DE10107881A1

DE10107881A1 - Zerspanwerkzeug

Info

Publication number: DE10107881A1
Application number: DE2001107881
Authority: DE
Inventors: Andreas Kisselbach; Juergen Graef; Karl-Heinz Kellner
Original assignee: Leitz GmbH and Co KG
Current assignee: Leitz GmbH and Co KG
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-09-05

Abstract

Ein Zerspanwerkzeug, insbesondere zur Holzbearbeitung, mit einem Werkzeugkörper (1) und einer Mehrzahl auf dessen Umfang angeordneter Vorschneidmesser (2) mit radial wirkenden Schneiden (2') und Nachschneidmesser (4) mit axial wirkenden Schneiden (4'), wobei jedem Schneidmesser (2, 4) ein Spanraum (3, 5) im Werkzeugkörper (1) zugeordnet ist, zeichnet sich dadurch aus, dass die Volumina der den Vorschneidmessern (2) und den Nachschneidmessern (4) zugeordneten Spanräume (3, 5) unterschiedlich groß sind, wobei den Schneidmessern (2) mit der größeren Zerspanfläche die größeren Spanräume (3) zugeordnet sind, und dass die Spanräume (3, 5) sich abwechselnd je zur anderen axialen Seite (A, B) öffnen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zerspanwerkzeug, insbesondere zur Holzbearbeitung mit ei nem Werkzeugkörper und einer Mehrzahl auf dessen Umfang angeordneter Vor schneidmesser mit radial wirkenden Schneiden und Nachschneidmesser mit axial wir kenden Schneiden, wobei jedem Schneidmesser im Werkzeugkörper ein Spanraum zugeordnet ist.

Die EP-B1-0 883 472 offenbart ein Fräswerkzeug zum Bearbeiten von Holz oder ähn lich leicht zerspanbaren Werkstoffen, das mehrteilig aufgebaut ist. Die Vorschneid messer sind auf einem ersten Werkzeugteil ausgebildet, das drehfest mit einem zwei ten, die Nachschneidzähne aufweisenden Werkzeugteil verbunden ist. Die Vor schneidmesser stehen radial über die Nachschneidmesser hinaus, während die Nach schneidmesser axial über die Vorschneidmesser hinwegreichen. Jedem Schneidmesser ist ein Spanraum im jeweiligen Werkzeugkörper zugeordnet, wobei die Spanräume gleich ausgebildet sind. Durch die zweiteilige Ausgestaltung des Werkzeugkörpers können die Zähne recht stabil ausgebildet werden, so dass die Schwingungsneigung und damit die Geräuschemission relativ gering ist.

Nachteilig an der bekannten Ausbildung ist jedoch, dass die Herstellung sehr aufwen dig und kostenträchtig ist, und dass sich Späne in dem Spalt zwischen den beiden Werkzeughälften stopfen können, wodurch die Funktion beeinträchtigt wird.

Bei hochzahnigen Zerspanwerkzeugen herkömmlicher Bauart mit zum Beispiel mehr als 60 Zähnen werden die Zahnrücken und die Spanräume sehr klein, so dass einerseits die Zähne zu Schwingungen neigen, was entsprechende Geräusche verursacht, und andererseits die Späne in den Spanräumen nicht genügend Platz finden. Bei schnell laufenden Maschinen können die Späne dann nicht schnell genug abgeführt werden. Sie werden in den Spanräumen mitgerissen und treffen beim nächsten Umlauf wieder auf die Oberfläche des Werkstücks auf, wo sie erneut geschnitten werden, was zu einem zusätzlichen Verschleiß an den Schneiden führt.

In der Literatur (Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 11: Schwingungstechnik Nr. 87, Sei ten 57, 58) ist es bekannt, zur Reduzierung der Geräuschemission bei einem Kreissä geblatt die Spanräume in axialer Richtung zu verkleinern. Das Sägeblatt kann außer dem aus zwei axial geteilten, miteinander verbundenen Stammblatthälften zusammen gesetzt werden. Bei einer solchen Bauform können die Spanräume sich dann jeweils abwechselnd zur einen bzw. anderen axialen Seite öffnen, so dass die Späneabfuhr an der jeweiligen Axialseite um die Hälfte reduziert wird.

Von dieser Problemstellung ausgehend soll das eingangs beschriebene Zerspanwerk zeug so verbessert werden, dass die Abfuhr der Späne in jeder Betriebssituation sicher gewährleistet ist, und so stabil ausgebildet ist, dass die Schwingungsneigung der Zähne auch bei einer hohen Anzahl niedrig ist.

