NL8720760A - Copieerfreesmachine. - Google Patents

Description

8 7 2 O 7 6 O ·ƒ, H.O. 36036 1

Copieerfreesmachine

Beschrijving

De uitvinding heeft in zijn algemeenheid betrekking op het vervaar-5 digen van snijwerktuigen en betreft meer in het bijzonder een copieer-frees.

Er is een copieerfreesmachine bekend met mechanische bevestiging van twee snij platen uit een harde legering (US-A-4.525.110). Een bolvormige kop van het snij lichaam is voorzien van een uitsparing of voet ge-10 vormd door twee steunoppervlakken voor het ontvangen van snijbeitels waarvan de snijranden rusten in het axiale snijvlak van het snijlichaam.

De snijbeitels hebben de vorm van een parallelogram waarvan de korte zijde zijn vervangen door cirkelbogen. Snijranden van deze beitels bevatten radiale en rechte delen. Elke beitel heeft twee diagonaal ge-15 plaatste doorgaande gaten via welke de beitels worden vergrendeld in in-zetstukken die zijn bevestigd in uitsparingen van de kop door een schroef. De bolvormige kop van een dergelijke frees is gekenmerkt door een lage sterkte en stijfheid ten gevolge van de aanzienlijke afmetingen van de uitsparingen voor het onderbrengen van de beitels met een derge-20 lijke vorm.

Het aanbrengen van twee beitels in een uitsparing kan de stevige bevestiging daarvan niet waarborgen, waardoor het gebruik daarvan voor het werken tot een aanzienlijke snijdiepte onmogelijk is. Dergelijke snij organen zijn moeilijk te vervaardigen en niet betrouwbaar in de wer-25 king daarvan.

Er is een copieerfrees bekend met een bolvormige kop (US-A-4.252.480) met uitsparingen voor het mechanisch bevestigen van snijbeitels daarin via een centraal gat door middel van dwarse trek-staven en een schroef. Elke snij bei tel heeft een vorm van een concave 30 kromlijnige driehoek met radiale snijranden.

Vooroppervlakken van de snijbeitels rusten in het axiale snijvlak van de frees. Een van de snijbeitels is zodanig bevestigd dat de werkzame snij rand daarvan de as van <Je frees snijdt, terwijl de andere snij-beitel is verplaatst ten opzichte van de, eerste beitel zodat gedurende 35 draaiing van de frees de werkzame snijranden van de twee beitels ruimtelijk een gesloten halve bol omschrijven met een straal die gelijk is aan de buigstraal van de snijranden.

De bolvormige kop van deze frees heeft een geringe stijfheid en sterkte ten gevolge van de vorm van uitsparingen welke de snijbeitels 40 ontvangen (tot 50% metaalverwijdering gedurende vervaardiging van de 8720760^ 2 uitsparingen).

Een dergelijke frees kan niet worden gebruikt voor intensieve bewerkingen, omdat de snij randen van beide beitels een volledig profiel van de bolvormige kop maken gedurende draaiing van de frees. Het beves-5 tigen van de beitels in uitsparingen door dwarse trekstaven kan niet zorgen voor een voldoende betrouwbarheid van de freeswerking. Het slijpen van dergelijke snijbeitels is ingewikkeld, terwijl de vervaardiging van de frees van deze soort arbeidsintensief is.

Er is ook een eindfrees bekend met een bolvormige kop 10 (FR-A-2.433.998) voor het bewerken van nauwkeurige groeven. De bolvor mige kop is voorzien van een in lengterichting lopende groef die open is aan het einde in de axiale doorsnede van de frees voor het opnemen van twee snijbeitels die de vorm hebben van afgeknotte kegels met radiale snij randen. De beitels bezitten platte delen die steunen op de wand van 15 de groef om. draaiing daarvan gedurende het snijden te voorkomen. De snij randen van elk van de twee beitels omschrijven een volledige omtrek van de bolvormige kop. De snijbeitels zijn bevestigd in de groef door een schroef door centrale gaten die zijn aangebracht in de beitels.

