Fräswerkzeug Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug mit mindestens zwei an einer gemeinsamen Welle angeordneten Fräsern, wel che je einen Fräskopf mit darin eingesetzten, sich praktisch parallel zur Drehachse erstreckenden Schneidelementen aufweist.
Derartige Fräswerkzeuge zum Planen und Fräsen eines Werkstückes sind bekannt, wobei die Fräswerkzeuge norma lerweise so ausgebildet sind, dass jedes Schneidelement sich längs der Gesamtlänge des Fräswerkzeugs erstreckt, welche gleich oder grösser ist als die Breite des zu bearbeitenden Werkstücks. Herkömmliche Fräswerkzeuge haben verschie dene Nachteile, welche unter anderem auf das umständliche Einsetzen und Festlegen der einzelnen Schneidelemente zu rückzuführen sind. Dabei ist die Überprüfung, ob die Schneid kanten aller Schneidelemente in derselben Zylinderfläche lie gen und somit, ob alle Schneidelemente gleichermassen zur Bearbeitung des Werkstücks beitragen, besonders zeitraubend und fordert einen hohen Genauigkeitsgrad.
Die Einstellung der Schneidelemente und die Prüfmessungen müssen nach jedem Austausch eines Schneidelementes wiederholt werden. Ausserdem muss bei einer nur geringfügigen Beschädigung eines Schneidelementes, die z. B. durch einen Nagel verur sacht wird, das ganze Schneidelement von einer dem Fräs- werkzeug entsprechenden Länge ausgetauscht oder nachge schliffen werden. Danach muss der beschriebene umständ liche Einstellvorgang mit Prüfmessungen wiederholt werden. Ferner üben bekannte Fräswerkzeuge eine starke Aufprall- oder Schlagwirkung auf das Werkstück deshalb aus, weil sich der Eingriff des Schneidelementes in das Werkstück über die Gesamtlänge des Fräsers erstreckt.
Zur Beseitigung der oben erwähnten Nachteile wurde vor geschlagen, das Fräswerkzeug und/oder die Schneidelemente in Abschnitte mit begrenzter Ausdehnung in Richtung der Drehachse zu unterteilen. Dann muss nur dasjenige Schneid element ausgetauscht werden, welches sich im beschädigten Abschnitt befindet. Ferner wurde vorgeschlagen, die einzel nen Abschnitte in Umfangsrichtung des Fräswerkzeugs derart anzuordnen, dass der Eingriff zwisschen einem Schneidele ment und dem Werkstück nicht gleichzeitig über die Gesamt länge des Fräswerkzeugs erfolgt. Bei derartigen Fräswerk- zeugen wird aber beim Einstellen und Festlegen der Schneid elemente ein sehr hohes Mass an Genauigkeit verlangt, damit die Schneidelemente untereinander und in bezug auf das Fräs- werkzeug die richtige Stellung einnehmen.
Wenn das nicht zu trifft, wird die bearbeitete Oberfläche des Werkstücks nicht vollkommen eben, sondern sie weist Vertiefungen und Erhö hungen auf, welche von den unterschiedlichen Eingriffstiefen der einzelnen Schneidelemente herrühren.
Herkömmliche Verfahren zum Einstellen und Festlegen der Schneidelemente in Fräswerkzeugen erfüllen nicht die hohen Anforderungen an die Genauigkeit der Schneidele mentehalterung. Aus diesem Grund haben die aus mehreren Fräsern zusammengesetzten Fräswerkzeuge keine nennens werte praktische Bedeutung gefunden.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Fräswerk- zeugs mit eingesetzten Schneidelementen, das nicht mit den Nachteilen bestehender Ausführungen behaftet ist.
Das erfindungsgemässe Fräswerkzeug der eingangs ge nannten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang des Fräskopfes, zwischen den Schneidelementen, herausgearbei tete Aussparungen vorgesehen sind, welche das Einsetzen und das Entfernen der Schneidelemente von benachbarten Fräsern in einer zur Welle praktisch parallel verlaufenden Richtung ermöglicht.
