AT12539U1

AT12539U1 - Fräswerkzeug

Info

Publication number: AT12539U1
Application number: ATGM750/2010U
Authority: AT
Inventors: Laszlo Vilmanyi
Original assignee: Vilmanyi Gabor
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2010-12-06
Publication date: 2012-07-15
Also published as: FIU20100551U0; SK50782010U1; FI9221U1; WO2009147461A1; DE212009000076U1; RO201000069U2; CZ22318U1; SK5894Y1; KR20110003520U; RO201000069U3; JP3172438U; AT12539U8; RO201000069U8

Abstract

Das Ziel der Erfindung ist ein Fräswerkzeug mit einem Werkzeugkörper, einem Schaftabschnitt und Schneidkanten, die zum Bearbeiten eines Werkstücks angepasst sind, wobei die Schneidkanten am Werkzeugkörper angeordnet sind.Eckkanten (3) des Werkzeugs (S), welche am Schnittpunkt der Außen- (1) und Stirnkanten (2) gebildet sind, sind so angeordnet, dass die Eckkanten benachbarter Schneidkanten unterschiedliche geometrische Ausgestaltungen aufweisen.

Description

österreichisches Patentamt AT12 539U1 2012-07-15

Beschreibung

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Gegenstand der Erfindung ist ein Fräswerkzeug mit einem Werkzeugkörper, einem Schaftabschnitt und Schneidkanten, die zum Bearbeiten eines Werkstücks angepasst sind, wobei die Schneidkanten am Werkzeugkörper angeordnet sind.

STAND DER TECHNIK

[0002] Fräswerkzeuge sind Vorrichtungen, die allgemein in der Bearbeitungstechnologie zum Entfernen von Material von Werkstücken angewendet werden.

[0003] Fig. 1 zeigt die Funktion eines üblichen schaftartigen Fräswerkzeugs. Das Werkzeug dreht sich um seine eigene Achse mit einer Winkelgeschwindigkeit ω und bewegt sich auch mit einer Momentangeschwindigkeit v relativ zum Werkstück. Das Fräswerkzeug S hat Schneidkanten, die entweder parallel zur Symmetrieachse des Werkzeugs S oder entlang einer Schraubenlinie koaxial zur Symmetrieachse angeordnet sind. Diese Schneidkanten sind die Außenkanten 1 des Werkzeugs S. Der Neigungswinkel (der Winkel zwischen der Tangente der Kantenlinie und der Hauptachse des Werkzeugs) einer schraubenförmig angeordneten Kante kann sein: [0004] a./ konstant (Schraubenlinie mit konstanter Neigung) [0005] b./ variabel (Schraubenlinie mit variabler Neigung) [0006] Varianten von a./ und b.l können bei aktuellen Anwendungen auch auf verschiedene Weisen kombiniert werden.

[0007] Zum Beispiel haben im Fall eines Werkzeugs mit sechs Kanten Kantenpaare bestehend aus zugewandten Kanten mit den Nummern 1 und 4, 2 und 5 bzw. 3 und 6 konstante Neigungswinkel von 60° ,55° und 65°. Gemäß einer anderen möglichen Anwendung mit 6 Kanten haben zugewandte Kanten 1 und 4 einen konstanten Neigungswinkel von 60°, wogegen die Kanten 2 und 5 einen variablen Neigungswinkel haben, der linear von 65° auf 55° abnimmt.

[0008] An der Stirnseite des Werkzeugs angeordnete Schneidkanten sind die Stirnkanten 2 des Werkzeugs. Eckkanten des Werkzeugs S werden im Schnittpunkt der Außenkanten 1 und der Stirnkanten 2 gebildet. Übliche Ausgestaltungen von Eckkanten sind in den Figuren 3a-3d dargestellt.

[0009] Diese typischen Ausgestaltungen von Eckkanten sind die Folgenden: [0010] a./scharfe Eckkanten [0011] b./ einfach abgefaste Eckkanten [0012] c./ mehrfach abgefaste Eckkanten [0013] d./ abgerundete Eckkanten.

[0014] Eine gemeinsame Charakteristik von üblichen Ausgestaltungen von Eckkanten ist, dass alle Eckkanten 3 des Werkzeugs S eine identische geometrische Ausgestaltung (a./, b./, c./, d./) haben.

[0015] Betriebsparameter - wie Schnitttiefe, Schnittgeschwindigkeit, Vorschubrate - werden ebenso wie die betriebliche Lebensdauer des Werkzeugs stark von der geometrischen Ausgestaltung der Eckkanten beeinflusst.

[0016] Im Fall, dass das Werkzeug S keine spanbrechenden Nuten 4 an seinen Schneidkanten aufweist, entfernt jede Schneidkanten ein Spanelement mit einer Breite B und Dicke H, wie dies in Fig. 4a dargestellt ist.

