DE102005029053A1

DE102005029053A1 - Mehrteiliges Fräswerkzeug

Info

Publication number: DE102005029053A1
Application number: DE200510029053
Authority: DE
Inventors: Olaf Singe
Original assignee: Ingersoll Werkzeuge GmbH
Current assignee: Ingersoll Werkzeuge GmbH
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2007-01-04

Abstract

Bei einem mehrteiligen Fräswerkzeug, bestehend aus mit planparallelen Stirnflächen aneinander gesetzten und miteinander verbundenen Fräsersegmenten, die mit Schneideinsätzen, insbesondere Hartmetall-Wendeschneidplatten, bestückt sind, die im Abstand voneinander abwechselnd rechts und links in seitelichen Sitzen der Fräsersegmente hochkant, d.h. tangential angeordnet und in ihren Sitzen mit Schrauben befestigt sind, wozu einerseits der Schneideinsatz eine Durchgangsbohrung und andererseits der Sitz eine Gewindebohrung aufweist, sind sowohl die Durchgangsbohrung als auch die Gewindebohrung unter einem Neigungswinkel zur Vertikalachse des Befestigungssitzes schräg abfallend und in Flucht zueinander ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrteiliges Fräswerkzeug, bestehend aus mit planparallelen Stirnflächen aneinander gesetzten und miteinander verbundenen Fräsersegmenten, die mit Schneideinsätzen, insbesondere Hartmetall-Wendeschneidplatten, bestückt sind, die im Abstand voneinander abwechselnd rechts und links in seitlichen Sitzen der Fräsersegmente hochkant, d.h. tangential angeordnet und in ihren Sitzen mit Schrauben befestigt sind, wozu einerseits der Schneideinsatz eine Durchgangsbohrung und andererseits der Sitz eine Gewindebohrung aufweist.

Ein mehrteiliges Fräswerkzeug in Form eines Abwälzfräsers ist durch das DE 77 00 367 U1 bekanntgeworden. Dieser setzt sich aus drei mit schraubenförmigen Zahnkränzen versehenen Fräsersegmenten bzw. -scheiben zusammen, die über ihre Mittenbohrungen auf einen Tragdorn aufgesetzt und auf diesem gegen Verdrehung gesichert werden. Die zusammengesetzten, mit ihren planparallelen Stirnflächen aneinander liegenden Segmente werden beidseitig durch jeweils einen äußeren Ring zusammengefasst und über parallel zu den Mittenbohrungen verlaufende, die äußeren Ringe mit den Segmenten verspannende Schrauben und Passbolzen in ihrer Drehlage zueinander derart fixiert, daß die schraubenförmigen Zahnkränze der Fräsersegmente einen ununterbrochenen Schraubengang entsprechend der modulabhängigen Steigung des Abwälzfräsers bilden. Die Zahnkränze dieses Abwälzfräsers sind mit Hartmetall-Wendeplatten in kreuzverzahnte Anordnung ausgerüstet, d.h. mit seitenschneidenden Wendeplatten sowie tangential angeordneten, kopf- und seitenschneidenden Wendeplatten bestückt.

Die Wendeplatten sind in der Aufeinanderfolge der Zähne rechts- und linksschneidend mittels Schrauben auf bzw. in ihren Sitzen in den Zahnkränzen befestigt.

Neben einem solchen Abwälzfräser sind mehrteilige Fräswerkzeuge in Segmentbauweise beispielsweise als Satzfräser zum Trennen von Lagerdeckeln oder zum Fräsen von Einstichen in Nockenwellen im Einsatz. Diesen Fräswerkzeugen ist gemeinsam, daß sie in der Regel nicht nur eine enge Bauweise bzw. Aneinanderreihung der einzelnen Fräsersegmente und damit eine kleine Teilung besitzen, womit die Schraubbefestigung der tangentialen Schneideinsätze erschwert wird, sondern insbesondere auch für die Schrauben in den sich nach oben hin verjüngenden Zahnkränzen nur eine unzureichende Materialdicke für die Gewindebohrungen zur Verfügung steht. Dies bei großmoduligen Werkzeugen, die an einer Profilseite ab Modul 18 üblicherweise im radialen Abstand übereinander zwei Befestigungsschrauben für einen entsprechend längeren Schneideinsatz aufweisen. Die sich dort zuspitzende Profilform erlaubt eine nur begrenzte Tiefe der Gewindebohrung, die entweder eine Durchgangs- oder eine Sackbohrung sein kann. Das kann unter den hohen Kräften beim Spanvorgang zu Beschädigungen der Sitze für die Schneideinsätze und zu einem frühzeitigen Ausschlagen des Gewindes der Gewindebohrungen wie auch der Befestigungsschrauben führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgemäßen mehrteiligen Fräswerkzeug die Befestigung der tangential angeordneten Schneideinsätze zu verbessern und damit die genannten Nachteile zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sowohl die Durchgangsbohrung als auch die Gewindebohrung unter einem Neigungswinkel zur Vertikalachse des Befestigungssitzes schräg abfallend und in Flucht zueinander ausgebildet sind. Indem die Bohrungen somit vom Sitz des Schneideinsatzes her gesehen nach unten, in Richtung auf die Mittenachse des Werkzeugsatzes verlaufen, erstreckt sich insbesondere die Gewindebohrung in den Bereich des zuneh mend dickeren Fräsersegmentes, so daß sich für den Gewindeandruck des Gewindeabschnitts der Befestigungsschraube eine große Materialanhäufung gewinnen lässt. Die über den Schneideinsatz in die Befestigungsschraube eingeleiteten Schneidkräfte lassen sich so sehr viel besser aufnehmen und in den Fräskörper bzw. das Fräsersegment einleiten und dort großflächiger verteilen.

