DD159407A1 - KNIFE HEAD WITH SLIP AND SLICED CUTTING - Google Patents

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DD159407A1 DD23060581A DD23060581A DD159407A1 DD 159407 A1 DD159407 A1 DD 159407A1 DD 23060581 A DD23060581 A DD 23060581A DD 23060581 A DD23060581 A DD 23060581A DD 159407 A1 DD159407 A1 DD 159407A1
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DD23060581A
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Dieter Foerster
Wolfgang Lesch
Steffen Roelig
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Dieter Foerster
Wolfgang Lesch
Steffen Roelig
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Abstract

Messerkopf mit Schrupp- und Schlichtschneiden, die innerhalb eines Arbeitsganges gemeinsam an der Zerspanung teilnehmen. Ziel ist, die Voraussetzungen fuer den Einsatz von Schneidkeramik fuer das gleichzeitige Schrupp- und Schlichtfraesen mit Messerkoepfen zu verbessern. Die Aufgabe besteht darin, den Messerkopf so zu gestalten, dass die von der Maschine ausgehenden Schwingungen oder Druckbelastungen im wesentlichen von den Schruppschneiden ferngehalten werden und gleichzeitig die Anordnung der Schlichtschneiden so erfolgt, dass die durch den Einsatz von Schneidkeramik moeglichen Vorschubgeschwindigkeiten in vollem Umfang realisierbar sind. Erfindungsgemaess sind Schruppschneiden aus Schneidkeramik gleichzeitig als Schlichtschneiden ausgebildete und aus Hartmetall bestehende Abstuetzelemente zugeordnet, wobei die Anordnung der Abstuetzelemente auf der Stirnseite des Messerkopfgrundkoerpers und auf einem Flugkreis erfolgt, in dessen Radius das optimale Verhaeltnis der Schnittgeschwindigkeiten von Schneidkeramik-Schruppen zu Hartmetall-Schlichten eingeht.Cutterhead with roughing and finishing blades, which participate in the machining process in one go. The aim is to improve the conditions for the use of cutting ceramics for simultaneous roughing and finishing with knife heads. The task is to design the cutter head so that the vibrations or compressive loads emanating from the machine are substantially kept away from the roughing cutters and at the same time the arrangement of the finishing cutters is carried out in such a way that the feed rates that are possible with the use of cutting ceramics are fully achievable , The arrangement of Abuetzelemente on the front side of the Messerkopfgrundkoerpers and on a circle takes place in the radius of the optimal ratio of the cutting speeds of cutting ceramic roughing to cemented carbide finishing enters.

Description

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Titel der ErfindungTitle of the invention

Messerkopf rait Schrupp- und SchlichtschneidenKnife head makes roughing and finishing cutting

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Messerkopf mit Schrupp- und Schlichtschneiden, die innerhalb eines Arbeitsganges gemeinsam an der Zerspanung teilnehmen»The invention relates to a knife head with roughing and finishing cutting, which participate in the machining together within a single operation »

Das Anwendungsgebiet sind Messerköpfe für das gleichzeitige Schrupp- und Schlichtfräsen unter Anwendung von Schneidkeramik,The field of application are cutterheads for simultaneous roughing and finish milling using cutting ceramics,

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Die verbesserten Eigenschaften der Schneidkeramik erlauben es, deren ursprünglich in der Hauptsache auf die Feinbearbeitung beschränktes Einsatzgebiet in zunehmendem Maße auch auf das Mehrzahnfräsen unter Schrupp- und Schlichtbedingungen auszudehnen (DE-Zeitschrift Werkstatt und Betrieb 113 (1980) 9, S. 630)» Eine nach wie vor relativ hohe Empfindlichkeit der Schnoidkeramik gegen Schwingungen und Druckbelastungen stellt jedoch an die Messerköpfe und Steifigkeit der Fräsmaschinen sehr hohe Anforderungen. Die besonders beim Schruppfräsen infolge unzureichender Maschinensteife auftretenden und auf die Keramikschneiden übertragenen Schwingungen sowie Druckspannungen, letztere werden durch das elastische Rückfedern von während des Zerspanungsprozesses auffedernden Maschinenbaugruppen erzeugt, führen zu Schneidenabbröckelungen und damit zum vorzeitigen Verschleiß der bekannten Messerköpfe (DE-Zeitschrift Werkstatt und Betrieb 113 (1980) 3, S. 166-163). Eine Lösung dieses Problems wird im allgemeinen darin gesehen,The improved properties of the cutting ceramic allow it to extend their originally limited mainly in the field of fine machining area increasingly to the Mehrzahnfräsen under roughing and finishing conditions (DE journal workshop and operation 113 (1980) 9, p. 630) »A However, still relatively high sensitivity of the Schnoidkeramik against vibrations and pressure loads places very high demands on the cutterheads and rigidity of the milling machines. The particularly occurring during roughing due to insufficient machine stiffness and transmitted to the ceramic cutting vibrations and compressive stresses, the latter are generated by the elastic spring back of auffedernden during the machining process machine assemblies, lead to Schneidabbröckelungen and thus premature wear of the known cutter heads (DE magazine workshop and operation 113th (1980) 3, pp. 166-163). One solution to this problem is generally seen in

