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Die Erfindung betrifft einen T-Nutenfräser zum Fräsen einer Nut mit T-
förmigem Querschnitt.
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Ein früherer T-Nutenfräser ist in dem Fall, dass der Durchmesser des
zu fräsenden Loches, relativ klein ist, mit zwei Fräserschneiden
versehen und vier Fräserschneiden sind in dem Fall vorgesehen, dass
der Durchmesser des zu fräsenden Loches relativ groß ist, wobei die
Vorschubgeschwindigkeit zur Verringung der Belastung jeder
Fräserschneide erhöht ist und das für die Fräserschneide verwendete
Material bruchfestes Sinterkarbid ist. Um zu vermeiden, daß beim
Fräsen Stellen ausgespart werden, lässt man den Fräsbereich der beiden
Fräserschneiden 3, 4 auf einer Länge von C&sub2; überlappen, und der
Fräsabschnitt 31 der Fräserschneide 3 und der Fräsabschnitt 41 der
Fräserschneide 4 sind (in einer Linie in Fig. 8) ausgerichtet. Wenn vier
Fräserschneiden verwendet werden, so sind dies zwei Fräserschneiden
3 und zwei Fräserschneiden 4, wobei die beiden Paare der
Fräserschneiden jeweils die gleiche Stelle fräsen können.
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Bei dem Stand der Technik, wie er in Fig. 8 gezeigt ist, welche eine
schematische von einem stationären Punkt betrachtete
Vertikalprojektion auf einen bestimmten Abschnitt eines Haltebereichs
1a des T-Nutenfräsers von der Vorderseite ist, wobei der Fräser um
einen bestimmten Winkel in die gleiche Position gedreht ist und die
beiden Ansichten überlappt sind, fräsen, wie zuvor erläutert, die
Fräserschneiden 3, 4 mit einer Überlappungslänge C&sub2;. Ferner bilden der
Fräsbereich 31 (C&sub2; plus C&sub5;) der Fräserschneide 3 und der Fräsbereich
41 (C&sub2; plus C&sub4;) der Fräserschneide 4 eine Höhendifferenz B&sub2; wie das in
Fig. 5 gezeigt ist, die eine schematische von einem stationären Punkt
betrachtete Vertikalprojektion auf einen bestimmten Abschnitt des
Haltebereichs 1a des T-Nutenfräsers von der Vorderseite ist, wobei der
Fräser um einen bestimmten Winkel in die gleiche Position gedreht ist,
und die beiden Ansichten überlappt sind, wobei eine der
Fräserschneiden (Fräserschneide 4 in Fig. 5) mit ihrer gesamten Länge
greift (Fräsbereich 41, d. h. C&sub2; plus C&sub4;), wodurch diese Fräserschneide
(Fräserschneide 4 in Fig. 5) einer hohen Belastung und ernsthaften
Beschädigung unterliegt. Deswegen muss beim Zusammenfügen des T-
Nutenfräsers und der Fräserschneiden, um die in Fig. 5, die eine
schematische von einem stationären Punkt betrachtete
Vertikalprojektion auf einen bestimmten Abschnitt des Haltebereichs 1a
des T-Nutenfräsers von der Vorderseite ist, wobei der Fräser um einen
bestimmten Winkel in die gleiche Position gedreht ist, und wobei die
beiden Ansichten überlappt sind, dargestellte Höhendifferenz B&sub2; zu
beseitigen, d. h. die Fräsbereiche 31 und. 41 in eine Linie zu bringen,
äußerste Genauigkeit angewandt werden.
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Aber bei einer Überlappungslänge C&sub2;, wie in Fig. 8 gezeigt, und bei
einem Vorschub des Fräsers in Richtung D wird die Länge C&sub3; des
Werkstücks von der Fräserschneide 3, die Länge C&sub4; von der Fräserschneide 4
und die Länge C&sub2; jeweils zur Hälfte von der Fräserschneide 3 und der
Fräserschneide 4 gefräst, und da zwischen der Länge C&sub2; und C&sub5; bei der
Fräserschneide 3 und zwischen der Länge C&sub2; und C&sub4; bei der
Fräserschneide 4 eine Differenz der Fräsbetrages entsteht, wird die auf die
eine Länge der Fräserschneide wirkende Teilkraft ungleichmäßig,
wodurch der Vorschubgeschwindigkeitserhöhung schwierig ist, und die
ungleichmäßige Kraft ist Ursache dafür, dass die Fräserschneide
beschädigt und abgenutzt wird, wobei sich der Zeitpunkt der
Beschädigung und Abnutzung schwer voraussehen lässt, d. h. die
Zuverlässigkeit der Fräserschneiden ist gering und deren
Vorratshaltung schwierig.
