AT1180U1

AT1180U1 - Bohr-fräswerkzeug

Info

Publication number: AT1180U1
Application number: AT14195U
Authority: AT
Inventors: Friedrich Dipl Ing Falger; Wolfgang Koch; Gottlob Roesler
Original assignee: Plansee Tizit Gmbh
Priority date: 1995-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 1996-12-27
Also published as: DE19609820A1

Description

AT 001 180 Ul

Die Erfindung betrifft ein Bohr-Fräswerkzeug nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Derartige Werkzeuge werden insbesondere im Flugzeugbau zur Herstellung kassettenförmig ausgefräster Werkstücke aus Leichtmetallen eingesetzt. Sie müssen sowohl zum Bohren in das volle Material als auch zum Kopierfräsen gleichermaßen gut geeignet sein.

Die DE-C2-32 09 821 sowie DE-Ul-79 35 032 beschreiben derartige Werkzeuge, wobei beim Werkzeug entsprechend der DE-C2-32 09 821 die außenliegende Stirnschneide in Bohrrichtung tiefer liegt als der tiefste Punkt der innenliegenden Stirnschneide, wodurch ein sehr glatter Grund der gefrästen Ausnehmung herstellbar ist.

Nachteilig bei diesen Bohr-Fräswerkzeugen ist, daß sie nur zwei Spannuten und damit nur zwei Reihen umfangsseitig schneidender Wendeschneidplatten aufweisen, wodurch die Zerspanungsleistung der Werkzeuge nicht sehr gut ist.

Weiters sind Schaftfräser bekannt, die am Umfang mehr als zwei spiralförmig verlaufende Spannuten aufweisen, in denen jeweils eine Reihe axial gegeneinander versetzter Wendeschneidplatten angeordnet sind. Dabei wurden für derartige Schaftfräser sowohl die Verwendung unterschiedlicher Wendeschneidplattenformen als auch vorcchiodonarfeigo AnordnungsVarianten der 2 AT 001 180 Ul auch verschiedenartige Anordnungsvarianten der Wendeschneidplatten in den einzelnen Spannuten an sich bzw. in aufeinanderfolgende Spannuten vorgeschlagen.

Die DE-Al-38 12 150, DE-Al-39 35 191 sowie die DE-Al-41 37 230 beschreiben beispielsweise Schaftfräser in dieser Ausführung. Derartige Schaftfräser weisen zwar eine hervorragende Zerspanungsleistung auf. Da sie stirnseitig in der Regel keine zentrumsschneidenden Wendeschneidplatten aufweisen, sind sie jedoch ausschließlich zum Fräsen und nicht zum Bohren ins volle Material geeignet.

Es wurde zwar auch versucht, derartige Schaftfräser mit stirnseitig schneidenden Wendeschneidplatten zu versehen, um ein Bohren ins volle Material vornehmen zu können. Dabei hat sich jedoch die Spanabfuhr aus der Bohrung als problematisch erwiesen, sodaß nur Bohrungen mit geringen Tiefen gefertigt werden konnten, die in der Praxis für die meisten Anwendungen nicht ausreichend waren, sodaß sich derartige Bohr-Fräswerkzeuge nicht durchgesetzt haben.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Fräswerkzeug zu schaffen, das zum Bohren ins volle Material geeignet ist und das gegenüber bekannten derartigen Fräswerkzeugen eine erheblich verbesserte Zerspanungsleistung sowie eine verbesserte Spanabfuhr aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Bohr-Fräswerkzeug mindestens drei Spannuten aufweist, daß die gleichzeitig umfangsseitig und stirnseitig schneidenden 3 AT 001 180 Ul

Wendeschneidplatten (4,4') als Rundplatten ausgeführt sind, wobei der Flugkreis des äußersten schneidenden Punktes (7) der Schneidkante einer Rundplatte (4') größer ist als diejenigen der übrigen Rundplatte(n) (4) als auch der restlichen umfangsseitig schneidenden Wendeschneidplatten (3) und daß die stirnseitige, das Zentrum zerspanende Wendeschneidplatte (5') in Stirnansicht gesehen, einen Winkel zwischen 5* und 50* mit der in gleicher Schneidrichtung nächstliegenden umfangsseitig schneidenden Wendeschneidplatte (3) einschließt.

