DE10063730A1

DE10063730A1 - Rotierendes Schneidewerkzeug

Info

Publication number: DE10063730A1
Application number: DE10063730A
Authority: DE
Inventors: Jonathan R Campian
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2002-03-07
Also published as: US6234725B1

Abstract

Es wird ein rotierendes Schneidwerkzeug offenbart, das eine Absaugungsbohrung im Schaft und sich im Allgemeinen radial erstreckende Durchgänge aufweist, die sich zur Bohrung öffnen, um durch die Schneideinrichtungen entferntes Material wegzuführen. Sich schneidende Schneideinrichtungen sind an Schnittpunkten von Rechts- und Linksspannuten im Werkzeugschaft angeordnet. Die Rechtsspannuten erstrecken sich entlang der gesamten Länge des Werkzeugschafts. Die Linksspannuten erstrecken sich von einem Ende des Schafts zu einem entgegengesetzten Ende, das sich in einem Abstand vom vorderen Ende des Schafts befindet, um nur den Endabschnitt der Rechtsspannuten zum vorderen Ende des Werkzeugschafts verlaufen zu lassen.

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug und insbesondere ein rotierendes bearbeitendes bzw. fräsendes (nachfolgend als "fräsend" bezeichnet) Schneidwerkzeug, das besonders zum Schneiden eines geschäumten synthetischen harz artigen Materials, wie Kunststoff aus Polystyrolschaum, aus gelegt ist.

Stand der Technik

Wie in US-Patent Nr. 5,429,460, ausgegeben im Namen des Er finders der vorliegenden Erfindung, dargelegt, werden geschäumte Kunststoffformen typischerweise aus gegossenen Ausgangsblöcken des Materials von Hand in ihre Gestalt gebracht. Ein größerer Ausgangsblock des Materials wird praktischerweise durch Zusammenfügen zweier oder mehrerer gegossener Blöcke hergestellt. Wenn ein typisches Handwerkzeug, eine Säge oder ein Schneidgerät vom Schleiftyp verwendet wird, um den Block profilzufräsen oder die Außenoberfläche zu glätten, ergibt sich hauptsächlich aus der zellulären oder Kügelchenbeschaffenheit des Schaums oder geschäumten Kunststoffmaterials, die bewirkt, dass Kügelchen oder Zellen aus dem gerade bearbeiteten Materialblock wegreißen, eine Oberfläche mit relativ rauer Beschaffenheit.

Das oben genannte US-Patent Nr. 5,429,460 legt die Einzelheiten einer Maschine zum Schneiden von Werkstücken aus geschäumtem Kunststoff dar. Die Grundparameter des Schneidwerkzeugs werden ebenfalls offenbart, die eine rotierende Schneideinrichtung mit einer Vielzahl von im Allgemeinen radial verlaufenden Öffnungen beinhalten, die mit der axialen Bohrung durch die Schneideinrichtung in Fluidverbindung stehen. Eine Unterdruckquelle in der Maschine reißt zum Absaugen durch die radialen Öffnungen und die axiale Bohrung Mehl des Schneidmaterials in Luft mit.

Das US-Patent Nr. 5,626,444, ebenfalls im Namen des Erfinders der vorliegenden Erfindung ausgegeben, offenbart ein rotierendes Schneidwerkzeug, das Merkmale beinhaltet, die im oben genannten Patent beschrieben sind. Dieses Patent definiert das Werkzeug auch so, dass es sich schneidende Schneideinrichtungen aufweist, die an den Schnittpunkten von Rechts- und Linksspannuten im Werkzeugschaft angeordnet sind, was entlang der Achse des Werkzeugs Kraftkomponenten in entgegengesetzten Richtungen erzeugt. Außerdem überlappen aufeinanderfolgende axiale Reihen von Schneideinrichtungen diametrale Schneidwege, die zwischen den Schneideinrichtungen an den Vorderkanten einer schraubenförmigen Rechts- und Linksspannut abwechseln. Diese hin- und hergehenden Schneidkräfte in Verbindung mit einer sofortigen Absaugung des vom Werkstück entfernten Materials erzeugt eine saubere, feine fertiggestellte Werkstückoberfläche. Es wäre jedoch noch wünschenswert, ein verbessertes rotierendes Schneidwerkzeug der im oben genannten Patent offenbarten Art bereitzustellen, das eine größere Schneideffizienz aufweist, insbesondere am vorderen Ende des Werkzeugs im unteren Teil eines geschnittenen Lochs oder einer Bohrung. Es wäre auch wünschenswert, ein rotierendes Schneidwerkzeug der oben genannten Art bereitzustellen, das leicht ohne Aufbau über schüssigen geschnittenen Materials am Werkzeug oder unter der Vorderkante des Werkzeugs in ein Loch eingeführt werden kann.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