durch entsprechend umfangreiche konstruktive Maßnahmen die Steifigkeit der Fräsmaschinen beträchtlich zu erhöhen. Diese im wesentlichen Neu- und Weiterentwicklungen vorbehaltenen und sich zumeist nur auf spezielle Anwendungsfälle orientierenden Maßnahmen haben jedoch aus der Sicht einer breiteren Anwendung der Schneidkeramik den Nachteil, daß Fräsmaschinen der üblichen Bauweise nach wie vor nur sehr bedingt für das Mehrzahnfräsen unter Schrupp- und Schlichtbedingungen einsetzbar sind, da die bekannten Messerköpfe den Belastungen nicht in ausreichendem Maße standhalten.by correspondingly extensive design measures to increase the rigidity of the milling machines considerably. However, these essentially new and further developments reserved and mostly oriented only to special applications measures have the disadvantage that milling machines of the usual construction still only very conditionally applicable for multi-tooth milling under roughing and finishing conditions from the perspective of a wider application of cutting ceramics are because the known cutterheads can not withstand the loads sufficiently.

Es ist deshalb notwendig, eine Verbesserung der Messerköpfe dahingehend anzustreben," daß von der Fräsmaschine ausgehende und auf das Werkzeug übertragene Schwingungen oder Druckbelastungen im wesentlichen ohne Einfluß auf die Keramikschneiden bleiben.It is therefore necessary to seek an improvement in the cutter heads to the effect that "oscillations or compressive loads emanating from the milling machine and transmitted to the tool remain essentially without influence on the ceramic blades.

Bekannt sind Schneidwerkzeuge, bei denen die beim Zerspanen an den Werkzeugschneiden auftretenden Schwingungen dadurch reduziert werden, daß den einzelnen Schneiden schwingungsdämpfende technische Mittel zugeordnet sind.Cutting tools are known in which the vibrations occurring during machining on the tool cutting edges are reduced by the fact that the individual cutting edges are assigned with vibration-damping technical means.

So werden die Messer von Messerköpfen zur Bearbeitung von Holz oder Kunststoff gegen Auflagen aus schwingungsdämpfenden Material geklemmt (DE-AS 2405507) oder aber in aus einem derartigen Material bestehenden Halterungen aufgenommen (DE-AS 24 62 170).Thus, the knives are clamped by cutter heads for processing wood or plastic against conditions of vibration damping material (DE-AS 2405507) or included in existing from such a material mounts (DE-AS 24 62 170).

Auch bei Drehwerkzeugen ist die Auflage des Schneidelementes auf eine vibrationsdämpfende Unterlage, die beispielsweise durch ein dünnes Metallblech gebildet wird, bekannt (DE-OS 1810 455).Even with turning tools, the support of the cutting element on a vibration-damping pad, which is formed for example by a thin sheet metal, known (DE-OS 1810 455).

Schließlich ist ein Schneidwerkzeug bekannt, dessen aus Keramik bestehendes Schneidstück einen im Vergleich zum Schneidbereich weicheren inneren Bereich aufweist, der seinerseits mit einem Werkzeuggrundkörper noch geringerer Härte in Kontakt steht (DE-OS 24 06 840). Die zwischen den einzelnen Abschnitten unterschiedlicher Härte und Elastizität entstehenden Obergangsbereiche sollen eine Dämpfung der IVerkzeugvibrationen und / oder von Erschütterungen bewirken.Finally, a cutting tool is known whose existing ceramic cutting piece has a softer compared to the cutting area inner region, which in turn is even lower hardness in contact with a tool body (DE-OS 24 06 840). The transition areas arising between the individual sections of different hardness and elasticity are intended to bring about damping of the tool vibrations and / or shaking.

