat ein vorderes Ende, an dem sie eine der kurzen Schneidkanten schneidet, und weist weiter ein hinteres Ende auf, an dem sie die andere kurze Schneidkante 34 schneidet, wobei der durch die kurze Schneidkante 28 und eine Tangente an die Hauptschneidkante 26 an ihrem vorderen Ende eingeschlossene Winkel stumpf ist.

Die vordere Fläche 24 dient als Spanfläche für die Schneidkanten, und ein Randflächenabschnitt, der benachbart zu jeder kurzen Schneidkante angeordnet ist, und die benachbarten vorderen und hinteren Endabschnitte der Hauptschneidkanten 32, die die kurze Schneidkante schneiden, ist bogenförmig so konvex, daß er zur hinteren Fläche 26 in Richtung der kurzen Schneidkante geneigt ist, wodurch die vorderen und hinteren Endabschnitte jeder Hauptschneidkante 32 konvex gekrümmt sind, wenn man sie in einer Seitenansicht sieht. Die Einsatzplatte hat eine mittlere Öffnung 38, die durchgehend in ihr ausgebildet ist und sich von der vorderen Fläche 24 zur hinteren Fläche 26 erstreckt. Die Öffnung 38 hat einen Abschnitt 38a größeren Durchmessers, der benachbart zur vorderen Fläche 24 angeordnet ist, und einen Abschnitt 38b verminderten Durchmessers, der benachbart zur hinteren Fläche 26 angeordnet ist, und einen kegeligen Bohrungsabschnitt 38c, der den Abschnitt 38a größeren Durchmessers und den Abschnitt 38b kleineren Durchmessers miteinander verbindet.

Die Klemmschraube 42 wird durch die mittlere Öffnung 38 des Einsatzes eingesetzt und in den Körper 10 eingeschraubt, wobei ihr Kopfteil 42a gegen den kegeligen Bohrungsabschnitt 38c der Öffnung 38 gehalten wird und wobei ihr Gewindeabschnitt 42b gewindemäßig mit einer Gewindebohrung 44 in einer Bodenfläche 16a der Aussparung 16 in Eingriff steht (siehe Fig. 3). Der Einsatz 20 wird weiter so in seiner Stellung gehalten, daß die hintere Endfläche 26 mit der Bodenfläche 16a der Aussparung 16 zusammenpaßt, wobei ein Teil der ersten Seitenfläche 28, die die andere Hauptschneidkante 32 bildet, gegen einen Teil einer bogenförmigen Seitenwand 16b der Aussparung 16 anstößt.

Bei dem bekannten oben beschriebenen Kugelkopfstirnfräser nimmt die Schneidlast beim Fräsen allmählich zu, da der vordere Endabschnitt der Hauptschneidkante, gesehen in axialer Richtung des Stirnfräserkörpers 10, konvex gekrümmt ist, so daß keine große Schneidlast plötzlich auf die Schneidkante 32 ausgeübt wird. Da der von der kurzen Schneidkante und der Tangente an die Hauptschneidkante 32 an ihrem vorderen Ende gebildete Winkel stumpf ist, hat die eingestellte Schneidkante 32 auch in ihrem vorderen Ende eine höhere Festigkeit. Weitere Vorteile des Kugelkopfstirnfräsers bestehen darin, daß er eine bessere Spanabführung, verglichen mit üblichen Kugelkopfstirnfräsern, aufweist.