Dies lässt sich dadurch vorteilhaft noch weiter begünstigen, wenn der Schrägverlauf der Gewindebohrung von der aktiven, d.h. der sich im spanenden Betrieb befindenden Schneidkante des Schneideinsatzes wegweisend vorgesehen ist. Die Bohrungen und die jeweils aktive Schneidkante verlaufen demgemäß divergierend.

Nach einem Vorschlag der Erfindung beträgt der Neigungswinkel 5 bis 35°, insbesondere 10 bis 30°. Der konkrete Neigungswinkel kann anhand des Moduls bzw. der Größe und der Teilung des mehrteiligen Fräswerkzeuges festgelegt werden. Unter Abwägung der ausreichend vorhandenen Materialmenge kann dabei auch gleichzeitig berücksichtigt werden, eine solche Neigung vorzusehen, die auch bei einem engen Abstand der Fräsersegmente des Fräswerkzeugsatzes voneinander eine gute Zugänglichkeit zu den Bohrungen erlaubt, so daß sich ein herkömmlicher Schraubendreher zum Ein- bzw. Ausschrauben der Befestigungsschrauben verwenden lässt, ohne daß der schräg anzusetzende Schraubendreher von einem vorgelagerten Fräsersegment behindert wird.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, daß die Durchgangsbohrung des Schneideinsatzes an dessen beiden gegenüberliegenden, nach dem Wenden jeweils dem Befestigungssitz zugewandten Anlageflächen mit gegenläufig geneigten Schrägansenkungen zur Aufnahme des Kopfes der Befestigungsschraube ausgebildet ist. Damit lässt sich erreichen, daß trotz des schrägen Bohrungsverlaufs unabhängig von der Wendung des Schneideinsatzes und damit ganz gleich, welche Schneidkante zum aktiven Einsatz kommt, der Kopf der Befestigungs schraube ungestört, mit optimaler Kräfteeinleitung in die jeweilige Schrägansenkung völlig eintauchen kann.

Wenn nach einer Ausgestaltung der Erfindung der Schrägwinkel der Schrägansenkungen von jeweils der der aktiven Schneidkante zugewandten Seite des Schneideinsatzes her zur abgewandten Seite hin spitz auslaufend ausgebildet ist, sind die sich sichelartig verjüngenden Schrägansenkungen der aktiven Schneidkante mit der jeweils größten Ansenktiefe zugewandt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit schrauben- bzw. spiralförmig angeordneten Fräsersegmenten. Es zeigen:

1 in einem Halbschnitt eine Gesamtansicht eines mehrteiligen Fräswerkzeugs in Segmentbauweise, im Ausführungsbeispiel ausgebildet als Abwälzfräser mit zehn aneinander gesetzten und miteinander verbundenen Fräsersegmenten;

2 in einer Vorderansicht als Einzelheit ein Fräsersegment;

3 in einem Schnitt die Einzelheit „X" von 3 in Pfeilrichtung gesehen, schematisch dargestellt; und

4 in perspektivischer Ansicht als Einzelheit einen Wende-Schneideinsatz mit in seiner Durchgangsbohrung eingesetzter Befestigungsschraube.