Zweckmässigerweise weist jeder Fräskopf in der Nähe des Umfanges mindestens zwei Widerlager auf, welche einen zur Aufnahme des Schneidelementes dienenden Raum begrenzen und jedes Schneidelement vorzugsweise in der Nähe seiner Schneidkante zwischen diesen Widerlagern gehalten ist.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungs- gemässen Fräswerkzeugs anhand der Zeichnung näher er läutert. Es stellen dar: Fig. 1 eine Seitenansicht des Fräswerkzeugs, Fig. 2 eine Endansicht eines im Fräswerkzeug nach Fig. 1 verwendeten Fräsers und Fig. 3 einen vergrösserten Teilausschnitt des in Fig. 2 dar gestellten Fräsers, teilweise im Schnitt.
Das Fräswerkzeug nach Fig. 1 ist an einer axial durch gehenden Welle 1 angeordnet, welche von einem nicht ge zeigten Antrieb angetrieben wird. Die Welle 1 trägt eine An- zahl Fräser 3, 3a, 3b, 3c usw., welche je einen Fräskopf 5 mit einer mittigen Bohrung 7 aufweist. Der Fräskopf 5 kann aus Stahl oder einem anderen geeigneten Material sein. Der Frä ser 3, 3a, 3b, 3c usw. besitzt ferner an seinem Umfang Mittel zur Aufnahme und zum Festlegen von Schneidelementen 23, was in der Folge näher beschrieben wird. Die Bohrung 7 der Fräsköpfe 5 hat eine genaue Passung mit der Welle 1.
Die Fräser werden gegen Drehung um die Welle 1 mittels eines an einem Wellenende angeordneten Widerlagers 4 und einer am gegenüberliegenden Ende der Welle aufgeschraubten, nicht gezeigten Mutter festgehalten. Der durch das Fest schrauben der Mutter zwischen den Fräsern erzeugte Klemm druck genügt, um zu verhindern, dass sich die Fräser um die Welle 1 drehen.
In der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform hat jeder Fräser drei gleichmässig an seinem Umfang verteilte Schneid elemente 23, deren Anzahl sonst beliebig wählbar ist. Der senkrecht zur Richtung der Welle 1 gelegte Querschnitt der Schneidelemente 23 hat die Form eines Kreissegmentes, wo bei die gekrümmte Fläche des Schneidelementes 23 kreis- zylinderförmig ist. Die Schneidelemente 23 sind mit einer äusseren Arbeitskante 25 und einer gleich ausgebildeten inne ren Kante 25a versehen und ist somit umkehrbar.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass benachbarte Fräser 5 in ver schiedenen Winkelstellungen um die Welle 1 angeordnet sind, wobei der Winkelunterschied zwischen den Stellungen der verschiedenen Fräser so getroffen ist, dass die Schneidele mente 23 zusammen eine oder mehrere abgestufte schrauben förmige Linien bilden. Ein Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass jeweils nur eines oder wenige der Schneidelemente gleichzeitig mit dem Werkstück in Berührung kommen. Da durch werden die beim Zusammenstossen zwischen den Schneidelementen 23 und dem Werkstück auftretenden Auf prall- oder Schlagwirkungen und folglich die Arbeitsschwin gungen des Fräswerkzeugs auf ein Minimum herabgesetzt.
Bei bekannten Fräswerkzeugen mit Schneidelementen, die sich parallel zur Achse des Fräsers und über die Gesamtlänge des Fräswerkzeugs erstrecken, verursachen solche Schwingun gen gewöhnlich ein starkes Geräusch und vermindern die Be arbeitungsgenauigkeit.
Um die Winkelstellung der einzelnen Fräser rasch und ge nau bestimmen zu können, werden sie an einer Seitenfläche mit einem nicht gezeigten Vorsprung versehen, der in eine entsprechende Aussparung in der gegenüberliegenden Seiten fläche eines benachbarten Fräsers eingreift.