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Bisher hat man Fräserschneiden aus hochfestem Sinterkarbid
verwendet, doch ist der Stückpreis für solche Fräserschneiden sehr hoch und
ihr wirtschaftlicher Einsatz angesichts der schnellen Beschädigung und
Abnutzung kaum möglich.
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Da zum anderen eine Justierung des Befestigungssitzes für die
Fräserschneide nach dem Härten des Fräsers schwierig ist, (es gibt keinen
Weg zum Justieren) wird der T-Nutenfräser nicht ausreichend gehärtet,
und die Fräsbereiche 31 und 41 werden justiert, so dass sie in einer
Linie ausgerichtet sind, wie in Fig. 8 gezeigt. Dadurch ist die Härte des
Fräsers selbst zu gering, und es besteht die Gefahr einer Verformung.
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Angesichts der vorgenannten Nachteile liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, einen wirtschaftlichen T-Nutenfräser bereitzustellen.
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Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus deren nachfolgender Beschreibung im Zusammenhang mit den
Zeichnungen.
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Die Erfindung betrifft einen T-Nutenfräser mit mindestens drei
Befestigungssitzen für Fräserschneiden, die umfangsseitig an einem
Endflansch des Fräserkörpers verteilt sind, wobei an dem ersten
Befestigungssitz ist eine erste Fräserschneide zum Fräsen des von der
Fräsmaschine am weitesten entfernten Teils montiert ist, wobei an dem
zweiten Befestigungssitz eine zweite Fräserschneide zum Fräsen des der
Fräsmaschine am nächsten liegenden Teils montiert ist, und wobei an
dem sich zwischen dem ersten Befestigungssitz und dem zweiten
Befestigungssitz befindenden dritten Befestigungssitz eine runde oder
polygonale Fräserschneide montiert ist, die von der
Rotationsmittelachse des Körpers zwischen und von zwei durch die erste und die
zweite Fräserschneide gefrästen Bereichen radial nach außen
vorspringt.
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Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen
T-Nutenfräsers;
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Fig. 2 zeigt eine Draufsicht einer Anordnung von in einem
erfindungsgemäßen T-Nutenfräser verwendeten
Fräserschneiden;
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Fig. 3 zeigt eine Vertikalprojektion einer gefrästen Nut 51 in einem
Werkstück vor dem Fräsen einer T-Nut;
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Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht einer mittels des
erfindungsgemäßen T-Nutenfräsers hergestellten T-Nut;
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Fig. 5 ist eine schematische Vertikalprojektion des Standes der
Technik, wobei eine Höhendifferenz B&sub2; zwischen einem
Fräsbereich 31 der Fräserschneide 3 und einem
Fräsbereich 41 der Fräserschneide 4 dargestellt ist;
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Fig. 6 ist eine schematische Vertikalprojektion, in der feste
Positionen jeder Fräserschneide gemäß vorliegender
Erfindung gezeigt sind;
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Fig. 7 ist eine schematische Vertikalprojektion, in der
erfindungsgemäß anstelle von diamantförmigen
Fräserschneiden 3 und 4 dreieckförmige Fräserschneiden
3a und 4a und anstelle der runden Fräserschneide 2 eine
polygonale Fräserschneide 2a verwendet werden;
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Fig. 8 ist eine schematische Vertikalprojektion des Standes der
Technik, wobei die Fräserschneiden mit ihren perfekt in
einer Linie ausgerichteten Fräsbereichen dargestellt sind;
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Fig. 9 ist eine Darstellung eines von einem erfindungsgemäßen
Fräser zur Hälfte gefrästen Werkstücks;
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Fig. 10 ist eine Ansicht in Pfeilrichtung im wesentlichen entlang der
Linie X-X von Fig. 9;
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Fig. 11 ist eine Ansicht in Pfeilrichtung im wesentlichen entlang der
Linie XI-XI von Fig. 10;
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Fig. 12 zeigt eine Vertikalprojektion einer gefrästen Nut 51a des
Werkstücks vor dem Fräsen einer T-Nut;
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Fig. 13 ist eine Vertikalprojektion einer gefrästen Nut, die mit Hilfe
von zwei Diamantfräserschneiden 3 und 4 auf beiden Seiten
und zwei kreisförmigen Fräserschneiden 2 dazwischen
hergestellt wurde;
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Fig. 14 ist eine Vertikalprojektion einer mit drei kreisförmigen
Fräserschneiden 2 hergestellten Nut.