[0017] Übliche Fräswerkzeuge S weisen häufig sogenannte spanbrechende Nuten 4 auf. Spanbrechende Nuten werden durch Bilden mehrfacher Nuten 4 mit einer Breite d an Schneid- 1 /8 österreichisches Patentamt AT12 539U1 2012-07-15 kanten des Werkzeugs so hergestellt, dass ein axialer Abstand L zwischen Nuten besteht und Nuten, die an benachbarten Kanten angeordnet sind, sind in axialer Richtung relativ zueinander um einen Abstand L/2 verschoben. Dadurch werden, wie dies in Fig. 4b dargestellt ist, von einzelnen Kanten entfernte Spanelemente eine maximale Breite L-d haben, was vorteilhaft ist, soweit die Verwendbarkeit und Arbeitsbelastung des Werkzeugs betroffen sind.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

[0018] Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fräswerkzeug zur Verfügung zu stellen, das eine längere Lebensdauer und bessere Verwendbarkeit (unter den gleichen Betriebsbedingungen) als auf übliche Weise ausgeführte Fräswerkzeuge hat und/oder für Bearbeitungsvorgänge geeignet ist, welche höheren technologischen Anforderungen entsprechen.

[0019] Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die Konfiguration der Eckkanten des Werkzeugs die Lebensdauer und andere technologische Parameter kritisch beeinflusst.

[0020] Das Fräswerkzeug gemäß der Erfindung hat einen Werkzeugkörper, einen Schaftabschnitt und Schneidkanten, die zum Bearbeiten eines Werkstücks angepasst sind, wobei die Schneidkanten am Werkzeugkörper oder an Einsatzplatten angeordnet sind, welche am Werkzeugkörper befestigt sind, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Eckkanten des Werkzeugs, welche am Schnittpunkt der Außen- und Stirnkanten gebildet sind, so angeordnet sind, dass die Eckkanten benachbarter Schneidkanten unterschiedliche geometrische Ausgestaltungen aufweisen.

[0021] Eine bevorzugte Ausführungsform des Fräswerkzeugs gemäß der Erfindung hat eine schaftartige oder scheibenartige Konfiguration.

[0022] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Fräswerkzeugs gemäß der Erfindung hat Schneideinsatzplatten, wobei die Eckkante jeder Einsatzplatte durch benachbarte Abschnitte mit einer unterschiedlichen geometrischen Ausgestaltung gebildet ist.

[0023] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Fräswerkzeugs gemäß der Erfindung hat eine solche geometrische Ausgestaltung, dass das Werkzeug eine gerade Anzahl (2, 4, ..., 2n) von Kanten hat, wobei die ungeraden Kanten (1,3, 2n-1) eine abgerundete Konfiguration haben und die geraden Kanten (2, 4,..., 2n) eine abgefaste Konfiguration aufweisen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0024] Eine Anwendung eines Fräswerkzeugs einer bekannten Art ebenso wie bevorzugte Ausführungsform eines Fräswerkzeugs der Erfindung werden im Detail mit Bezug auf die angeschlossenen Zeichnungen erläutert, wobei [0025] Fig. 1 ein übliches schaftartiges Fräswerkzeug einer bekannten Art in Betriebsposi tion zeigt, [0026] Fig. 2 die Kanten eines Fräswerkzeugs einer bekannten Art zeigt, [0027] Fig. 3a-3d bekannte Eckkantenkonfigurationen darstellen, [0028] Fig. 4a [0029] Fig. 4b eine Seitenansicht auf ein bekanntes Fräswerkzeug ohne spanbrechende Nuten zeigt, eine Seitenansicht auf ein bekanntes Fräswerkzeug mit spanbrechenden Nuten zeigt, [0030] Fig. 5 [0031] Fig. 6 [0032] Fig. 7 die schematische Ansicht auf einen Werkzeug gemäß der Erfindung zeigt, eine Ausführungsform des Fräswerkzeugs gemäß der Erfindung darstellt, das zum Erzeugen einer abgefasten Ecke angepasst ist, eine Ausführungsform des Fräswerkzeugs gemäß der Erfindung darstellt, das zum Erzeugen eine abgerundeten Ecke angepasst ist, 2/8

österreichisches Patentamt AT12 539U1 2012-07-15 [0033] Fig. 8 die Geometrie des Prozesses des Entfernens von Material durch das Fräs werkzeug von Fig. 6 darstellt, und [0034] Fig. 9 die Geometrie des Prozesses des Entfernens von Material durch das Fräs werkzeug von Fig. 7 zeigt.

BESTER WEG ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG

[0035] Die Fig. 1-4 stellen geometrische Ausgestaltungen von verschiedenen Fräswerkzeugen einer bekannten Art dar, welche oben in dem Abschnitt im Detail dargestellt wurden, der den Stand der Technik für Fräswerkzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung beschreibt.

[0036] Fig. 5 ist eine schematische Ansicht des schaftartigen Fräswerkzeugs gemäß der Erfindung, welche die Konfiguration der Außenkanten 1, Stirnkanten 2, Eckkanten 3 und der Nut 7 zum Entfernen der Späne zeigt.

[0037] Der Bereich des Werkzeugs S mit der höchsten Belastung ist die Eckkante 3.