Die Zuordnung von schwingungsdämpfenden technischen Mitteln zu jeder einzelnen Schneide, macht diese Lösungen aus der Sicht ihrer Anwendung für Messerköpfe zum gleichzeitigen Schrupp- undThe assignment of vibration-damping technical means to each individual cutting edge, makes these solutions from the point of view of their application for cutter heads for simultaneous roughing and

Schlicht fräsen sehr aufwendig. Darüber hinaus entsprechen oie hinsichtlich der Schneidenbefestigung und / oder -gestaltung nicht den Anforderungen, wie sie an diese Messerköpfe gestellt werden, da sie entweder zur Instabilität des Werkzeuges führen oder den Einsatz von Wendeschneidplatten verhindern beziehungsweise zumindest erschweren·Simple milling is very expensive. Moreover, with regard to the blade attachment and / or design, they do not meet the requirements placed on these cutter heads, since they either lead to instability of the tool or prevent or at least complicate the use of indexable inserts.

Bei Messerköpfen mit gleichzeitig an der Zerspanung teilnehmenden Schrupp- und Schlichtschneiden ist es bekannt, jeder Schrupp- eine Schlichtschneide zuzuordnen (DE-AS 1 962 041) oder aber zwischen zwei benachbarten Schruppschneiden eine Schlichtschneide anzuordnen (DD 136585, DE-OS 1502096). Diese Messerköpfe sind ausschließlich für den Einsatz von Hartmetall konzipiert· Für Schneidkeramik sind sie nicht geeignet, da auf das Werkzeug einwirkende Schwingungen oder Druckbelastungen voll auf die Schneiden übertragen werden und zu deren vorzeitigen Verschleiß oder Bruch führen können. Oes weiteren bietet die Anordnung der Schrupp- und Schlichtschneiden auf nahezu gleichgroßen Flugkreisen nicht die Möglichkeit, eine der jeweiligen Schneidenart angepaßte optimale Schneidengeometrie zu realisieren. Dadurch ergeben sich entweder für die Schrupp- oder Schlichtschneiden ungünstigere SpanjAingsverhältnisse. Das ist aus der Sicht des Einsatzes von Schneidkeramik ebenso von Nachteil, wie die Anordnung von Schlichtschneiden zwischen den Schruppschneiden, da sich damit zwangsläufig die Anzahl jeder Schneidenart verringert, wodurch die maximal mögliche Vorschubgeschwindigkeit erheblich reduziert wird, was wiederum zu einer Erhöhung der Grundzeit führt.In cutter heads with simultaneously participating in the cutting roughing and finishing cutting, it is known, each Schrupp- assign a finishing blade (DE-AS 1 962 041) or between two adjacent roughing cutters to arrange a finishing blade (DD 136585, DE-OS 1502096). These cutterheads are designed exclusively for the use of tungsten carbide · They are not suitable for cutting ceramics since vibrations or pressure loads acting on the tool are transferred fully to the cutting edges and can lead to their premature wear or breakage. Oes further provides the arrangement of roughing and finishing cutting on almost the same size flight circles not the ability to realize an appropriate cutting edge geometry adapted cutting edge geometry. This results in either unfavorable SpanjAingsverhältnisse for roughing or finishing cutting. This is from the point of view of the use of cutting ceramics as well as the disadvantage of the arrangement of finishing cutting between roughing, as thus inevitably reduces the number of each type of cutting, whereby the maximum possible feed rate is significantly reduced, which in turn leads to an increase in the basic time.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung ist es, den effektiven Einsatz von Schneidkeramik für das gleichzeitige Schrupp- und Schlichtfräsen mit Messerköpfen zu ermöglichen.The aim of the invention is to enable the effective use of cutting ceramics for the simultaneous roughing and finish milling with cutter heads.