Het in lijn brengen van de beitels met de gaten en het daarna 20 vastklemmen daarvan door samendrukking van de bolvormige kop kan niet zorgen voor een nauwkeurige fixering en betrouwbare bevestiging ten gevolge van de niet volledige aanraking van deze beitels met de wanden van de groef. De bolvormige kop bezit een geringe stijfheid en sterkte ten gevolge van de vorm van de groef die wordt bepaald door de vorm van 25 de beitels. Deze frees kan daarom alleen maar worden gebruikt voor het verwijderen van kleine hoeveelheden materiaal.

De onderhavige uitvinding is gericht op het verschaffen van een copieerfrees met mechanische bevestiging van elke snij bei tel in een respectieve groef en die zo ten opzichte van elkaar zijn aangebracht en 30 gericht ten opzichte van het axiale snijvlak van de frees dat de bolvormige kop van de frees voldoende stijf, sterk en betrouwbaar zal zijn onder intensieve snijomstandigheden.

Het doel van de uitvinding wordt bereikt doordat in een copieerfrees welke een cylindrisch lichaam omvat met een bolvormige kop, waarin 35 beitels zijn aangebracht met snijranden die zijn geplaatst in een axiaal snijvlak van de frees, volgens de uitvinding, elke beitel in zijn groef is bevestigd en zodanig aangebracht dat de projectie van de lengteas van elke groef op het axiale snijvlak van de frees en een lengteas van de frees een scherpe hoek vormen, terwijl het snijpunt van de lengteas in 40 elke groef met dit vlak ligt in het gebied van het snijpunt van de leng- 872076.07" 3 teas van de frees met het bolvormige oppervlak van de kop.

De bolvormige kop die dergelijke plaatsing van groeven bezit heeft een grotere stijfheid en sterkte in een richting naar het cylindrisch deel van het lijf toe, dan de bekende constructie van frezen met mecha-5 nische bevestiging van snijbeitels, en concurreert met de klasse van frezen met gesoldeerde snijbeitels. Daardoor kan de freesdiepte worden vergroot te zamen met een vergrootte toevoersnelheid en snijsnelheid. Bovendien zorgt de grotere stijfheid van de bolvormige kop voor een grotere stabiliteit van de beitels met de snijranden, terwijl dienover-10 eenkomstig de kostprijs van de te bewerken werkstukken wordt verminderd.

De groeven van de bolvormige kop zorgen voor een nauwkeurige vergrendeling van de snijbeitels op hun plaats en voor een betrouwbare bevestiging en gemakkelijke vervanging. Een bolvormige kop met dergelijke groeven wordt bij voorkeur vervaardigd op een slijpmachine die 15 zorgt voor een hoge nauwkeurigheid en kwaliteit, en daardoor zorgt voor een hogere nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de frees in bedrijf.

De voorgestelde frees heeft een zweving van de snijranden van de beitels van niet meer dan 0,04 mm en ,een afwijking van de bolvorm van niet meer dan 0,07 mm.

20 Voor het zorgen voor een betrouwbare bevestiging van de beitels in de groeven en voor het behouden van een grote stijfheid en sterkte van de bolvormige kop verdient het de voorkeur dat de scherpe hoek ligt in het gebied van 20° tot 40°.

Het verdient de voorkeur dat, voor het zorgen van de stabiliteit 25 van de frees en voor het verbeteren van de bedrijfsomstandigheden daarvan, de bolvormige kop ten minste drie groeven bezit terwijl de snijrand van ten minste elk van de drie beitels een vorm bezit welke gedurende de draaiing van de frees een bolvorm omschrijft met een straal die gelijk is aan de buigstraal van deze snijrand.

30 Bij voorkeur heeft elk van de beitels met de snijranden de vorm van een schijfsegment. De beitels met een dergelijke vorm zorgen voor een zeer grote nauwkeurigheid als de frees wordt samengesteld, alsmede voor een grote stabiliteit en een minimum aan arbeidskosten bij het slijpen door ruwe slijpmachines.

35 In het geval van vervaardigen van frezen met kleine diameters, heb ben de beitels, terwijl zij hun stijfheid en stabiliteit behouden, bij voorkeur de vorm van schijfsegmenten waarvan een einde dat het dichtste ligt bij het axiale snijvlak van de frees een vlak gedeelte bezit dat onder een hoek ten opzichte van de basis van het schijfsegment is ge-40 plaatst, waarbij het platte gedeelte van een van de beitels is geplaatst 872,0760.' 4 in het axiale snijvlak van de frees.