Die Problemlösung erfolgt bei einem gattungsgemäßen Zerspanwerkzeug dadurch, dass die von den Vorschneidmessern und den Nachschneidmessern zugeordneten Spanräume unterschiedlich groß sind, wobei den Schneidmessern mit der größeren Zerspanfläche die größeren Spanräume zugeordnet sind, und dass die Spanräume sich abwechselnd je zur anderen axialen Seite öffnen.

Durch die schneidenspezifische Ausgestaltung der Spanräume wird eine stabile Aus führung der Zähne möglich. Jeweils mindestens zwei Zähne, ein Vorschneidzahn und eine Nachschneidzahn können dadurch in voller Höhe miteinander verbunden werden und sich gegenseitig abstützen. Dadurch ist das Zerspanwerkzeug in sich sehr steif und die Zähne schwingungsarm, was zu einer geringen Geräuschemission führt. Den Schneiden, die die meisten Späne erzeugen, sind die größten Spanräume zugeordnet. Dadurch ist eine sichere Späneableitung auch bei hohen Drehzahlen möglich, wodurch ein mehrfaches Schneiden der Späne vermieden und der Werkzeugverschleiß reduziert wird. Dadurch, dass die Spanräume sich abwechselnd je zur anderen axialen Seite öffnen, wird die Gesamtmenge der abzuführenden Späne auf die beiden Seiten des Werkzeuges aufgeteilt, so dass eine weitere Reduzierung der kritischen Spanmenge erfolgt.

Da in der Regel über 90% der Späne von den Vorschneiden (Umfangsschneiden) er zeugt werden, ist es vorteilhaft, wenn den Vorschneidmessern die größeren Spanräu me zugeordnet sind.

Um die Späneabfuhr zu beschleunigen, verläuft die Wandung zumindest der größeren Spranräume in einer radialen und einer axialen Ebene schräg. Als radiale Ebene soll dabei die Ebene verstanden werden, die senkrecht zum Werkzeugradius steht und als axiale Ebene wird die Ebene bezeichnet, die senkrecht zur Werkzeugmittelachse steht. Durch diese Ausgestaltung haben die Späne keine Möglichkeit, sich infolge der Flieh kräfte im Spanraum festzusetzen, sondern sie werden sofort in axialer Richtung aus geworfen. Eine Doppelzerspanung der abgetrennten Späne wird dadurch weiter ver hindert. Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn hierzu die Wandung zumindest der grö ßeren Spanräume zu den Schneiden nicht parallel verläuft.

Vorzugsweise liegt der kleinste Durchmesser der schrägen Spanräume auf der den Nachschneidmessern abgewandten Seite des Werkzeugkörpers. Hierdurch wird ver mieden, dass von den Vorschneidmessern gebildete Späne von den Nachschneidmes sern erfasst und erneut geschnitten wird.

Mit Hilfe einer Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend nä her erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 die perspektivische Teildarstellung eines Zerspanwerkzeuges;

Fig. 2 die Seitenansicht in Teildarstellung auf das Werkzeug nach Fig. 2;

Fig. 3 die Teilansicht des Werkzeugs gemäß Sichtpfeil III nach Fig. 2;

Fig. 4 den Schnitt entlang der Linie IV-IV nach Fig. 2;

Fig. 5 eine vergrößerte Teildarstellung aus Fig. 4;

Fig. 6 eine Teildarstellung des Werkzeugs im Bereich eines Vorschneid messers;

Fig. 7 den Schnitt entlang der Linie VII-VII nach Fig. 6;

Fig. 8 die Ansicht gemäß Sichtpfeil VIII nach Fig. 6;

Fig. 9 die Ausschnittsvergrößerung IX nach Fig. 3;

Fig. 10 eine Teildarstellung des Werkzeugs im Bereich eines Nach schneidmessers;

Fig. 11 den Schnitt entlang der Linie XI-XI nach Fig. 10;

Fig. 12 die Ansicht gemäß Sichtpfeil XII nach Fig. 10;

Fig. 13 eine andere perspektivische Teildarstellung des Zerspanwerkzeu ges.

