DE10026384B4

DE10026384B4 - Fräskopf zur Bearbeitung kappenförmiger Werkstückteile

Info

Publication number: DE10026384B4
Application number: DE2000126384
Authority: DE
Inventors: Hans-Tino Lehner; Dieter Hartwig; Armin Gnech
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-05-27
Filing date: 2000-05-27
Publication date: 2008-11-06
Anticipated expiration: 2020-05-28
Also published as: DE10026384A1

Abstract

Fräskopf zur Bearbeitung kappenförmiger Werkstückteile, insbesondere zur Entfernung von Anlegierungen an Kupferkappen verzinkter Bleche, mit einem im Wesentlichen zylindrischen, als Hohlkörper ausgebildeten Grundkörper, in dessen Innenraum auswechselbare Schneideplatten formschlüssig gehalten sind, wobei im Innenraum des einteilig ausgebildeten Grundkörpers Anlagebacken mit radial oder im Wesentlichen radial gerichteten Anlageflächen für die Schneideplatten ausgebildet sind und dass jede Schneidplatte mit dem ihr zugeordneten Anlagebacken verschraubt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Anlagebacken (14, 15, 16) eine in die Innenwandung (13) des Grundkörpers (10) eingearbeitete Axialnut zugeordnet ist, die unmittelbar an die jeweilige Anlagefläche (17, 18, 19) seitlich angrenzt und zur Positionierung und Justierung der jeweiligen Schneideplatte (20, 21, 22) dient und in den Grundkörper (10) von außen nach innen durchgehende Zugangsbohrungen (26) eingearbeitet sind, die mit durchgehenden Bohrungen der Schneideplatten (20, 21, 22) und Gewindebohrungen der Anlagebacken (14, 15, 16) fluchten und zur Betätigung von Befestigungsschrauben (23, 24, 25) dienen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fräskopf nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Fräsköpfe werden üblicherweise als Kappenfräser bezeichnet. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist der Einsatz an Robotern im Kraftfahrzeug-Karosseriebau, wobei die Kappenfräser die Funktion haben, Anlegierungen von Zink an den Kupferkappen in regelmässigen Abständen zu entfernen.
Es ist ein Kappenfräser bekannt, bei dem ein aufwendig hergestelltes, sternförmiges Messer in einen Grundkörper eingelötet ist. Der Nachteil besteht darin, dass bei Verschleiß des Messers nicht nur dieses, sondern der gesamte Fräskopf ausgetauscht werden muss.
Ein anderer bekannter Kappenfräser, welcher der eingangs bezeichneten Gattung entspricht, besteht aus einem aufwendigen Grundkörper, in den zwei Messer auswechselbar eingesetzt sind. Ein Konturmesser bearbeitet die Winkel und eine Querschneide die Planfläche der Kappe. Die Querschneide bricht oft an der konstruktionsbedingten Schwachstelle in der Mitte. Die Querschneide ist überdies einseitig angeordnet, sodass ein einwandfreier Rundlauf des Fräsers nicht gewährleistet ist. Um die beiden Schneiden formschlüssig und auswechselbar im Grundkörper zu fixieren, ist dieser in einer Querebene zweigeteilt ausgebildet, was einen großen Herstellungsaufwand bedeutet. Die beiden Messer werden in Aufnahmen der einen (oberen) Grundkörperhälfte eingesetzt. Anschließend wird die zweite (untere) Grundkörperhälfte aufgesetzt, und beide Grundkörperhälften werden mittels Innensechskantschrauben, die axial von der (unteren) Stirnseite des Fräskopfes her eingesetzt werden, miteinander verschraubt.