Het is raadzaam dat, bij gebruik van de frees gedurende het vervaardigen van werkstukken met aanzienlijke diepte van daarin aangebrachte holten, de beitel een driehoekige vorm bezitten waarvan de snij-5 rand wordt bepaald door de verbinding van radialen en rechte delen.

De uitvinding zal thans worden beschreven aan de hand van verschillende bijzondere uitvoeringsvormen aan de hand van de bijgaande tekeningen.

Fig. 1 geeft een gedeeltelijk weggesneden vooraanzicht weer van een 10 copieerfrees met beitels in de vorm van segmenten.

Fig. 2 geeft een bovenaanzicht weer van de frees weergegeven in figuur 1.

Figuren 3 en 4 geven gedeeltelijk weggesneden vooraanzichten weer van een andere uitvoeringsvorm van de bolvormige kop.

15

De beste wijze voor het uitvoeren van de uitvinding

Een copieerfrees omvat een cylindrisch lijf 1 (Fig. 1) met een bolvormige kop 2 en een tapse schacht 3. De bolvormige kop 2 heeft groeven 4, namelijk ten minste drie van dergelijke groeven 4, waarbij elke groef 20 4 daarin een vervangbare opnieuw te slijpen beitel 5, 6, 7 (Figuren 1, 2, 3) heeft bevestigd met een snijrand.

De beitels 5, 6, 7 kunnen zijn vervaardigd uit een sneldraaistaal of een harde legering. Elk van deze beitels 5, 6, 7 bezit een groef 8 aan de zijde die is gekeerd naar de bodem van de groef 4, waarbij de 25 beitel in de groef 8 is vergrendeld door een pen 9 die de groef 4 binnenkomt tegen verplaatsing in langsrichting om te zorgen voor de plaatsing van de snijrand van de beitel 5, 6, 7 in het axiale snijvlak van de frees. Bevestiging van de beitels 5, 6, 7 in groeven 4 wordt uitgevoerd door een wig 10 (Fig. 1) en schroef 11 (Fig. 4). Het platte binnenopper-30 vlak van de wig 10 staat in aanraking met elk van de beitels 5, 6, 7 (Figuren 1, 2, 3), terwijl het buitenoppervlak een kromlijnige vorm bezit in overeenstemming met de vorm van de bolvormige kop 2. Deze eenvoudige en betrouwbare verbinding van de beitels 5, 6, 7 met snijranden is mogelijk dankzij de voorgestelde plaatsing van de groeven 4 met een 35 vooraf bepaalde vorm en hun respectieve plaatsing aan de bolvormige kop 2. Elke groef 4 is zodanig uitgevoerd dat de projectie van de lengteas 12 daarvan op het axiale snijvlak van de frees en de lengteas 13 van de frees een scherpe hoek « vormen tussen 20°C en 40°C, terwijl het snijpunt van de lengteas 12 van elk van de groeven 4 met dit vlak ligt in 40 het gebied van het snijpunt van de lengteas 13 van de frees met het bol- l|7 2 0 7 6 0 5 vormig oppervlak van de kop 2. De grootte van deze hoek is zodanig gekozen dat er voor wordt gezorgd dat bij « < 20°de diepte van de groef 4 onvoldoende is voor een betrouwbare bevestiging van elk van de beitels 5, 6, 7, terwijl bij « > 40° de stijfheid en sterkte van de bolvormige 5 kop 2 wordt verkleind.

Een dergelijke aanbrenging van de groeven 4 maakt het mogelijk om het verwijderen van metaal tot een minimum te beperken, terwijl de stijfheid en sterkte van de kop 2 zeer snel groter wordt naar mate met verdere afkomt van het snijpunt van de as 13 van de frees met het bol-10 vormige oppervlak van de kop 2 in de richting van het cylindrische deel van het lichaam 1. Zeer nauwkeurige vervaardiging van de voorgestelde frees vereist een minimum aan arbeid dankzij het feit dat alle oppervlakken van de groef 4 kunnen worden vervaardigd door een slijpmachine.

Afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden en afmeting van de frees 15 kunnen de beitels met de snij randen verschillende vormen bezitten. De beitel 5 met de snijrand (Fig. 1) heeft de vorm van een schijfsegment en is bevestigd in de groef, waar het snijpunt van de lengteas 12 met het axiale snijvlak van de frees is geplaatst boven het snijpunt van de as 13 van de frees met het bolvormig oppervlak van de kop 2. Deze gewij-20 zigde uitvoeringsvorm van de bolvormige kop 2 zorgt voor een gemakkelijke vervaardiging terwijl een maximale stijfheid en sterkte wordt verschaft.

Verwijzend naar Fig. 2 heeft de beitel 6 met de snijrand de vorm van een gesegmenteerde schijf waarvan het einde dat het dichtste ligt 25 bij het axiale snijvlak van de frees een plat gedeelte 14 bezit dat onder een hoek met de basis van het schijfsegment is geplaatst, waarbij het platte gedeelte 14 van ten minste een van de beitels 6 is geplaatst in het axiale snijvlak van de frees.

Een dergelijke beitel 6 is bevestigd in de groef 4, waar het snij-30 punt van de lengteas 12 met het axiale snijvlak van de frees ligt onder het snijpunt van de as van de frees 13 met het bolvormig oppervlak van de kop 2. De hiervoor beschreven uitvoeringsvorm van de bolvormige kop 2 wordt bij voorkeur gebruikt voor frezen met een kleine diameter om een betrouwbare bevestiging van'de snijbeitels 6 te verschaffen dankzij de 35 toenemende diepte van de groef 4, terwijl voldoende stijfheid en sterkte van de kop 2 wordt gehandhaafd. De beitels 5 en 6 (Figuren 1 en 2) van de hiervoor beschreven vorm kunnen gemakkelijk worden vervaardigd en gemakkelijk worden geslepen tot een gewenste vorm door een ronde slijpmachine. De beitel 7 met een snijrand (Figuur 3) is driehoekig, waarbij 40 de snijrand daarvan is gevormd door met elkaar verbonden radiale en

872076 0 V

6 rechtlijnige delen 15 en 16.

De beitel 7 is in de groef 4 bevestigd waar het snijpunt van de lengteas 12 met het axiale snijvlak van de frees is geplaatst boven het snijpunt van de as 13 van de frees met het bolvormige oppervlak van de 5 kop 2. Een dergelijke beitel 7 heeft een langwerpige snij rand en daarom is een dergelijke frees voordelig voor het bewerken van werkstukken met diepe holten. De frees wordt als volgt samengesteld. Voor het zorgen voor een vastklemming en een betrouwbare bevestiging wordt elk van de beitels 5, 6, 7 bevestigd door zijn respectieve groep 8 aan de pen 9 die 10 is aangebracht in de groef 4 van de bolvormige kop 2, waarbij de snij-rand is geplaatst in het axiale snijvlak van de frees. De wig 10 wordt dan in de groef 4 gestoken en de schroef 11 wordt in het gat 3 dat is aangebracht in de wig 10 gedraaid, waarbij een van de binnenoppervlakken van de wig 10 in aanraking staat met de beitel 5, 6, 7 met de snijran-15 den, terwijl een ander vlak in aanraking staat met de wand van de groef 4.

Alle onderdelen van de frees zijn uitwisselbaar, terwijl in de gemonteerde toestand een afwijking wordt gewaarborg van de bolvorm van niet meer daan 0,07 mm en zweving van de snij randen van de beitels 5, 6, 20 7 van niet meer dan 0,04 mm. De frees wordt op zijn plaats gebracht door zijn tapse schacht 3 en wordt vastgemaakt via een schroefdraadverbinding in het tapse deel van het lijf 1 van de frees door een stamper (niet weergegeven)·

Werkstukken, zoals gietvormen, worden bewerkt door een numeriek ge-25 regelde freesmachine. De frees rust onder een hoek van het oppervlak van het werkstuk dat moet worden bewerkt. De frees wordt gedraaid en in dwarsrichting toegevoerd om een hellend vlak naar boven en naar onderen toe, terwijl het werkstuk is gemonteerd op een tafel terwijl daaraan een rondlopende voedingsbeweging wordt gegeven.