Durch diese spezielle Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Werkzeugs werden kleinere, aber dickere Spansegmente erzeugt.

Der Span wird damit steifer, bricht eher und ist damit leichter aus der Bohrung bzw. den Spannuten des Fräswerkzeuges zu entfernen. Die Beträge, um die die umfangsseitig und stirnseitig schneidenden Wendeschneidplatten gegenüber den übrigen Wendeschneidplatten radial und axial vorstehen, liegt in der Praxis in einem Bereich zwischen 0,03 und 0,3 mm. Wesentlich ist beim erfindungsgemäßen Werkzeug, daß zwei der umfangsseitig und stirnseitig schneidenden Wendeschneidplatten als Rundplatten mit den entsprechenden axialen und radialen Überständen ausgeführt werden. Die Form, Anzahl und Anordnung der restlichen Wendeschneidplatten ist für das gute Zerspanungsverhalten des erfindungsgemäßen Bohr-Fräswerkzeuges nur mehr von untergeordneter Bedeutung und kann nach Ermessen des Fachmanns entsprechend bekannter Ausführungen erfolgen.

In einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Bohr-Fräswerkzeuges weist es vier Spannuten sowie stirnseitig vier in 4 AT 001 180 Ul

Radialrichtung überlappend schneidende Wendeschneidplatten auf, von denen zwei als Rundplatten ausgeführt sind, die in gegenüberliegenden Spannuten angeordnet sind. Mit einer derartigen Ausführungsform kann insbesondere der in der Praxis besonders häufig vorkommende Durchmesserbereich von Bohr-Fräswerkzeugen zwischen 30 und 50^mm vorteilhaft hergestellt werden. Bei größeren Werkzeug-Durchmessern wird es sinnvoll sein, die Anzahl der Spannuten zu erhöhen, während es bei kleineren Durchmesseren vorteilhaft sein wird, die Zahl der Spannuten auf drei zu beschränken, um auch bei den kleinen Durchmessern eine ausreichend gute Spanabfuhr bei ausreichender Stabilität des Werkzeuges zu ermöglichen.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Bohr-Fräswerkzeuges liegt der Winkel jP , den die Wendeschneidplatte, die das Zentrum zerspant, mit der in gleicher Schneidrichtung nächstliegenden umfangsseitig schneidenden Wendeschneidplatte einschließt zwischen 30 und 50* Auf diese Weise wird besonders gut erreicht, daß die Spanabfuhr in die spiralförmig verlaufende Spannut unbehindert verläuft, ohne daß der Querschnitt für den in Schneidrichtung vorauseilenden Unterstützungsabschnitt des Werkzeuggrundkörpers für die entsprechenden vorauseilenden Wendeschneidplatten zu klein wird.

Besonders gute Zerspanungsergebnisse werden erreicht, wenn die einzelnen Wendeschneidplatten Axialwinkel S p zwischen 2° und 8' und Radialwinkelzwischen -3 und +3° aufweisen, wobei die Seitenfreiwinkel 0( im eingebauten Zustand zwischen 2 und 5° 5 AT 001 180 Ul liegen sollen. Um eine nochmals verbesserte und problemlose Spanabfuhr aus den Spannuten zu erreichen, ist es vorteilhaft, die Wendeschneidplatten in ihrer Form entsprechenden Ausnehmungen an der Nutenflanke anzuordnen, sodaß keinerlei vorstehende Teile den ablaufenden Span behindern.

Daneben ist es wichtig, die Spanausbringung durch Kühlmittel-Rückfluß aus der Bohrung zu unterstützen, wobei es vorteilhaft ist, wenn die Kühlmittelzufuhr über innenliegende Kühlmittelkanäle erfolgt, die in unmittelbarer Nähe der einzelnen Wendeschneidplatten austreten, wobei insbesondere ein Kühlmittelkanal direkt auf die Hauptschneide der das Zentrum zerspanenden Wendeschneidplatte gerichtet ist.