In seiner Grundform weist das Schneidwerkzeug einen sich in Längsrichtung erstreckenden zylindrischen Schaft mit einer sich axial erstreckenden Absaugbohrung auf. Einzelne Schneid einrichtungen sind am Schaft angebracht oder sind ein integ rierter Bestandteil dessen und im Allgemeinen radial verlaufende Öffnungen führen während des Schneidens/Bearbeitens eines Werkstücks mit Spänen oder Materialmehl beladene Luft aus den schneidenden Spannuten zur Absaugungsbohrung.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die in Längsrichtung verlaufenden schraubenförmigen Rechtsspannutrillen und die in Längsrichtung verlaufenden schraubenförmigen Linksspannutrillen in einem Winkel von 30-60° zur Achse des zylindrischen Körpers des Werkzeugschafts ausgebildet. An der Vielzahl von Schnittpunkten, die von diesen schraubenförmigen Rechts- und Linksspannutrillen gebildet werden, ergeben sich eine pfeilförmige schneidende Spannut oder sich schneidende Schneideinrichtungen. Auch sind vorzugsweise ein Radial freiwinkel und ein Seitenfreiwinkel über die obere Begren zungsfläche des Schneidrückens jeder Spannut eingeführt. Die schraubenförmigen Rechts- und Linksspannutrillen verlaufen von einem Montageflansch an einem Ende des Werkzeugschafts zum entgegengesetzten oder vorderen Ende des Schafts hin. Die schraubenförmigen Rechtsrillen erstrecken sich ununterbrochen zum vorderen Ende. Die schraubenförmigen Linksspannutrillen erstrecken sich jedoch vom Montageflansch zu einem Ende, das sich in einem Abstand vom vorderen Ende des Werkzeugschafts befindet.

Bei dieser Anordnung sich schneidender Schneideinrichtungen entlang Rechts- und Linksspannuten gibt es Kraftkomponenten in entgegengesetzten Richtungen entlang der Achse des Werkzeugs und die aufeinanderfolgenden axialen Reihen von Schneideinrichtungen überlappen diametrale Schneidwege, die zwischen den Schneideinrichtungen an den vorderen Kanten einer schraubenförmigen Rechts- und einer Linksspannut abwechseln. Diese hin- und hergehenden Schneidkräfte in Verbindung mit einer sofortigen Absaugung des vom Werkstück entfernten Materials erzeugen eine saubere, feine fertiggestellte Werk stückoberfläche.

Die Beseitigung der Linksspannut für einen in einem Abstand befindlichen Abschnitt, der sich vom vorderen Ende des Werk zeugschafts weg erstreckt, entfernt die entgegengesetzte Kraftkomponente entlang dieses Abschnitts des Werkzeugschafts, die mehr als kompensiert wird, da die große Länge des Werkzeugschafts durch die schraubenförmigen Links- und Rechtsspannuten genügend entgegengesetzte Kräfte bereitstellt, um die vom Werkzeugschaft auf das Werkstück ausgeübten Schneidkräfte auszugleichen.

Speziell vereinfacht die Beseitigung der Linksspannuten am Endabschnitt des Werkzeugschafts, der sich vom vorderen Ende des Werkzeugschafts weg erstreckt, das Einsetzen des Werkzeugschafts in ein Loch, während ein Zusetzen des vorderen Endes oder der Aufbau von geschnittenem Material am vorderen Ende des Werkzeugschafts oder ihm benachbart minimiert wird. Außerdem macht die Bereitstellung nur von Rechtsspannuten am vorderen Endabschnitt des Schafts die Entfernung von geschnittenem Material in diesem Abschnitt der Schneidoberfläche des Werkstücks effizienter, da es keine Komponente einer Abwärtskraft mehr gibt, die am vorderen Ende des Werkzeugschafts auf das Werkstück ausgeübt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die verschiedenen Merkmale, Vorteile und weitere Verwendungen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung und die Zeichnung deutlicher, in welcher:

Fig. 1 eine Perspektivansicht ist, die eine bevorzugte Ausführungsform des Schneidwerkzeugs dieser Erfindung darstellt;

Fig. 1A eine vergrößerte Perspektivansicht ist, die ein einzelnes Paar sich schneidender Schneideinrichtungen am in Fig. 1 gezeigten Schneidwerkzeug zeigt;

Fig. 2 eine Teil-Seitenrissansicht des Schneidwerkzeugs von Fig. 1 ist;

Fig. 3 eine Endansicht des Schneidwerkzeugs von Fig. 1 ist;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 1 ist; und

Fig. 5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 4 ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Bezug nehmend auf Fig. 1-5 beinhaltet das Schneidwerkzeug 10 einen im Allgemeinen zylindrischen Körper 12 mit einem Monta geflansch 14 und einem verjüngten Schaft 16 an einem Ende. In den zylindrischen Körper 12 sind schraubenförmige Rechts- und Linksspannutrillen 20 und 18 geschnitten. Die Rechts- und Linksspannutrillen 20 und 18 erstrecken sich vom Montageflansch 14 am verjüngten Schaft 16 des Schneidwerkzeugs 10 zum vorderen Ende oder Bohrausgangspunkt 36 an einem Ende des verjüngten Schafts 16 hin.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erstrecken sich nur die schraubenförmigen Rechtsspannutrillen 20 ununterbrochen in einem Schraubenmuster vom Montageflansch 14 zum vorderen Ende 36. Die schraubenförmigen Linksspannutrillen erstrecken sich vom Montageflansch zu Endpunkten, die sich in einem Abstand vom vorderen Ende 36 befinden. Der Abstand zwischen dem vorderen Ende 36 und dem Endpunkt der schraubenförmigen Linksspannutrillen beträgt nur als Beispiel 1/2" bis 1".

An den Schnittpunkten der Rillen 20 und 18 sind sich schneidende Schneideinrichtungen 24 und 22 angeordnet. Ein primärer Zwischenraum ist durch einen Radialfreiwinkel am Schneidrücken 28 bereitgestellt, der sich von der vorderen Kante der Schneideinrichtungen 22 und 24 weg erstreckt, wobei ein se kundärer Zwischenraum im ausgenommenen Bereich 30 hinter den Schneidrücken 28 bereitgestellt ist.

Üblicherweise weist das Schneidwerkzeug 10 von Fig. 1-5 einen Durchmesser des Körpers 12 von 1/2" bis 3" und eine typische Arbeitslänge von 6-20" auf. Die schraubenförmigen Rillen 18 und 20 sind auch typischerweise ein Mehrfach-Schraubengang oder eine -Spannut, wobei die in Fig. 1 dargestellten schraubenförmigen Rechtsrillen 20 vier mit den identifizierten benachbarten Spannuten 32 und 34 parallele Spannuten mit gleichmäßigem Abstand aufweisen.

Das rotierende Schneidwerkzeug 10 hat die Form einer Ftäse mit Kugelende mit dem Bohrausgangspunkt 36, der beim Beginnen eines Plan- oder Profilschnitts verwendet werden kann. Es kann auch eine Fräsenversion mit flachem Ende konstruiert werden. Eine Absaugbohrung 38 erstreckt sich über die Länge des Schafts 16, wobei sich radiale Öffnungen 40 durch die Schaftwand 42 erstrecken, um das durch die Bearbeitung entfernte Material durch die Schaftwand 42 und in die Bohrung 38 wegzuführen. In Fig. 1, 1A und 2 ist zu sehen, dass die sich schneidenden Schneideinrichtungen 22 und 24 an den vorderen Kanten der Rechts- und Linksschneideinrichtungen 24 und 22 Kraftkomponenten in entgegengesetzten Richtungen entlang der Werkzeugachse erzeugen und dass die vorderen Kanten der Rechts- und Linksschneideinrichtungen 24' und 22' in der nächsten axialen Reihe von Schneideinrichtungen diametrale Schneidwege über lappen, die die Kraftkomponenten umkehren. Diese hin- und hergehenden Schneidkräfte in Verbindung mit einer sofortigen Absaugung von abgespantem Material erzeugt eine saubere, glatte und sehr genaue Oberfläche.