Weitere Nachteile des bekannten gattungsgemäßen Kappenfräsers bestehen darin, dass das die Winkel der Kappen bearbeitende Konturmesser einseitig angeordnet ist, sodass kein einwandfreier Rundlauf des Fräsers gewährleistet werden kann. Die Abstützung der zu bearbeitenden Schweißkappe erfolgt neben der Schneide direkt an Flächen am Grundkörper. Der Spanraum für die Querschneide auf der Seite, wo die beiden Messer nahe beieinander stehen, ist sehr eingeschränkt. Hier kann es zu unkontrolliertem Verklemmen und Aufschmieren von Spänen kommen. Die durchgehende Querschneide ist empfindlich gegen Stoßbelastung, die beim Schließen der Schweißzange entstehen kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Herstellungsaufwand zu reduzieren, vorzeitigen Verschleiß bzw. Bruch der Schneiden zu vermeiden, für einen gleichmäßigen Rundlauf des Fräsers und für ausreichende Spanräume zu sorgen.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einem Fräskopf der eingangs bezeichneten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Grundgedankens der Erfindung enthalten die Patentansprüche 2–14.
Durch die erfindungsgemäßen Merkmale der Anlagebacken mit radialen Anlageflächen und der Verschraubbarkeit jeder Schneideplatte mit dem zugeordneten Anlagebacken entfällt eine aufwendige Teilung des Grundkörpers in zwei Hälften. Vielmehr kann dieser einteilig ausgebildet sein. Eine entsprechende Gestaltung und Anordnung der Anlagebacken sowie der Schneideplatten – jeweils gleichartige Ausbildung und Anordnung in gleichen Winkelabständen wird bevorzugt (vergleiche insbesondere die Patentansprüche 7–10) – ermöglicht einen einwandfreien Rundlauf des Fräskopfes und gewährleistet ausreichend große Spanräume.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind – anhand eines Ausführungsbeispiels – der Zeichnung und der nachstehenden Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels zu entnehmen. Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform eines Fräskopfes in perspektivischer Darstellung.
Es bezeichnet 10 einen Grundkörper, der einteilig und im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist. Der Grundkörper 10 besteht aus einem hochfesten Werkstoff, z. B. 16 MnCr5 HRC 60 + 4. An seiner einen (oberen) Stirnseite besitzt der Grundkörper 10 einen flanschartigen Rand 11, in den mehrere in gleichmäßigen Abständen am Umfang angeordnete, etwa rechteckförmig ausgebildete radiale Aussparungen 12 eingearbeitet sind. Rand 11 und Aussparungen 12 dienen zur Befestigung des Fräskopfes an einer Fräserspindel (nicht gezeigt).
Wie die Zeichnung weiterhin erkennen läßt, ist im Inneren des Grundkörpers 10 ein insgesamt mit 13 bezifferter Hohlraum ausgeformt. An der Innenwandung des Hohlraumes 13 sind drei im Querschnitt etwa dreieckige Anlagebacken 14, 15 und 16 einstückig angeformt, die jeweils eine etwa radial gerichtete ebene Anlagefläche 17 bzw. 18 bzw. 19 aufweisen. An den Anlageflächen 17, 18, 19 ist jeweils eine Schneideplatte 20 bzw. 21 bzw. 22 befestigt. Die im wesentlichen gleichartig ausgebildeten Schneideplatten 20, 21, 22 sind hierbei mit dem jeweils zugeordneten Anlagebacken 14 bzw. 15 bzw. 16 verschraubt.