Aus Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, dass der Fräskopf 5 in der Nähe seines Umfangs mit Bohrungen 9 für jedes Schneidele ment 23 versehen ist, welche sich über die Gesamtlänge des Fräskopfes 5 erstrecken. Dadurch entsteht in der Bohrung 9 eine kreiszylindrische Fläche, welche einen Sitz 11 für das Schneidelement 23 bildet und denselben Krümmungsradius wie die Zylinderfläche des Schneidelementes besitzt. Ein zum Fräskopf 5 gehörender Abschnitt, der zwischen der Umfangs fläche 16 des Fräskopfes 5 und einem nahe am Umfang des Fräskopfes gelegenen Teil des Sitzes 11 liegt bzw. von diesem begrenzt wird, dient als Widerlager 15 zur Festlegung des Schneidelementes 23. Ein zweites Widerlager 21 wird von einer Stütze 19 gebildet, welche starr am Fräskopf 5 befestigt ist und zweckmässig als Spanbrecher dient.
Zwischen den fest stehenden, weder verstellbaren noch elastischen Widerlagern 15 und 21 befindet sich ein Raum 17, der in einer Schnitt ebene senkrecht zur Achse des Fräskopfes gesehen, keilför mig ausgebildet ist und sich vom Fräskopf 5 weg nach aussen zu verengt. Zwecks Festlegung des Schneidelementes 23 wird dessen äusserer Abschnitt nahe seiner Schneidkante 25 zwi schen die Widerlager 15 und 21 eingefügt und mit diesen in Eingriff gebracht bzw. zwischen diesen festgeklemmt. Die Stütze 19 weist im wesentlichen die gleiche axiale Länge auf wie der Fräskopf 5.
Aus obigen Angaben ist ersichtlich, dass das Schneidele ment 23 so nahe wie möglich an seine Schneidkante 25, zwi schen zwei starren Widerlagern festgelegt ist. Damit ist die Schneidkante 25 genau in einer Stellung festgelegt, die von den normalen Fertigungstoleranzen des Schneidelementes praktisch unabhängig ist. Diese Toleranzen haben nur auf die Stellung der inneren Kante 25a einen nennenswerten Einfluss, nicht aber auf die Schneidkante 25, da der Abstand zwischen der Schneidkante 25 und den Widerlagern 15 und 21 im Ver gleich zur grössten Abmessung des Querschnitts des Schneid elementes klein ist, z. B. nicht grösser als ein Drittel dieser grössten Abmessung. In der gezeigten Ausführungsform ist die grösste Abmessung der Abstand zwischen den Kanten 25 und 25a.
Um das Schneidelement 23 gegen die Widerlager 15 und 21 zu drücken, ist ein Gewindestück 29 vorgesehen, das in einer Längsaussparung 27 mit rechteckigem Querschnitt im Fräskopf angeordnet ist. Das Gewindestück 29 besitzt einen vorspringenden Rand 31, der an der ebenen Fläche des Schneidelementes 23 in kurzem Abstand von der inneren Kante 25a angreift. Eine Schraube 33 erstreckt sich durch eine Bohrung 35 im Fräskopf 5 und durch das Gewinde im Gewindestück 29. Der Schraubenkopf 43 befindet sich in einer Aussparung 39 im Fräskopf, und zwischen dieser Aus sparung und der Bohrung 35 befindet sich eine Schulter, an der der Schraubenkopf beim Festziehen der Schraube anliegt. Beim Anziehen der Schraube greift der Rand 31 am Schneid element 23 derart an, dass dieses um die Achse bzw. Mittel linie 45 der Bohrung 9 gedreht wird, während es in den Sitz 11 gleitet.
Die Drehbewegung des Schneidelementes 23 wird so lange fortgesetzt, bis der an der Schneidkante 25 angren zende Abschnitt des Schneidelementes zwischen den Wider lagern 15 und 21 festgeklemmt ist.