[0038] Fig. 6 zeigt die Geometrie einer Eckkante 3, welche eine Ecke mit einer abgefasten Kante erzeugt, bei der die Stirnkanten 3 aus einem ersten Kantenabschnitt aus Schenkeln 9, 10 eines rechtwinkligen Dreiecks und einem anschließenden gebogenen Kantenabschnitt mit dem Radius R besteht.

[0039] Dabei wird die Kante im Wesentlichen in einem einzigen Schritt gebildet.

[0040] Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des Fräswerkzeugs gemäß der Erfindung, welche für das Herstellen abgerundeter Kantenabschnitte anwendbar ist. Hier besteht der erste Abschnitt der Stirnkante 3 des Werkzeugs aus einem Hypotenuseabschnitt 11, der die Schenkel 12, 13 eines rechtwinkligen Dreiecks mit dem Winkel α mit einem anschließenden gebogenen Abschnitt mit dem Radius R verbindet.

[0041] Das wesentliche Merkmal der Erfindung ist, dass die Spanbrechung an den Eckkanten 3 des Werkzeugs S durch die Konfiguration benachbarter Eckkanten 3 so erreicht wird, dass diese unterschiedliche geometrische Ausgestaltungen haben.

[0042] Fig. 8 zeigt Formen von Spanquerschnitten von Spänen, welche durch das Fräswerkzeug mit unterschiedlichen Geometrien von Eckkanten 3 an benachbarten Schneidkanten wie in Fig. 6 dargestellt geschnitten werden. Die Querschnitte sind als Funktion der Spandicke H in den Zeichnungen 1-4 gezeigt, da die Schneidkante mit einer abgefasten Eckkantengeometrie auf einen Flächenabschnitt folgt, der von einer Schneidkante mit einer abgerundeten Eckkantengeometrie hergestellt wurde.

[0043] Fig. 9 zeigt Formen von Spanquerschnitten von Spänen, welche durch das Fräswerkzeug mit unterschiedlichen Geometrien von Eckkanten 3 an benachbarten Schneidkanten wie in Fig. 7 dargestellt geschnitten werden. Die Querschnitte sind als Funktion der Spandicke H in den Zeichnungen 1-4 gezeigt, da die Schneidkante mit einer abgerundeten Eckkantengeometrie auf einen Flächenabschnitt folgt, der von einer Schneidkante mit einer abgefasten Eckkantengeometrie hergestellt wurde.

[0044] Eckkanten 3 des Fräswerkzeugs gemäß der Erfindung können geometrische Ausgestaltungen haben, welche sich von der beschriebenen Geometrie unterscheiden, vorausgesetzt, dass benachbarte Schneidkanten unterschiedliche - wie abgerundete oder mehrfach abgefaste Eckkanten haben. Abgefaste Abschnitte können Formen haben, welche durch parabolische oder andere Funktionen beschrieben werden.

[0045] Ebenso kann durch Anwendung von Eckkanten mit anderen geometrischen Ausgestaltungen ein einstufiges Planfräsen ausgeführt werden, um eine Bearbeitungsfläche guter Qualität zu schaffen, welche eine Nachbearbeitung nicht erfordert. 3/8

Claims

österreichisches Patentamt AT12 539U1 2012-07-15 BEZUGSZEICHENLISTE S Werkzeug M Werkstück v Momentangeschwindigkeit ω Winkelgeschwindigkeit 1 Außenkante 2 Stirnkante 3 Eckkante 4 Nut 5 Schaftabschnitt 6 Außenfläche 7 Nut 8 Schenkel 9 Schenkel 10 Schenkel 11 Hypotenuse 12 Schenkel 13 Schenkel 14 Spanbreite H Spandicke d Nutbreite L axialer Nutabstand α Neigungswinkel Ansprüche 1. Fräswerkzeug mit einem Werkzeugkörper, einem Schaftabschnitt (5) und Schneidkanten (1, 2, 3), die zum Bearbeiten eines Werkstücks (M) angepasst sind, wobei die Schneidkanten (1, 2, 3) am Werkzeugkörper oder an Einsatzplatten angeordnet sind, welche am Werkzeugkörper befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Eckkanten (3) des Werkzeugs (S), welche am Schnittpunkt der Außen- (1) und Stirnkanten (2) gebildet sind, so angeordnet sind, dass die Eckkanten (3) benachbarter Schneidkanten unterschiedliche geometrische Ausgestaltungen aufweisen.
2. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine schaftartige oder scheibenartige Konfiguration aufweist.
3. Fräswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es Schneideinsatzplatten aufweist, wobei die Eckkante jeder Einsatzplatte durch benachbarte Abschnitte mit einer unterschiedlichen geometrischen Ausgestaltung gebildet ist.
4. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass es eine solche geometrische Ausgestaltung aufweist, dass das Werkzeug eine gerade Anzahl (2, 4, ..., 2n) von Kanten hat, wobei die ungeraden Kanten (1, 3, 2n-1) eine abgerundete Konfiguration haben und die geraden Kanten (2, 4, ..., 2n) eine abgefaste Konfiguration aufweisen.
5. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (S) eine solche geometrische Ausgestaltung aufweist, dass die Kantenradien R zwischen 0,5-5 mm und die Kantenneigungswinkel α zwischen 15-75° sind. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 4/8