Detailbeschreibung einer Ausführungsform der Erfindung
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Fig. 1 stellt eine Ausführung eines erfindungsgemäßen T-Nutenfräser
100 dar und zeigt einen (allgemein mit dem Kopf nach unten benutzten)
Fräserkörper 1, der vertikal an der unteren Fräsmaschine M befestigt
ist, eine kreisförmige Fräserschneide 2 (knickfeste Fräserschneide), eine
erste und eine zweite diamantförmige Fräserschneide 3 und 4
(kubusförmige Fräserschneiden) und Befestigungssitze 5, 6, 7 für die
Fräserschneiden. Die Befestigungssitze 5, 6, 7 für die Fräserschneiden
5, 6, 7 sind an drei T-Nutenfräsbereichen 1a (Fräserhaltebereichen)
vorgesehen, die durch Fräsen von dei Abschnitten in gleichmäßigen
Abständen von 120º in ein Ende eines radial nach außen abstehenden
Flansches gebildet sind, wobei die Befestigungssitze 5, 6, 7 für die
Fräserschneiden jeweils mit Gewindelöchern 5a, 6a, 7a zur Befestigung
einer kreisförmigen Fräserschneide 2 und einer ersten diamantförmigen
Fräserschneide 3 und einer zweiten diamantförmigen Fräserschneide 4
durch Schrauben 8 mit Hilfe eines Sechskantschlüssels, wie in den
Fig. 1 und 2 gezeigt, versehen sind. Ein Pfeil E in Fig. 1 zeigt die
Rotationsrichtung des T-Nutenfräsers 100.
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Die diamantförmigen Fräserschneiden 3, 4 sind in Fig. 1 wie beim
Fräser nach dem Stand der Technik in einen oberen und einen unteren
Abschnitt unterteilt, deren jeder einen Fräsbereich 3A zum Fräsen einer
Innenwandfläche 21 und einen Fräsbereich 4A zum Fräsen einer
inneren Fläche 23 bereitstellt, wobei beide Flächen im rechten Winkel
zur Mittellinie 1b liegen, und Fräsbereiche 3B, 4B zum Fräsen einer
Innenwandfläche 22 parallel zur Mittellinie 1b, wobei die Fräsbereiche,
wie in Fig. 4 gezeigt, von den Fräserhaltebereichen 1a axial und radial
nach außen abstehen, vorsieht. Die kreisförmige Fräserschneide 2
befindet sich zwischen dem Fräsbereich 3B der diamantförmigen
Fräserschneide 3 und dem Fräsbereich 4B der diamantförmigen
Fräserschneide 4 und ragt stärker radial nach außen als die
diamantförmigen Fräserschneiden 3, 4. C&sub5; und C&sub6; in Fig. 4 zeigen die
Länge des überlappten Fräsbereichs.
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Der vorstehend beschriebene T-Nutenfräser 100 wird zum Fräsen des
Werkstücks 50 (mit dem Kopf nach unten in Fig. 1) an der
Fräsmaschine M montiert. Die Fräserschneiden 2, 3, 4 können aus
Sinterkarbid, gehärteter Keramik oder Cermet bestehen.
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Nachstehend wird seine Bewegung erläutert. Fig. 3 zeigt das
feststehende Werkstück 50, in das keine T-Nut gefräst ist. In dem
Werkstück 50 wurde vorab eine (den Fräserkörper 1 nicht störende) Nut
51 mit einer Breite A und einer Tiefe H&sub1; vorgesehen, die sich im rechten
Winkel zu dem Papier von Fig. 3 erstreckt. Dies ist notwendig, damit
sich das Werkstück 50 vor dem Fräsen der T-Nut nicht gegenseitig mit
dem Fräserkörper 1 stört, und es gibt das gleich im Stand der Technik.