Ein in 1 als Abwälzfräser dargestelltes, mehrteiliges Fräswerkzeug 1 besteht aus zehn schraubenförmigen Fräsersegmenten 3, die zusammengesetzt über ihre Mittenbohrungen 4 auf einen nicht gezeigten Tragdorn oder dergleichen aufge setzt und auf diesem gegen Verdrehung gesichert werden. Die einzelnen Fräsersegmente 3 liegen mit planparallelen Stirnflächen 5 aneinander an. Die zusammengesetzten Fräsersegmente 3 werden durch äußere Ringe 6, 7 zu einem Ganzen zusammengefasst und über sich parallel zu den Mittenbohrungen erstreckende Zylinderschrauben und Passbolzen, die die Fräsersegmente 3 durchsetzen und in ihrer Drehlage zueinander derart fixieren, daß die Fräsersegmente 3 einen ununterbrochenen Schraubengang entsprechend der modulabhängigen Steigung des Fräswerkzeuges 1 bilden, miteinander verspannt; in 2 sind die Bohrungen 8 bzw. 9 für die nicht dargestellten Zylinderschrauben bzw. Passbolzen zu erkennen.
Die Profilköpfe 2 der Fräsersegmente 3 sind mit im Abstand voneinander abwechselnd rechts und links in seitlichen Sitzen tangential angeordneten Schneideinsätzen 10 in Form von Wendeschneidplatten bestückt. Diese werden in ihren Sitzen in den Profilköpfen 2 mittels Senkschrauben 11 (vgl. 4) befestigt. Bei Formwerkzeugen mit einem größeren Modul als nach dem Ausführungsbeispiel sind mindestens zwei solcher Senkschrauben 11 radial untereinander zur Befestigung eines längeren Schneideinsatzes vorgesehen.
Wie in 3 gezeigt, weist der Schneideinsatz 10 eine mittige Durchgangsbohrung 12 auf, der sich im Befestigungssitz 13 im Material des Profilkopfes 2 eine mit einem Innengewinde versehene Sackbohrung 14 anschließt, die hier der Übersichtlichkeit halber stark überdimensioniert und nicht im Verhältnis zum Schraubendurchmesser stehend dargestellt ist. Die Durchgangsbohrung 12 und die Sack- bzw. Gewindebohrung 14 liegen in einer Flucht und sind unter einem Neigungswinkel α bezogen auf die Vertikalachse 15 des Befestigungssitzes 13 schräg abfallend ausgebildet. Von der Spitze des Profilkopfes 2 her betrachtet, verläuft die Sackbohrung 14 von oben nach unten, d.h. mit Erstreckung zur Mittenbohrung 4 hin in einem zunehmend dicker werdenden Materialbereich des Pro filkopfes 2. Die durch die Durchgangsbohrung 12 zur Befestigung des Schneideinsatzes 10 hindurchgeführte Senkschraube 11 (vgl. 4) wird mit zunehmender Einschraubtiefe von entsprechend dicker werdendem Material des Profilkopfes 2 aufgenommen bzw. eingeschlossen. Die schräge Mittenachse 16, die mit der Vertikalachse 15 den Neigungswinkel α einschließt, weist hierbei weg von der aktiven Schneidkante 17a des Schneideinsatzes 10. Das auch dann, wenn nach dem Wenden des Schneideinsatzes 10 die andere Schneidkante 17b aktiv zum Einsatz kommt. Wie strichpunktiert in 3 angedeutet, sind die Schneidkanten 17a, 17b beidseitig mit einer Fase 18 versehen.
Zur Optimierung der Befestigung des Schneideinsatzes 10 durch die Senkschraube 11 in seinem Sitz 13 ist die Durchgangsbohrung 12 beidendig und somit an den beiden gegenüberliegenden, nach dem Wenden jeweils dem Befestigungssitz 13 zugewandten Anlageflächen 19a bzw. 19b des Schneideinsatzes 10 mit einer Schrägansenkung 20a bzw. 20b zur form- und kraftschlüssigen Aufnahme des Kopfes 21 der Senkschraube 11 ausgebildet (vgl. 4). Der Schrägwinkel β der Schrägansenkungen 20a, 20b verläuft hierbei so, daß er von jeweils der der aktiven Schneidkante 17a (bzw. nach dem Wenden des Schneideinsatzes 10 die Schneidkante 17b) zugewandten Seite des Schneideinsatzes 10 her zur abgewandten Seite hin ansteigt und spitz ausläuft. Der Kopf 21 der Senkschraube 11 findet daher in jeder Wendelage des Schneideinsatzes 10 seine in 4 dargestellte Einbaulage.

Claims

Mehrteiliges Fräswerkzeug, bestehend aus mit planparallelen Stirnflächen aneinander gesetzten und miteinander verbundenen Fräsersegmenten, die mit Schneideinsätzen, insbesondere Hartmetall-Wendeschneidplatten, bestückt sind, die im Abstand voneinander abwechselnd rechts und links in seitlichen Sitzen der Fräsersegmente hochkant, d.h. tangential angeordnet und in ihren Sitzen mit Schrauben befestigt sind, wozu einerseits der Schneideinsatz eine Durchgangsbohrung und andererseits der Sitz eine Gewindebohrung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Durchgangsbohrung (12) als auch die Gewindebohrung (14) unter einem Neigungswinkel (α) zur Vertikalachse (15) des Befestigungssitzes (13) schräg abfallend und in Flucht zueinander ausgebildet sind.
Mehrteiliges Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (α) 5 bis 35°, insbesondere 10 bis 30°, beträgt.
Mehrteiliges Fräswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrägverlauf der Gewindebohrung (14) von der aktiven Schneidkante (17a bzw. 17b) des Schneideinsatzes (10) wegweisend vorgesehen ist.
Mehrteiliges Fräswerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsbohrung (12) des Schneideinsatzes (10) an dessen beiden gegenüber liegenden, nach dem Wenden jeweils dem Befestigungssitz (13) zugewandten Anlageflächen (19a; 19b) mit gegenläufig geneigten Schrägansenkungen (20a; 20b) zur Aufnahme des Kopfes (21) der Befestigungsschraube (11) ausgebildet ist.
Mehrteiliges Fräswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrägwinkel (β) der Schrägansenkungen (20a; 20b) von jeweils der der aktiven Schneidkante (17a oder 17b) zugewandten Seite des Schneideinsatzes (10 her zur abgewandten Seite hin ansteigend und spitz auslaufend ausgebildet ist.