Eine der insgesamt drei Befestigungsschrauben, in diesem Fall die Befestigungsschraube für die Platte 21, ist aus der Zeichnung ersichtlich und mit 23 beziffert. Die Lage der beiden übrigen Befestigungsschrauben (für die Schneideplatten 20, 22) ist durch strichpunktierte Linien 24, 25 angedeutet. Um die Befestigung der Schneideplatten 20–22 durch Verschraubung mit den Anlagebacken 14–16 zu ermöglichen, weist jeder Anlagebacken 14 bzw. 15 bzw. 16, ausgehend von seiner Anlagefläche 17 bzw. 18 bzw. 19, eine Gewindebohrung und jede Schneideplatte 20 bzw. 21 bzw. 22 eine hierzu korrespondierende Bohrung auf. In Montageposition der Schneideplatten 20–22, wie sie aus der Zeichnung hervorgeht, durchsetzt dann je eine Befestigungsschraube – 23 bzw. 24 bzw. 25 – die durchgehende Bohrung der jeweiligen Schneideplatte und greift in die Gewindebohrung des zugeordneten Anlagebackens 14 bzw. 15 bzw. 16 ein.
Um einerseits die Einbringung der Gewindebohrungen in die Anlagebacken 14–16 und andererseits die (spätere) Verschraubung der Schneideplatten 20–22 mit den Anlagebacken 14–16 zu ermöglichen, sind in den Grundkörper 10 von außen nach innen durchgehende Zugangsbohrungen eingearbeitet, die mit den durchgehenden
Bohrungen der Schneideplatten 20, 21, 22 und den Gewindebohrungen der Anlagebacken 14–16 fluchten und zur Betätigung der Befestigungsschrauben 23, 24, 25 dienen. Entsprechend der Anzahl und Lage der Befestigungsschrauben 23, 24, 25 sind also am Umfang des Grundkörpers 10 insgesamt drei Zugangsbohrungen vorgesehen, von denen eine aus der Zeichnung erkennbar und mit 26 bezeichnet ist. Die Achse der Zugangsbohrung 26 markiert eine strichpunktierte Linie 27, die mit der Befestigungsschraube 23 bzw. mit deren Achse 28 fluchtet. Durch die Zugangsbohrung 26 kann zunächst ein geeignetes Gewindeschneidwerkzeug und später ein Betätigungswerkzeug für die Befestigungsschraube 23 in das Innere des Grundkörpers 10 eingeführt werden.
Um eine einfache und effektive Betätigung der Befestigungsschrauben 23–25 zu ermöglichen, sollten als Befestigungsschrauben Innensechskant- oder sogenannte Torxschrauben verwendet werden.
Eine weitere Besonderheit des in Rede stehenden Fräskopfes besteht darin, dass jedem Anlagebacken 14 bzw. 15 bzw. 16 eine in die Innenwandung 13 des Grundkörpers 10 eingearbeitete Axialnut zugeordnet ist, die unmittelbar an die jeweilige Anlagefläche 17 bzw. 18 bzw. 19 seitlich angrenzt. Die (aus der Zeichnung nicht ersichtlichen) Axialnuten dienen zur Positionierung und Justierung der jeweiligen Schneideplatte 20 bzw. 21 bzw. 22.
Wie des Weiteren aus der Zeichnung hervorgeht, sind die Anlagebacken 14, 15, 16 so ausgebildet und im Innenraum 13 des Grundkörpers 10 angeordnet, dass sich zwischen je zwei benachbarten Anlagebacken jeweils ein als Spanraum dienender Hohlraum 29 bzw. 30 bzw. 31 erstreckt. Die Spanräume 29–31 sind etwa gleichartig und gleich groß, vorzugsweise etwa rechteckförmig, ausgebildet. Ein unkontrolliertes Verklemmen oder Aufschmieren von Spänen wird dadurch wirksam vermieden.
Die Zeichnung macht weiterhin deutlich, dass die Schneideplatten 20, 21, 22 nicht nur in gleichmäßigen Winkelabständen von 120° oder im wesentlichen 120° angeordnet, sondern auch gleichartig ausgebildet sind. Hierdurch werden einseitige Belastungen des Fräskopfes während der Arbeitsvorgänge vermieden, und ein einwandfreier Rundlauf des Fräskopfes ist gewährleistet. Um eine dauerhafte Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit der Schneideplatten 20–22 zu erreichen, sollten diese aus HSS oder aus TiN- oder PVD-beschichtetem HM bestehen.