Das Zerspanwerkzeug besteht aus dem Werkzeugkörper 1 und den abwechselnd auf seinem Umfang verteilt angeordneten Vorschneidmesser 2 und Nachschneidmesser 4. Die Vorschneidmesser 2 stehen radial über die Nachschneidmesser 4 hinaus (verglei che Fig. 4), während die Nachschneidmesser 4 axial über die Vorschneidmesser 2 hinausstehen (vergleiche Fig. 3). Von den Vorschneidmessern 2 wird die Hauptzer spanarbeit übernommen. Die axial wirkenden Nachschneidmesser 4 dienen dazu, die Sichtkante des Werkstücks zu säubern und ausgebrochene Kanten an der Schnittstelle zu egalisieren. Die Schneiden 2' der Vorschneidmesser 2 weisen eine wesentlich grö ßere Zerspanfläche auf, als die Schneiden 4' der Nachschneidmesser 4. Der überwie gende Teil der Späne (circa 90%) wird von den Vorschneidmessern 2 erzeugt.

Jedem Vorschneidmesser 2 ist ein Spanraum 3 und jedem Nachschneidmesser 4 ein Spanraum 5 zugeordnet. Wie ein Vergleich der Fig. 7 und 11 zeigt, ist das Volu men der Spanräume 3 wesentlich größer als das Volumen der Spanräume 5. Sowohl in einer radialen Ebene als auch in einer axialen Ebene verlaufen die Wandungen der Spanräume 3 schräg, wie Fig. 1 deutlich entnehmbar ist. Die Öffnung de Spanräume 3 liegt auf der den Nachschneiden 4' abgewandten Seite des Werkzeugkörpers 1. Der kleinere Durchmesser der Spanräume 3 liegt folglich auf der den Nachschneidmessern 4 abgewandten Seite.

Die Volumina der Spanräume 3 und 5 sind entsprechend der Spanmenge ausgebildet, die von den ihnen zugeordneten Schneidmessern 2, 4 erzeugt wird.

Durch die unterschiedlich große Ausbildung der Spanräume 3, 4 ist es möglich, dass die Zähne 6, 7, die mit den jeweiligen Schneidmessern 2, 4 bestückt sind, über annä hernd ihre volle Höhe miteinander verbunden sind. Es bildet sich in der Draufsicht zwi schen zwei Zähnen 6, 7 also ein Steg 8 aus, der zu einer hohen Stabilität der Zähne 6, 7 untereinander führt, wodurch die Schwingungsneigung der einzelnen Zähne 6, 7 reduziert wird. Durch die schräge Ausgestaltung des Spanraumes 3 in zwei Ebenen, werden die von den Vorschneidmessern 2 gebildeten Späne rasch in axialer Richtung abgeführt.

Wie Fig. 1 deutlich zeigt, öffnen sich die Spanräume 3 und 5 zu entgegengesetzten axialen Seiten A bzw. B. Neben der Steifheit der Zähne 6, 7 führt dies außerdem da zu, dass die abzuführende Spanmenge auf beide Seiten des Werkzeuges verteilt wird. Die Absaugung wird dadurch vereinfacht.

Bezugszeichenliste

1

Werkzeugkörper

2

Vorschneidmesser

2

' Schneide

3

Spanraum

4

Nachschneidmesser

4

' Schneide

5

Spanraum

6

Zahn

7

Zahn

8

Steg
A Axialseite
B Axialseite

Claims

1. Zerspanwerkzeug, insbesondere zur Holzbearbeitung, mit einem Werkzeugkör per (1) und einer Mehrzahl auf dessen Umfang angeordneter Vorschneidmesser (2) mit radial wirkenden Schneiden (2') und Nachschneidmesser (4) mit axial wirkenden Schneiden (4'), wobei jedem Schneidmesser (2, 4) ein Spanraum (3, 5) im Werkzeugkörper (1) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumina der den Vorschneidmessern (2) und den Nachschneidmessern (4) zu geordneten Spanräume (3, 5) unterschiedlich groß sind, wobei den Schneid messern (2) mit der größeren Zerspanfläche die größeren Spanräume (3) zuge ordnet sind, und dass die Spanräume (3, 5) sich abwechselnd je zur anderen axialen Seite (A, B) öffnen.

2. Zerspanwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den Vor schneidmessern (2) die größeren Spanräume (3) zugeordnet sind.

3. Zerspanwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung zumindest der größeren Spanräume (3) in einer radialen und einer axialen Ebene schräg verläuft.

4. Zerspanwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wan dung zumindest der größeren Spanräume (3) zu den Schneiden (2') nicht paral lel verläuft.

5. Zerspanwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Durchmesser (D_i) der schrägen Spanräume (3) auf der den Nachschneidmessern (4) abgewandten Seite des Werkzeugkörpers (1) liegt.

6. Zerspanwerkzeug nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die Zähne (6, 7), die die Schneidmesser (2, 4) tra gen, über die annähernd volle radiale Höhe miteinander verbunden sind.