30 De vorm heeft gebieden waar de copieerfrees een combinatie van scherpe sneden, dwarsfrezen en frezen om een schuine lijn. Een van de belangrijkste voordelen van de voorgestelde frees is dat de snij rand van ten minste een van de drie beitels 5, 6, 7 een.vorm bezit die gedurende de draaiing van de frees een bol omschrijft met een straal die gelijk is 35 aan de buigingsstraal van deze snij rand. Dit maakt het mogelijk het deel van het materiaal dat voor elke beitel 5, 6, 7 wordt verwijderd gezien in de lengterichting van de snij rand splijten hetgeen op zijn beurt ervoor zorgt dat de frees werkt zonder stoten en dat de snij randen van de beitels 5, 6, 7 niet worden blootgesteld aan spaanders.

40 Bij bewerken van een vorm uit gereedschapsstaal onder de volgende 8720760.

7 freesomstandigheden: voedingssnelheid - 500 mm/m, draaisnelheid van de spil - 800 omwentelingen per minuut, en snij diepte - 22 mm, kan de frees volgens de uitvinding 8-12 uur ononderbroken werken tegen 4 uur met een bekende frees met een gesoldeerde bevestiging, en enige minuten voor 5 een mechanisch bevestigde frees op de wijze als beschreven in US-A-4.252.480.

Een aanzienlijke vergroting van de levensduur van de voorgestelde frees wordt bereikt doordat de sterkte en stijfheid daarvan kan con-cureren met die van frezen met gesoldeerde beitels, terwijl de frees 10 volgens de uitvinding een minimum aan inwendige spanningen in de snij-platen vertoont en een hoge kwaliteit van snij randen.

De copieerfrees volgens de uitvinding kan toepassing vinden bij de vervaardiging van voorwerpen met ingewikkelde vorm uit staal en legeringen, zoals gietvormen; alsmede bij het ruw- of fijnafwerken van werk-15 stukken door numerieke geregelde freesmachines en clichéfrezen, of numeriek geregelde coordinaatfrezen in de vliegtuigbouw, scheepsbouw en machinebouwindustrieën.

i.

8720760.’

Claims (8)

4

1. Een copieerfrees welke een cylindrisch lichaam (1) bevat met een bolvormige kop, waarin beitels zijn bevestigd met snij randen die in 5 hoofdzaak zijn geplaatst in een axiaal snijvlak van de frees, met het kenmerk, dat elke beitel (5, 6, 7) in de groef (4) daarvan is bevestigd en zodanig is aangebracht dat de projectie van een lengteas (12) van elke groef (4) op het axiale snijvlak van de frees en een lengteas (13) van de frees een scherpe hoek vormen, terwijl het snijpunt van de leng- 10 teas 912) van elke groef (4) met dit vlak ligt in het gebied van het snijpunt van de lengteas (13) van de frees met het bolvormig oppervlak van de kop (2).

2. Een copieerfrees volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de scherpe hoek ligt in een gebied van 20° tot 40°.

3. Een copieerfrees volgens conclusies 1, 2, met het kenmerk, dat ten minste 3 groeven (4) zijn aangebracht in de bolvormige kop (2).

4. Een copieerfrees volgens conclusies 1 tot en met 3, met het kenmerk. dat de snijrand van ten minste elk van de drie beitels (5, 6) een vorm bezit die gedurende de draaiing van de frees een bol beschrijft met 20 een straal die gelijk is aan de buigingsstraal van deze snijrand.

5. Een copieerfrees volgens conclusies 1 tot en met 4, met het kenmerk. dat elke beitel (5, 6) met de snijranden de vorm bezit van een schijfsegment.

6. Een copieerfrees volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat aan 25 het einde van elk segment dat het dichtste ligt bij het axiale snijvlak een plat gedeelte (14) is aangebracht dat ligt onder een hoek met de basis van het schijfsegment.

7. Een copieerfrees volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het platte gedeelte (14) van ten minste een van de beitels (6) is aange- 30 bracht in het axiale snijvlak van de frees.

8. Een copieerfrees volgens conclusie 1 tot en met 3, met het kenmerk, dat de beitel (7) driehoekig is, waarbij de snijrand daarvan is gevormd door de verbinding van radiale en rechtlijnige delen (15, 16). 8720760.