Claims

Fräskopf zur Bearbeitung kappenförmiger Werkstückteile, insbesondere zur Entfernung von Anlegierungen an Kupferkappen verzinkter Bleche, mit einem im Wesentlichen zylindrischen, als Hohlkörper ausgebildeten Grundkörper, in dessen Innenraum auswechselbare Schneideplatten formschlüssig gehalten sind, wobei im Innenraum des einteilig ausgebildeten Grundkörpers Anlagebacken mit radial oder im Wesentlichen radial gerichteten Anlageflächen für die Schneideplatten ausgebildet sind und dass jede Schneidplatte mit dem ihr zugeordneten Anlagebacken verschraubt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Anlagebacken (14, 15, 16) eine in die Innenwandung (13) des Grundkörpers (10) eingearbeitete Axialnut zugeordnet ist, die unmittelbar an die jeweilige Anlagefläche (17, 18, 19) seitlich angrenzt und zur Positionierung und Justierung der jeweiligen Schneideplatte (20, 21, 22) dient und in den Grundkörper (10) von außen nach innen durchgehende Zugangsbohrungen (26) eingearbeitet sind, die mit durchgehenden Bohrungen der Schneideplatten (20, 21, 22) und Gewindebohrungen der Anlagebacken (14, 15, 16) fluchten und zur Betätigung von Befestigungsschrauben (23, 24, 25) dienen.
Fräskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schneideplatte (20, 21, 22) mit nur einer Schraube (23, 24, 25) an dem zugeordneten Anlagebacken (15, 14, 16) befestigbar ist.
Fräskopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Anlagebacken (14, 15, 16), ausgehend von seiner Anlagefläche (17, 18, 19), eine Gewindebohrung und jede Schneideplatte (20, 21, 22) eine hierzu korrespondierende durchgehende Bohrung aufweist und dass in Montageposition der Schneideplatte (20, 21, 22) eine Befestigungsschraube (23, 24, 25) die durchgehende Bohrung der jeweiligen Schneideplatte (20, 21, 22) durchsetzt und die Gewindebohrung des zugeordneten Anlagebackens (14, 15, 16) eingreift.
Fräskopf nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsschrauben (23, 24, 25) Innensechskant- oder sogenannte Torxschrauben dienen.
Fräskopf nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagebacken (14, 15, 16) im Querschnitt etwa dreieckförmig ausgebildet und im Innenraum (13) des Grundkörpers (10) einstückig an diesen angeformt sind.
Fräskopf nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (10) insgesamt drei in gleichmäßigen Winkelabständen von 120° oder im Wesentlichen 120° zueinander angeordnete Anlagebacken (14, 15, 16) für insgesamt drei Schneidplatten (20, 21, 22) aufweist.
Fräskopf nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagebacken (14, 15, 16) so ausgebildet und im Innenraum (13) des Grundkörpers (10) angeordnet sind, dass sich zwischen je zwei benachbarten Anlagebacken jeweils ein als Spanraum dienender Hohlraum (29, 30, 31) erstreckt.
Fräskopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanräume (29, 30, 31) etwa gleichartig und etwa gleich groß, vorzugsweise etwa rechteckförmig, ausgebildet sind.
Fräskopf nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugangsbohrungen (26) jeweils im Bereich der Spanräume (30, 29, 31) in die Wandung des Grundkörpers (10) eingearbeitet sind.
Fräskopf nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (10) und die Anlagebacken (14, 15, 16) aus einem Chrom-Mangan-Stahl bestehen.
Fräskopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (10) und die Anlagebacken (14, 15, 16) aus 16 MnCr5 HRC60 + 4 bestehen.
Fräskopf nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidplatten (20, 21, 22) gleichartig ausgebildet sind.
Fräskopf nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidelatten (20, 21, 22) aus HSS bestehen.
Fräskopf nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidelatten (20, 21, 22) aus TiN- oder PVD-beschichtetem HM bestehen.