Bei dem oben beschriebenen Kugelkopfstirnfräser nimmt der Teil der Seitenwand 16b der Aussparung 16 eine auf den Einsatz 20 in axialer Richtung einwirkende Schneidlast F auf, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Wenn der Einsatz dreieckig oder vierseitig ausgebildet ist, kann eine Lagerfläche an der Seitenwand der Aussparung ausgebildet werden, auf die die Kraft F senkrecht einwirkt. Wenn der Einsatz 20 jedoch elliptisch ausgebildet ist, kann eine derartige Lagerfläche nicht vorgesehen werden. Wenn der Kugelkopfstirnfräser somit in axialer Richtung mit hoher Geschwindigkeit zugeführt wird, wird der Einsatz 20 axial längs der Seitenwand 16b nach hinten in bezug auf den Fräskörper gedrückt, wodurch der Teil der eingestellten Schneidkante in einer Stirnfrässtellung sich um eine Strecke b axial nach hinten in bezug auf den Körper verschiebt, während sich der Teil der eingestellten Schneidkante in einer Umfangsschneidstellung um eine Strecke a radial nach außen in bezug auf den Körper verschiebt. Hierdurch wird die Schneidgenauigkeit in nachteiliger Weise, insbesondere in der Umfangsschneidstellung, verschlechtert.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kugelkopfstirnfräser der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein Schneideinsatz fest gehalten wird, so daß die Fräsgenauigkeit stark verbessert wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der in Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht eines bekannten Kugelkopfstirnfräsers;

Fig. 2 eine Schnittansicht des Einsatzes von Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Teils des Stirnfräsers von Fig. 1;

Fig. 4 eine Explosionsansicht eines Teils eines Kugelkopfstirnfräsers gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 5 eine Schnittansicht eines Teils des Stirnfräsers von Fig. 4.

In den Fig. 4 und 5 ist der Kugelkopfstirnfräser gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Kugelkopfstirnfräser unterscheidet sich von dem bekannten, in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Stirnfräser lediglich in der Befestigung des Einsatzes 20 am Stirnfräserkörper 10, die im folgenden beschrieben wird.

In der Bodenfläche 16a der Aussparung 16 ist eine Bohrung 50 ausgebildet, die sich im allgemeinen senkrecht zur Bodenfläche erstreckt. Die Bohrung 50 umfaßt einen zylindrischen Bohrungsabschnitt 50a, der benachbart zur Bodenfläche angeordnet ist, und einen Innengewindeabschnitt 50b, der sich koaxial vom zylindrischen Bohrungsabschnitt 50a erstreckt, wobei der zylindrische Bohrungsabschnitt 50a einen größeren Durchmesser als der Innengewindeabschnitt 50b hat. Eine Klemmschraube 52, die einen Kopfabschnitt 52a, einen zylindrischen Eingriffsabschnitt 52b, der benachbart zum Kopfabschnitt 52a angeordnet ist, und einen Außengewindeabschnitt 52c, der sich koaxial von dem zylindrischen Abschnitt 52b erstreckt, umfaßt, wird durch die Öffnung 38 des Einsatzes 20 eingesetzt und in die Bodenfläche der Aussparung 16 eingeschraubt, so daß der Einsatz 20 lösbar an dem Stirnfräserkörper 10 befestigt ist. D. h., wie man in Fig. 5 sieht, der Außengewindeabschnitt 52c der Klemmschraube 52 steht gewindemäßig mit dem Innengewindeabschnitt 50b der Bohrung 50 in Eingriff. Der Kopfabschnitt 52a wird gegen den kegeligen Bohrungsabschnitt 38c der Öffnung 38 gehalten, um den Einsatz 20 in Richtung der Bodenfläche der Aussparung 16 zu drücken, wobei der untere Abschnitt des zylindrischen Eingriffsabschnitts 52b in festem Eingriff mit dem zylindrischen Bohrungsabschnitt 50a der Bohrung 50 gehalten wird.

Bei dem oben beschriebenen Kugelkopfstirnfräser wird, wenn der zylindrische Abschnitt 52b der Klemmschraube 52 in festem Eingriff mit dem zylindrischen Abschnitt 50a der Bohrung 50 gehalten wird, der Einsatz 20 fest am Stirnfräserkörper 10 befestigt. Somit wird, auch wenn eine große Schneidlast auf den Einsatz 20 einwirkt, der Schneideinsatz 20 positiv gegen ein Verschieben während des Fräsens gehalten. Hierdurch wird, auch wenn der Stirnfräser mit einer hohen Geschwindigkeit in axialer Richtung vorwärtsbewegt wird, die Schneidgenauigkeit in Umfangsrichtung kaum vermindert.