Die Tiefe der Nut 51 kann die Länge H&sub2; sein, die ein Stören des T-
Nutenfräsers 100 während des Fräsens verhindert, wie in Fig. 12
gezeigt. In diesem Fall wird der anhand der gestrichelten Linie
dargestellte Bereich mit der Länge H&sub3; und der Breite A von dem Fräser
100 gefräst. Die Breite A ist notwendig, um exakt nach der JIS-Norm zu
fertigen, die jedoch nicht im Zusammenhang mit der Erfindung steht.
Zwei gestrichelte gedachte Linien in Fig. 3 stellen den Schnitt einer T-
Nut dar, die erfindungsgemäß mittel des T-Nutenfräsers herstellt wird.
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Der T-Nutenfräser 100 (Fig. 1), der an der Fräsmaschine M montiert
ist, fräst mit der kreisförmigen Fräserschneide 2 und mit den
diamantförmigen Fräserschneiden 3, 4 jeweils sich axial erstreckende
Längen C&sub2;, C&sub5;, C&sub4; an der inneren Wand 22. Da die kreisförmige
Fräserschneide 2 anders als die diamantförmigen Fräserschneiden 3, 4
bis B&sub1; radial nach außen abragt, beginnt sie früher mit dem Fräsen als
die diamantförmigen Fräserschneiden 3, 4.
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Die Fig. 9, 10 und 11 zeigen das Werkstück 50 im Verlauf der
Fräsbearbeitung. Wenn sich der T-Nutenfräser in den Fig. 10, 11 in die
Richtung entlang des Pfeils D bewegt, beginnen die diamantförmigen
Fräserschneiden 3, 4 mit dem Ansetzen an dem Werkstück und mit
dem Fräsen. Ein bogenförmiger Fräserbereich 9 wird mit Hilfe der
runden Fräserschneide 2 gebildet, was ein Unterscheidungsmerkmal
vorliegender Erfindung ist.
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In Fig. 4 wird der runde Fräsbereich 9 um die Länge B&sub1; mehr gefräst
als die Innenwandfläche 22, wobei die Länge B&sub1; im Vergleich zur Länge
B zwischen den beiden Wandflächen 22 kurz genug ist und innerhalb
der Toleranzen nach der JIS-Norm liegt.
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Wie vorstehend erwähnt, zeigt Fig. 4 sich zeitweise überlappende von
einem stationären Punkt betrachtete Vertikalprojektionen aller
Fräserschneiden, von der Vorderseite auf einen bestimmten Abschnitt
des T-Nutenfräserhaltebereichs 1a, wobei der Fräser um einen
vorgegebenen Winkel in die gleiche Position gedreht ist und die weiteren
Ansichten überlappt sind. In Fig. 4 ist die Anbringung der beiden
diamantförmigen Fräserschneiden 3, 4 an dem T-Nutenfräser innerhalb
der Breite B fluchtend, wie das anhand der beiden gestrichelten
imaginären Linien dargestellt ist, doch ist dies in der Praxis schwierig
und arbeitsaufwendig, und im allgemeinen ist ein radialer
Höhenunterschied kaum zu vermeiden, wie das in Fig. 5 gezeigt ist.
Die Differenz B&sub2; wird erfindungsgemäß mittels der kreisförmigen
Fräserschneide 2 mit einer radial vorspringenden Länge B&sub1; (B&sub1; > B&sub2;)
gefräst, wie in Fig. 6 gezeigt.
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In der Ausführungsform werden eine runde Fräserschneide 2 und zwei
diamantförmige Fräserschneiden 3, 4 verwendet, aber auch
irgendwelche andere Formen sind möglich, wenn sich entsprechende
Befestigungssitze einfach herstellen lassen. Zum Beispiel kann wie in
Fig. 7 gezeigt anstelle der kreisförmigen Fräserschneide 2 eine
pentagonale Fräserschneide verwendet werden, und dreieckförmige
Fräserschneiden 3a, 4a können anstelle der diamantförmigen
Fräserschneiden 3, 4 verwendet werden. Eine polygonale mehr als 5
Fräserschneide und eine dreieckige oder vierseitige Fräserschneide
können anstelle der kreisförmigen Fräserschneide 2 und vierseitige
Fräserschneiden oder kreisförmige Fräserschneiden anstelle der
diamantförmigen Fräserschneiden 3, 4 verwendet werden.