Die vorliegende Erfindung stellt eine verbesserte Leistung gegenüber früheren rotierenden Schneidwerkzeugen bereit, indem durch schraubenförmige Links- und Rechtsspannuten entlang eines wesentlichen Abschnitts der Länge des Werkzeugschaftes entgegengesetzte Kräfte bereitgestellt werden, was das Werkzeug stabilisiert; zum leichteren Einführen des Werkzeugs in eine Bohrung sowie eine effizientere Entfernung von geschnittenem Material im unteren Abschnitt der Bohrung unter dem vorderen Ende des Werkzeugschafts und um es herum erstrecken sich aber nur schraubenförmige Rechtsspannuten zum vorderen Endabschnitt des Werkzeugschafts.

Claims

1. Rotierendes Schneidwerkzeug, das besonders für das Schnei den von Kunststoffmaterial ausgelegt ist, welches umfasst:
einen sich in Längsrichtung erstreckenden Schaft mit entgegengesetzten Enden;
sich in Längsrichtung erstreckende schraubenförmige Rechtsspannutrillen, wobei sich die schraubenförmigen Rechtsspannutrillen ununterbrochen von einem Ende des Schafts zum anderen Ende des Schafts erstrecken;
sich in Längsrichtung erstreckende schraubenförmige Linksspannutrillen, wobei sich die schraubenförmigen Linksspannutrillen von einem Ende des Schafts zu einem Endpunkt erstrecken, der sich in einem Abstand vom ent gegengesetzten Ende des Schafts befindet; und
sich schneidende Schneideinrichtungen, die an Schnitt punkten der schraubenförmigen Rechts- und Linksrillen angeordnet sind.

2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, das einen abgeschrägten Schneidrücken beinhaltet, der sich von der Vorderkante jeder sich schneidenden Schneideinrichtung weg erstreckt.

3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, bei dem die in Längsrich tung verlaufenden schraubenförmigen Rechtsspannutrillen eine Vielzahl von parallelen in Längsrichtung verlaufenden Rechtsspannuten im zylindrischen Körper und die in Längsrichtung verlaufenden schraubenförmigen Linksspannutrillen eine Vielzahl von in Längsrichtung verlaufenden schraubenförmigen Linksspannuten im zylind rischen Körper beinhalten.

4. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, bei dem sich die schrau benförmigen Rechts- und Linksspannuten in einem Winkel von 30-60° zur Achse des zylindrischen Körpers erstrecken.

5. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, das ferner umfasst:
eine Absaugungsbohrung, die sich axial entlang des Schafts erstreckt;
radiale Durchgänge, die im Schaft zwischen wenigstens einer der Spannutrillen und der Absaugungsbohrung ausgebildet sind; und
wobei die Durchgangseinrichtung mit der Absaugungsbohrung in Fluidverbindung steht, so dass von einem Werkstück durch die Schneideinrichtungen entferntes Material durch die Durchgangseinrichtung und die Absaugungsbohrung abgesaugt wird.

6. Rotierendes Schneidwerkzeug, das besonders für das Schnei den von Kunststoffmaterial ausgelegt ist, welches umfasst:
einen sich in Längsrichtung erstreckenden zylindrischen Schaft mit einer sich axial erstreckenden Absaugungsboh rung, die sich zwischen einem ersten und zweiten Ende des Schafts erstreckt;
sich in Längsrichtung erstreckende schraubenförmige Rechtsspannutrillen im zylindrischen Schaft, wobei sich die Rechtsspannutrillen vom ersten Ende zum zweiten Ende des Schafts erstrecken;
sich in Längsrichtung erstreckende schraubenförmige Linksspannutrillen im zylindrischen Schaft, wobei sich die Linksspannutrillen vom ersten Ende des Schafts zu einem Endpunkt erstrecken, der sich in einem Abstand vom zweiten Ende des Schafts befindet; und
eine Schneideinrichtung, die an jedem Schnittpunkt der schraubenförmigen Rechts- und Linksspannutrillen angeordnet sind, wobei jede Schneideinrichtung ein Paar Schneidkanten aufweist, wobei eine Schneidkante zu den Rechtsspannutrillen parallel ist und die andere Schneid kante zu den Linksspannutrillen parallel ist;
sich radial erstreckende Durchgangsmittel zwischen we nigstens einer der Spannutrillen und der Absaugungsbohrung; und
wobei die Durchgangsmittel mit der Absaugungsbohrung in Fluidverbindung stehen, so dass von einem Werkstück durch die Schneideinrichtungen entferntes Material durch die Durchgangseinrichtung und die Absaugungsbohrung abgesaugt wird.