Weiters ist es von Vorteil, wenn beim erfindungsgemäßen Bohr-Fräswerkzeug die einzelnen Spannuten in ungleichen Winkelabständen zueinander eingearbeitet sind, wodurch eine besonders weiche ratterfreie Zerspanung ermöglicht wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. 6 AT 001 180 Ul

Es zeigen

Figur 1 ein erfindungsgemäßes Bohr-Fräswerkzeug in Seitenansicht Figur 2 das Bohr-Fräswerkzeug nach Figur 1 in Stirnansicht Figur 3 das stirnseitige Ende des Bohr-Fräswerkzeuges gemäß Figur 1 in vergrößerter Ansicht.

Die Figuren 1 bis 2 zeigen ein erfindungsgemäßes Bohr-Fräswerkzeug mit vier spiralförmig in den Umfang des Fräskörpers -1- eingearbeiteten Spannuten -2-. In eine Flanke der Spannuten -2- sind jeweils taschenförmige Ausnehmungen zur formschlüssigen Aufnahme der Wendeschneidplatten -3,4,4',5-eingearbeitet. Die zentrumschneidende Wendeschneidplatte -5'-ist in einer Ausnehmung der Spannut -9- befestigt, die schräg in eine Spannut -2- einmündet. Die ausschließlich umfangsseitig schneidenden Wendeschneidplatten -3- sind als parallelogrammförmige positive Wendeschneidplatten ausgeführt, wobei die einzelnen Wendeschneidplatten -3- aufeinanderfolgender Spannuten -2- derart axial gegeneinander versetzt sind, daß unter geringfügiger Überlappung-der einzelnen Schneidkanten eine kontinuierliche und ununterbrochene Schneidlinie gebildet wird. Die Wendeschneidplatten -3- der restlichen zwei Spannuten -2-sind in gleicher Weise angeordnet, wobei die Wendeschneidplatten -3- von gegenüberliegenden Spannuten -2- jeweils in gleicher axialer Höhe angeordnet sind. Auf diese Art und Weise werden beim erfindungsgemäßen Bohr-Fräswerkzeug mit vier spiralförmigen Spannuten zwei durchgängige, jedoch unterbrochene Umfangsschneidlinien gebildet. Die Wendeschneidplatten -4,4'-von zwei gegenüberliegenden Spannuten -2-, die sowohl umfangsseitig als auch stirnseitig schneiden, sind als 7 AT 001 180 Ul

Rundplatten ausgeführt. Die stirnseitig schneidenden Wendeschneidplatten -4,4',5,5'- sind so versetzt zueinander angeordnet, daß die Schneidkanten aller Einsätze unter geringfügiger gegenseitiger Überlappung eine durchgängige, jedoch unterbrochene Schneidlinie bilden, die über die Längsachse A des Fräswerkzeuges -1- hinausreicht. Auf diese Art und Weise ist das erfindungsgemäße Werkzeug auch zum Bohren in das volle Material geeignet. Wie speziell aus der Figur 3 zu erkennen ist, liegt beim erfindungsgemäßen Bohr-Fräswerkzeug der tiefste Punkt -6- der gleichzeitig umfangsseitig und stirnseitig schneidenden Rundplatte -4- in Bohrrichtung gesehen tiefer als die tiefsten Punkte der Schneidkanten der restlichen stirnseitig schneidenden Wendeschneidplatten -4',5,5'-. Gleichzeitig ist der radial am weitesten außenliegende Punkt -7- der Schneidkante der gleichzeitig umfangsseitig und stirnseitig schneidenden Rundplatte -4'- gegenüber den radial am weitesten außenliegenden Punkten der Schneidkanten der restlichen umfangsseitig schneidenden Wendeschneidplatten -3,4- radial am weitesten seitlich angeordnet. Die stirnseitige, das Zentrum schneidende Wendeschneidplatte -5'- ist quadratförmig ausgeführt und schließt in Stirnansicht gesehen einen Winkelig von 35* mit der in gleicher Schneidrichtung nächstllegenden umfangsseitig schneidenden Wendeschneidplatte -3- ein. Mit diesen speziellen Anordnungen der stirnseitig und umfangsseitig schneidenden Wendeschneidplatten wird eine optimale Spanbildung und gute Abfuhr der Späne aus den Spannuten während der Zerspanung, selbst bei großen Bohrtiefen, gewährleistet. 8