Wecen der Erfindung Wec en the invention

Die technischen Ursachen der genannten Mängel sind bei den bekannten Schneidwerkzeugen im wesentlichen die Art und Anordnung der schwingungsdämpfenden technischen Mittel beziehungsweise bei den Messerköpfen zum gleichzeitigen Schrupp- und Schlicht-The technical causes of the above defects are in the known cutting tools essentially the type and arrangement of the vibration-damping technical means or in the cutter heads for simultaneous roughing and finishing

fräsen die fehlenden Möglichkeiten der Sicherung der Schruppschneiden vor den Auswirkungen von Schwingungen und Druckbelastungen in Verbindung mit einer spanungstechnisch ungünstigen Zuordnung der Schlicht- zu den Schruppschneiden.Milling the missing possibilities of securing the roughing cutters from the effects of vibrations and pressure loads in connection with a technically unfavorable assignment of the finishing and roughing edges.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Messerkopf mit Schrupp- und Schlichtschneiden, die innerhalb eines Arbeitsganges gemeinsam an der Zerspanung teilnehmen; zu schaffen, bei dem die von der "Maschine ausgehenden Schwingungen oder Druckbelastungen im wesentlichen von den Schruppschneiden ferngehalten werden und gleichzeitig die Anordnung der Schlichtschneiden so erfolgt, daß die durch den Einsatz von Schneidkeramik möglichen Vorschubgeschwindigkeiten in vollem Umfang realisierbar sind.The object of the invention is a cutter head with roughing and finishing cutting, which participate in the machining together within a single operation; to create, in which the outgoing of the "machine vibrations or compressive loads are kept substantially from the roughing cutters and at the same time the arrangement of the finishing cutting done so that the possible through the use of cutting ceramics feed rates are fully feasible.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Schruppschneiden aus Schneidkeramik gleichzeitig als Schlichtschneiden ausgebildete und aus Hartmetall bestehende Abstützelemente zugeordnet sind, wobei die Anordnung der Abstützelemente auf der Stirnseite des Messerkopfgrundkörpers und auf einem Flugkreis erfolgt, in dessen Radius das optimale Verhältnis der Schnittgeschwindigkeiten von Schneidkeramik-Schruppen zu Hartmetall-Schlichten eingeht«According to the invention the object is achieved in that Schruppschneiden cutting ceramic are simultaneously formed as finishing cutting and consisting of hard metal supporting elements, wherein the arrangement of the supporting elements on the front side of the cutter head body and on a circle takes place in the radius of the optimal ratio of cutting speeds of cutting ceramic Roughing to carbide finishing «

Haben die Schruppschneiden die volle Schnittbreite erreicht, befinden sich auch die schlichtenden Abstützelemente im Schnitt. Damit werden die erst ab diesem Zeitpunkt voll wirksamen Schwingungen oder Druckbelastungen von den aus Hartmetall bestehenden Abstützelementen aufgenommen, die diesen Belastungen weitaus besser standhalten, als die eine geringere Zähigkeit aufweisenden Schruppschneiden aus Schneidkeramik.If the roughing cutters have reached the full cutting width, the sizing supporting elements are also in section. Thus, the only fully effective from this point in time vibrations or compressive loads are taken up by the hard metal existing support elements that withstand much better these loads, as the lower toughness having cutting blades of cutting ceramic.

Ausführungsbeispie IExemplary embodiment I

Die Erfindung wird nachstehend an einem bevorzugtem Ausführungs· beispiel näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung:The invention will be explained in more detail below using a preferred embodiment. In the accompanying drawing show in a schematic representation:

Fig. 1 : eine Draufsicht des Messerkopfes, Fig. 2 : einen Schnitt A-A nach Fig. 1.1: a plan view of the cutter head, Fig. 2: a section A-A of FIG. 1st