Entsprechend wird mit der Erfindung ein Kugelkopfstirnfräser geschaffen, der eine bessere Schneidfestigkeit und Spanabführung als der bekannte Kugelkopfstirnfräser aufweist, wodurch es möglich ist, ein Fräsen mit hoher axialer Zuführgeschwindigkeit bei einer verbesserten Fräsgenauigkeit durchzuführen.

Claims (2)

1. Kugelkopfstirnfräser, umfassend

   • - einen Stirnfräserkörper mit einer durch ihn verlaufenden Drehachse und einer in seinem vorderen Endabschnitt ausgebildeten Aussparung mit einer Bodenfläche, wobei im vorderen Endabschnitt eine Bohrung ausgebildet ist, die sich zur Bodenfläche der Aussparung hin öffnet und einen Innengewindeabschnitt aufweist;
   • - einen einstellbaren Schneideinsatz mit einer vorderen Fläche, einer hinteren Fläche und mindestens zwei Seitenflächen, die zwischen der vorderen und hinteren Fläche liegen und die konvex so gekrümmt sind, daß mindestens zwei Hauptschneidkanten, die jeweils durch Schneiden der entsprechenden konvex gekrümmten Seitenflächen mit der vorderen Fläche gebildet werden, konvex gekrümmt sind;
   • - eine im Einsatz ausgebildete durchgehende Öffnung, die sich allgemein senkrecht zur hinteren Fläche erstreckt, und die einen benachbart zur vorderen Fläche angeordneten Abschnitt (38a) größeren Durchmessers, einen benachbart zur hinteren Fläche angeordneten Abschnitt (38b) kleineren Durchmessers und einen kegeligen Bohrungsabschnitt (38c) aufweist, der vom Abschnitt (38a) größeren Durchmessers zum Abschnitt (38b) kleineren Durchmessers geneigt ist, wobei der Einsatz in der Aussparung aufgenommen ist und seine hintere Fläche mit der Bodenfläche der Aussparung so in Berührung steht, daß eine der Schneidkanten in einer Schneidstellung eingestellt ist;
   • - eine Klemmschraube (52) zum lösbaren Befestigen des Schneideinsatzes in der Aussparung, welche Klemmschraube einen Außengewindeabschnitt aufweist, durch die Öffnung des Einsatzes verläuft und in der Bohrung mit dem in dem Innengewindeabschnitt eingeschraubten Außengewindeabschnitt aufgenommen ist und die einen Kopfabschnitt (52a) und einen geneigten Abschnitt aufweist, wobei der Kopf (52a) im Abschnitt (38a) größeren Durchmessers der Öffnung (38) aufgenommen ist und der geneigte Abschnitt gegen den kegeligen Bohrungsabschnitt (38c) der Öffnung (38) anstößt, so daß der Kopf (52a) den Einsatz (20) gegen die Aussparungen (16) drückt, wenn die Klemmschraube (52) angezogen wird,
2. dadurch gekennzeichnet, daß

   • - die Bohrung (50) einen zylindrischen Bohrungsabschnitt (50a) umfaßt, der sich von der Bodenfläche (16a) aus erstreckt und einen größeren Durchmesser als der Innengewindeabschnitt (50b) hat, welcher Innengewindeabschnitt (50b) sich an dem zylindrischen Bohrungsabschnitt (50a) anschließt und sich zu diesem koaxial erstreckt, und daß
   • - die Klemmschraube (52) eine koaxial zum Außengewindeabschnitt (52c) angeordneten zylindrischen Eingriffsabschnitt (52b) umfaßt, der mit dem zylindrischen Bohrungsabschnitt (50a) in Eingriff steht.