Claims

AT 001 180 Ul n Sprüche 1. Bohr-Fräswerkzeug mit einem Fräsergrundkörper (1), in den umfangsseitig mehrere in bestimmten Winkelabständen angeordnete Spannuten (2) eingearbeitet sind, in denen in Axialrichtung überlappend schneidende Wendeschneidplatten (3,4,4') spiralförmig versetzt befestigt sind und der stirnseitig mehrere, in Radialrichtung überlappend schneidende Wendeschneidplatten (4,4',5,5') aufweist, von denen ein Teil (4,4') gleichzeitig auch umfangsseitig schneidet, wobei in Seitenansicht gesehen, der unterste schneidende Punkt der Schneidkante bei einer (4) der gleichzeitig stirnseitig und umfangsseitig schneidenden Wendeschneidplatten (4,4') die untersten schneidenden Punkte der restlichen stirnseitig schneidenden Wendeschneidplatten (4,5,5') überragt, dadurch gekennzeichnet, daß das Fräswerkeug (1) mindestens drei Spannuten (2) aufweist, daß die gleichzeitig umfangsseitig und stirnseitig schneidenden Wendeschneidplatten (4,4') als Rundplatten ausgeführt sind, wobei der Flugkreis des äußersten schneidenden Punktes (7) der Schneidkante einer Rundplatte (4') größer ist als diejenigen der übrigen Rundplatte(n) (4) als auch der restlichen umfangsseitig schneidenden Wendeschneidplatten (3) und daß die stirnseitige, das Zentrum zerspanende Wendeschneidplatte (5') in Stirnansicht gesehen, einen Winkel ψ zwischen 5' und 50° mit der in 9 AT 001 180 Ul gleicher Schneidrichtung nächstliegenden umfangsseitig schneidenden Wendeschneidplatte (3) einschließt.
2. Bohr-Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fräswerkzeug vier Spannuten (2) sowie stirnseitig vier in Radialrichtung überlappend schneidende Wendeschneidplatten (4,4',5,5') aufweist, von denen zwei (4,4') als Rundplatten ausgeführt sind, die in gegenüberliegenden Spannuten (2) angeordnet sind.
3. Bohr-Fräswerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel^ den die Wendeschneidplatte (5') die das Zentrum zerspant mit der in gleicher Schneidrichtung nächstliegenden umfangsseitig schneidenden Wendeschneidplatte (3) einschließt zwischen 30* und 50* beträgt.
4. Bohr-Fräswerkzeug nach einem der Ansrpüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Wendeschneidplatten (3,4,4',5,5') Axialwinkel^fp zwischen 2° und 8* und

Radialwinkel : zwischen -3* und +3° aufweisen
5. Bohr-Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendeschneidplatten (3,4,4'5,5') im eingebauten Zustand einen Seitenfreiwinkel zwischen 2 * und 5° aufweisen. 10 AT 001 180 Ul
6. Bohr—Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendeschneidplatten (3,4,4'5,5') in der Form der Wendeschneidplatten entsprechenden Ausnehmungen angeordnet sind.
7. Bohr-Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug innenliegende Kanäle zur Kühlmittelzufuhr aufweist, deren Austrittsöffnungen (8,8') in unmittelbarer Nähe der Wendeschneidplatten austreten und wobei eine Austrittsöffnung (8') auf die Hauptschneide der stirnseitigen, das Zentrum zerspanenden Wendeschneidplatte (5') gerichtet ist.
8. Bohr-Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Spannuten (2) in ungleichen Winkelabständen zueinander in den Fräsergrundkörper (1) eingearbeitet sind. 11