Auf dem Umfang eines Messerkopfgrundkörpers 1 sind in bekannter Weise Schruppschneiden 2 aus Schneidkeramik befestigt· Aus Hartmetall bestehende und gleichzeitig als Schlichtschneiden ausgebildete Abstützelemente 3 sind auf der Stirnseite des Messerkopfgrundkörpers 1 angeordnet und stehen axial nun den zum Schlichten erforderlichen Betrag χ vor« Oie Anzahl der im Ausführungsbeispiel gezeigten Schruppschneiden 2 und Abstützelemente 3 ist willkürlich gewählt und kann den jeweiligen Anforderungen entsprechend variiert werden, wobei jedoch ein ständiger Eingriff von Abstützelementen 3 gesichert sein muß. Dabei sind die Abstützelemente 3 so anzuordnen, daß sie jeweils vor den Schruppschneiden 2 zum Eingriff kommen.On the circumference of a cutter head body 1 in a known manner Schruppschneiden 2 are made of cutting ceramic · made of carbide and simultaneously designed as finishing cutting support 3 are arranged on the front side of the cutter head body 1 and are now axially required for sizing amount before «Oie number in Example shown Schruppschneiden 2 and 3 support elements is arbitrarily selected and ka n n be varied according to the respective requirements, but a constant engagement of support elements 3 must be secured. The support elements 3 are to be arranged so that they come into each case before the roughing cutters 2 for engagement.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, sind die Schruppschneiden 2 und Abstützelemente 3 auf Flugkreisen angeordnet, deren Radien r. und rH deutlich voneinander abweichen. Das Verhältnis r^ zu rH wird so gewählt, daß die Relation zwischen den Schnittgeschwindigkeiten von Schneidkeramik-Schruppen zu Hartmetall-Schlichten gewahrt ist. Bestimmend für die Größe dieses Verhältnisses sind die einzusetzenden Schneidstoffe· Die Anordnung auf unterschiedlichen Flugkreisen erlaubt die Realisierung einer optimalen Schneidengeometrie für die Schruppschneiden 2 und Abstützelemente 3»As can be seen from FIGS. 1 and 2, the roughing cutters 2 and supporting elements 3 are arranged on flight circles whose radii r. and r H differ significantly. The ratio r 1 to r H is chosen so that the relation between the cutting speeds of cutting ceramic roughing to cemented carbide finishing is maintained. Determining the size of this ratio are the cutting materials to be used. The arrangement on different flight circles makes it possible to realize an optimum cutting geometry for the roughing cutters 2 and supporting elements 3.

Die spezifischen Vorteile der Erfindung bestehen im wesentlichen darin,The specific advantages of the invention consist essentially in

- daß Schneidkeramik für das gleichzeitige Schrupp- und Schlicht· fräsen mit Messerköpfen, insbesondere auch auf Fräsmaschinen mit einer von der Steifigkeit her üblichen Bauweise, verstärkt einsetzbar ist,- That cutting ceramic for the simultaneous roughing and finishing milling with cutter heads, especially on milling machines with a stiffness ago usual construction, is increasingly used,

- daß durch die Möglichkeit der Gestaltung eines optimalen Verhältnisses der Schnittgeschwindigkeiten von Schneidkeramik-Schruppen zu Hartmetall-Schlichten effektive Vorschubgeschwindigkeiten für Schneidkeramik beim gleichzeitigen Schrupp- und Schlichtfräsen realisiert werden können,that effective feed rates for cutting ceramics during simultaneous roughing and finish milling can be realized by the possibility of designing an optimal ratio of the cutting speeds of cutting ceramic roughing to carbide finishing

- daß durch Senkung des Schneidenverschleißes und der Erhöhung der Standzeit der Messerköpfe die Ausfallzeiten gesenkt und die Materialökonomie verbessert werden.- That reduced by cutting the cutting wear and increasing the life of the cutter heads downtime and improve the material economy.

Claims (1)

Erfindungsanspruchinvention claim Messerkopf mit Schrupp- und Schlichtschneiden, die innerhalb eines Arbeitsganges gemeinsam an der Zerspanung teilnehmen, gekennzeichnet dadurch, daß Schruppschneiden (2) aus Schneidkeramik gleichzeitig als Schlichtschneiden ausgebildete und aus Hartmetall bestehende Abstützelemente (3) zugeordnet sind, wobei die Anordnung der Abstützelemente (3) auf der Stirnseite des Messerkopfgrundkörpers (1) und auf einem Flugkreis erfolgt, in dessen Radius (rH) das optimale Verhältnis der Schnittgeschwindigkeiten von Schneidkeramik-Schruppen zu Hartmetall-Schlichten eingeht·Cutter head with roughing and finishing cutting edges, which participate in the machining in one operation, characterized in that roughing cutters (2) of cutting ceramics are simultaneously formed as finishing cutting edges and made of hard metal supporting elements (3), wherein the arrangement of the supporting elements (3) takes place on the front side of the cutter head base body (1) and on a circle in whose radius (r H ) the optimum ratio of the cutting speeds of cutting ceramic roughing to carbide finishing takes place. Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10230452A1 (en) * 2002-07-06 2004-01-15 Fette Gmbh Flat milling tool has rotary mounted support body with spaced out cutting plates arranged in two with cutting edges of inner plate axially offset from cutting edge of outer plate and with higher leading cutting edge
US10058932B2 (en) 2013-09-05 2018-08-28 Audi Ag Face milling tool

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DE10230452B4 (en) * 2002-07-06 2005-07-21 Fette Gmbh Face mills
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