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Die Anzahl der Fräserschneiden ist nicht auf drei beschränkt, sondern
es können vier, fünf, sechs, sieben, acht und mehr Fräserschneiden
verwendet werden, und es ist bevorzugt, diese Fräserschneiden in
gleichmäßigen Abständen an der Peripherie rund um die Mittellinie 1b
anzuordnen, um Vibrationen oder Geräusch des T-Nutenfräsers 100
während des Fräsens zu vermeiden. Wenn die Balance in der
Drehrichtung beibehalten wird, können die Nachbarwinkel der
Fräserschneiden 60 Grad betragen und 120 Grad, wenn vier
Fräserschneiden verwendet werden. Falls die Einsatzlänge C lang ist
und mehr als drei Fräserschneiden verwendet werden, verwendet man
mehr als zwei kreisförmige Fräserschneiden, wobei kein Fräsbereich
übrigbleibt, wie in den Fig. 13 und 14 gezeigt, während anstelle der
kreisförmigen Fräserschneide 2 verschiedene nichtkreisförmige
Fräserschneiden verwendet werden können.
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Gemäß vorliegender Erfindung ist, da jede Fräserschneide gleichmäßig
fräst, die Abnutzung nicht unsymmetrisch und der Verlauf der
Abnutzung ist stabil, wodurch die Zeit für den Austausch der
Schneiden kontrollierbar ist. Dies vereinfacht die Vorratshaltung von
Fräserschneiden, und die Kosten für die Fräserschneiden werden in
sehr ökonomischer Weise reduziert.
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Da sich bei (einer) kreisförmigen Fräserschneiden die Anzahl der
Fräserschneiden auf drei oder mehr erhöht, wird das Fräsen über die
gesamte Länge des Fräsbereichs jeder Fräserschneide verhindert,
wodurch sich die Fräsgeschwindigkeit (Rotationsgeschwindigkeit des
Fräsers) erhöht, was auch die Vorschubgeschwindigkeit im Vergleich
zum Stand der Technik um mehr als das Zweifache erhöht, wodurch die
Fräszeit verkürzt werden kann.
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Da die auf jede Fräserschneide wirkende Last stabil wird, kann die
Vorschubgeschwindigkeit ansteigen. Derzeit in einer Drehbank verwendete
preiswerte Fräserschneiden aus Cermet können verwendet werden, was
ökonomisch ist. Durch den wirtschaftlichen Einsatz der preiswerten
Cermet-Fräserschneiden lässt sich auch der Stückpreis für die
Fräserschneiden stark verringern. Die Zahl der
Fräserschneidenaustäusche wird geringer, so dass sich auch die
diesbezüglich anfallenden Arbeiten verringern und die Effizienz größer
wird.
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Die kreisförmige Fräserschneide lässt sich drehen, indem man die
Schraube 8 lockert und bei Abnutzung der Fräserschneide diese ein
Stück weiterdreht und sie dann viele Male verwendet, ohne sie gegen
eine neue auszuwechseln, was auch ökonomisch ist.
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Wenn drei Fräserschneiden in Umfangsrichtung in gleichen Abständen
angeordnet sind, kann jede Fräserschneide etwa ein Drittel fräsen, d. h.
C&sub2;, C&sub5;, C&sub4; in Fig. 4, wobei sich der auf den T-Nutenfräser wirkende
Schneidwiderstand stabilisiert und während des Fräsens weder
Vibrationen noch Geräusche auftreten.
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Wenn der der T-Nutenfräser 100 (Fig. 1) an einer Fräsmaschine
montiert wird, so erfordert dies nicht die strenge Genauigkeit wie beim
Stand der Technik, eine entsprechend kürzere Zeit wird benötigt zum
Befestigen der Fräserschneiden, wodurch die Effizienz erhöht wird.
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Da die Befestigungssitze für die Fräserschneiden nicht eine so genaue
Endbearbeitung erfordern wie beim Stand der Technik, kann der
T-Nutenfräser in einem Zug gehärtet werden, wodurch sich die Härte des
Fräsers erhöht, er durch Einwirkung äußerer Kräfte kaum verformt
werden kann und sich Dauerhaftigkeit des T-Nutenfräsers erhöht.