Das Einführen bzw. das Entfernen des Schneidelementes 23 erfolgt dadurch, dass das Schneidelement in der Achsrich tung des Fräskopfes 5 verschoben wird. Um diese Verschie bung in einem aus mehreren Schneideinheiten bestehenden, in Fig. 1 gezeigten Fräswerkzeug zu ermöglichen, ist jeder Fräskopf 5 an seinem Umfang mit Aussparungen 8 versehen. In zusammengesetzten Fräswerkzeugen liegt jede Aussparung 8 eines Fräskopfes einem Schneidelement von mindestens einem der benachbarten Fräserkörper gegenüber. Die be schriebenen Fräsköpfe 5 mit Aussparungen 8 können auch in Fräswerkzeugen verwendet werden, in welchen die Schneid elemente 23 mit anderen Mitteln, als die in der Zeichnung gezeigten, fest mit dem Fräskopf 5 verbunden mit Widerla gern 15 und 21, befestigt sind.
Andere Lösungen bezüglich des Einsetzens und des Entfernens der Schneidelemente sind aber naturgemäss kostspieliger, komplizierter und zeitrauben der.
Zum Entfernen des Schneidelementes wird das Gewinde stück 29 mittels der Schraube 33 in Richtung vom Schneid element 23 weg etwas weiter verschoben, als es nötig ist, um das Schneidelement mit der Hand in der Längsrichtung zu verschieben. Dadurch wird die Herausnahme des Schneidele mentes insofern erleichtert, als zusätzlicher Platz für eine Winkelbewegung des Schneidelementes am Ende des Abstan des des Schneidelementes geschaffen wird.
Somit kann das Schneidelement auch dann entfernt werden, wenn dessen Axiallänge etwas grösser ia als diejenige des Fräskopfes. Das ist wichtig, da eine gewisse axiale Überlappung zwischen den Schneidelementen von benachbarten Fräsköpfen erwünscht ist, um sicherzustellen, dass an der Grenzlinie zwischen zwei benachbarten Schneideinheiten keine unbearbeiteten Werk stückabschnitte übrig bleiben.
In Fig. 3 ist eine Ebene 47 angedeutet, welche die Dreh- achse bzw. die Mittellinie 6 des Fräskopfes 5 und die Mittel linie 45 der zylindrischen Fläche des Sitzes 11 für das Schneid element enthält, wobei ferner die Mittellinie 45 und die Schneidkante 25 in einer Ebene 49 liegen. Die Ebenen 47 und 49 schneiden sich unter einem Winkel a, welcher derart klein ist, dass eine geringfügige Drehbewegung des Schneid elementes 23 in seinem Sitz 11 um die Mittellinie 45 zwischen den Widerlagern 15 und 21 nur zu einer sehr kleinen, ver- nachlässigbaren radialen Bewegung der Schneidkante 25 be züglich des Fräskopfes führt.
Diese vernachlässigbare Bewe gung hat den Vorteil, dass die geringen, aber unvermeidbaren Abweichungen in den Abmessungen der einzelnen Schneid elemente 23 auf die Arbeitstiefen der Schneidelemente ohne Einfluss bleiben, wenn das Schneidelement zwischen den Wi derlagern 15 und 21 festgelegt ist. Das trifft umsomehr zu, als die Festlegung der Schneidelemente an dem nahe der Arbeits kante gelegenen Abschnitt dieser Elemente zwischen zwei starren Widerlagern schon ein hohes Mass an Genauigkeit in bezug auf die Stellung der Schneidkante 25 ermöglicht.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte und beschrie bene Ausführungsform beschränkt, welche auf verschiedene Art abgeändert werden kann. Eine derartige Änderung be steht z. B. darin, dass der Fräskopf statt aus einem, aus meh reren Teilen bestehen kann, von denen jeder ein oder mehrere Schneidelemente trägt.