DE102009012670A1

DE102009012670A1 - Doppelkegelfräser

Info

Publication number: DE102009012670A1
Application number: DE200910012670
Authority: DE
Inventors: Gert Busch
Original assignee: Busch & Co KG
Current assignee: BUSCH & CO. GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2010-09-16
Also published as: CH700507A2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Doppelkegelfräser (1) mit einem Schaftdurchmesser zwischen 2 mm und 3 mm, einer Gesamtlänge bis etwa 60 mm und einem maximalen Durchmesser von bis zu 10 mm zum Bearbeiten einer Fassung eines Schmuckstücks, aufweisend einen Schaft, mit einem ersten Fräskegel (4.1) mit einem ersten Satz Schneiden (7.1) und einem zweiten Fräskegel (4.2) mit einem zweiten Satz Schneiden (7.2), wobei der erste Fräskegel (4.1) zum zweiten Fräskegel (4.2) um 180° gedreht an dem Schaft (3) angeordnet ist, so dass der erste Satz ) entgegengesetzt zueinander an dem Doppelkegelfräser (1) angeordnet sind, wobei zumindest einer der beiden Fräskegel (4.1, 4.2) Schneiden aus Hartmetall umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft einen Doppelkegelfräser zum Bearbeiten einer Fassung eines Schmuckstücks, wobei der Doppelkegelfräser einen ersten Fräskegel mit ersten Schneiden und einen zweiten Fräskegel mit zweiten Schneiden aufweist, wobei der erste Fräskegel zum zweiten Fräskegel um 180° verdreht an einem Fräserschaft angeordnet ist, so dass die ersten Schneiden und zweiten Schneiden entgegengesetzt zueinander an dem Doppelkegelfräser angeordnet sind.
Aus dem Stand der Technik sind Doppelkegelfräser zur Bearbeitung von Schmuckstücken bekannt. Sie dienen zum Beispiel zum Einfassen von Edelsteinen in Krappenfassungen oder anderen Fassungsarten. Mit derartigen Doppelkegelfräsern wird Gold, Silber und Platin sowie daraus hergestellte Halterungen für Steine bearbeitet.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Doppelkegelfräser zur Verfügung zu stellen, der breit einsetzbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst mittels eines Doppelkegelfräsers nach Anspruch 1, mittels eines Verfahrens zur Herstellung eines Doppelkegelfräsers nach Anspruch 14, mit einer Verwendung eines Doppelkegelfräsers nach Anspruch 19 oder 21 und mit einem Sortiment nach Anspruch 20. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. Die einzelnen Merkmale in den nachfolgenden Ansprüche sind jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern können mit anderen Merkmalen zu weiteren Ausgestaltungen verknüpft werden.
Es wird ein Doppelkegelfräser zum Bearbeiten einer Fassung eines Schmuckstücks vorgeschlagen, wobei der Doppelkegelfräser einen ersten Fräskegel mit einem ersten Satz Schneiden und einen zweiten Fräskegel mit einem zweiten Satz Schneiden aufweist. Der erste Fräskegel ist zum zweiten Fräskegel um 180° verdreht an einem Fräserschaft angeordnet, sodass der erste Satz Schneiden und der zweite Satz Schneiden entgegengesetzt zueinander an dem Doppelkegelfräserschaft angeordnet sind. Zumindest einer der beiden Fräskegel umfasst Schneiden aus Hartmetall, vorzugsweise sind beide Sätze Schneiden aus Hartmetall gefertigt. Ein derartig eingesetzter Doppelkegelfräser weist vorzugsweise einen Schaftdurchmesser zwischen 2 mm bis 3 mm auf, eine Gesamtlänge bis etwa 60 mm, bevorzugt bis etwa 45 mm und einen maximalen Durchmesser im Bereich eines Fräskegels von bis zu 10 mm, bevorzugt von bis zu 6 mm.
Durch Fertigung von vorzugsweise zumindest aller Schneiden des Doppelkegelfräsers aus einem Hartmetall gelingt es, neue Einsatzbereiche für eine Schmuckherstellung mit dauerfesten Doppelkegelfräsern zu eröffnen, insbesondere im Bereich der Steinfassung bei Stahlschmuck oder noch härteren Materialien. Bei der Verwendung üblicher Doppelkegelfräsern aus Werkzeugstahl hat sich herausgestellt, dass die Schneiden bei Bearbeitung von Stahlschmuck sehr schnell abnutzen, eine zu hohe Wärmeentwicklung entsteht und aufgrund der Schneidenabnutzung mit zu hohen Andruckkräften gearbeitet wird. Diese führten wieder zu Schwingungen bei der Bearbeitung, so dass die Herstellung von Steinfassungen in Stahlschmuck mit herkömmlichen Doppelkegelfräsern aus Werkzeugstahl zwar möglich, aber letztendlich problembehaftet ist.
Ein Vorteil des vorgeschlagenen Doppelkegelfräsers ist, dass dieser durch zumindest einen Hartmetallfräskegel eine höhere Standzeit aufweist als beispielsweise ein Doppelkegelfräser, der nur aus Stahl gefertigt ist. Des Weiteren kann mit einem geringeren Anpressdruck gearbeitet werden, wobei ein Flattern des Werkzeugs nicht mehr auftritt. Ein bevorzugter Schnittgeschwindigkeitsbereich bei der Bearbeitung wird hierbei in Abhängigkeit vom maximalen Kegelfräserdurchmesser eingestellt, wobei sich bei Stahlbearbeitung als bevorzugt 75 bis 105 m/min herausgestellt hat.
In einer Ausgestaltung weist das Hartmetall Wolframcarbid als Basisstoff auf, weiterhin ist eine Ausgestaltung vorgesehen, in der das Hartmetall Titancarbid und/oder Titannitrid als Basisstoff umfasst. Beispielsweise beträgt der Anteil des Basisstoffes zwischen 80 Gewichtsprozent bis 99 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen 90 Gewichtsprozent und 95 Gewichtsprozent. Weiterhin ist in einer Ausgestaltung Nickel, Cobalt und/oder Molybdän als Matrixmaterial vorgesehen. Beispielsweise macht das Matrixmaterial einen Anteil von 1 Gewichtsprozent bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen 5 Gewichtsprozent und 10 Gewichtsprozent aus. Vorzugsweise ist das Hartmetall gesintert, weiterhin bevorzugt ist der gesamte Hartmetallfräskegel gesintert. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Hartmetall respektive der Fräskegel gegossen wird.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung soll des Weiteren unter dem Begriff ”Hartmetall” im Wesentlichen grundsätzlich verstanden werden, dass es sich hierbei um eine Kombination von metallischen Hartstoffen, die aufgrund ihrer hohen Härte als spröde zu bezeichnen sind, mit relativ weichen, zähen Metallen, vorwiegend der Eisengruppe, Eisen, Kobalt und Nickel als Binder bzw. Bindemetallen, handelt. Hierbei wird im Wesentlichen ein Verbundwerkstoff hergestellt, wobei der Hartstoff und das Bindemittel im Wesentlichen als zwei durch definierte Korngrenzen getrennte Verfügung als Bestandteile erhalten blei ben. Des Weiteren fallen unter den Begriff ”Hartstoffe” jedoch auch sogenannte Cermets in Form von Titankarbid-Bindemetall-Verbundkörpern. Die wesentlichen folgenden Legierungstypen können hierbei eingesetzt werden:

– WC-Co-Hartmetall,
– WC-(Ti,Ta,Nb)-Co-Hartmetall,
– hochtitankarbidhaltiges Hartmetall, und
– Sonderhartmetall.

Unter WC-Co-Hartmetall ist eine Legierung zu verstehen, die nur aus zwei Komponenten, nämlich dem Monowolframkarbid und einem Kobalt bestehen und zwei Phasen damit aufweisen. Das Wolframkarbid liegt bevorzugt mit einer Durchschnittskorngröße von unter 1 μm bis circa 20 μm vor, der Anteil an Bindelegierung beträgt zum Beispiel zwischen 3 und 30 Massengew.-%. Durch ein Hinzufügen von Titankarbid sowie Tantal(Niob)-karbid zu dem WC-Co-Hartmetall können dreiphasige Legierungen mit verbesserter Hochtemperatureigenschaft genutzt werden. Die hochtitankarbidhaltigen Hartmetalle wiederum können beispielsweise molybdänlegiertes Titankarbid mit einem Nickelbinder und insbesondere ein Hartmetall mit Hartstoffpartikeln mit einem TiC-Kern und einem (Ti,Mo)C-Mantel aufweisen, der eingebettet in einen metallischen Binder ist. Darüber hinaus können sogenannte Spinodallegierungen genutzt werden, bei denen Stickstoff, zum Beispiel in Form von Titannitrit, genutzt wird. Hierbei wird eine Mischungslücke im System Ti-Mo-CN beim Abkühlen von einer Sintertemperatur zu einer spinodalen Entmischung genutzt, da dabei entstehende gut benetzbare molybdänreiche, aber stickstoffarme Phasen eine titan- und stickstoffreiche andere Phase gegen die Bindephase abschirmt. Des Weiteren können Komplexkarbide oder Komplexnitride des Titans bzw. des Aluminiums einen Legierungsgehalt an Binder weiter anheben und eine entsprechend günstige Mikrostruktur erzielen. Beispielsweise können als Komplexkarbide und Komplexnitride Ti₂AlC und Ti₂AlN dazu eingesetzt werden, beim Sintern mit den Bindemitteln TiC bzw. TiN auszuscheiden. Dieses bildet Oberflächen an Hartstoffkörnchen, die diffusionshemmend sind. Das freiwerdende Aluminium hingegen geht ebenso wie ein Teil des Titans mit der Bindelegierung eine feste Phase ein. Zum anderen kann es sintermetallische Phasen der Zusammensetzung in Ni₃(Ti,Al) bzw. Ni(Ti,Al) geben. Bei Sonderhartmetallen wird eine Co-Bindephase durch Ni ersetzt, wobei ein Teil des Ni durch Cr zusätzlich ersetzt werden kann. Auf diese Weise kann zum einen ein erhöht korrosiv beanspruchbares Tribosystem genutzt werden bzw. eine Beständigkeit gegen organische Säuren und gegenüber Mineralsäuren, zum Beispiel durch Verwendung von Cr₃C₂-Ni Sonderhartmetall. Im Übrigen können Hartme talle eingesetzt werden, wie sie aus der alten DIN 4990 wie aber auch aus der ISO TC 29 hervorgehen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass für das Hartmetall ein Ultrafeinstkorn bzw. Feinstkorn eingesetzt wird, dem eine mittlere Korngröße < 0,5 μm bzw. eine mittlere Korngröße bei < 1,5 μm für die eingesetzten Wolframkarbid-Kristallidgrößen genutzt wird. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass bei einer feinkörnigen WC-Co-Legierung nicht nur die Härte, sondern insbesondere auch eine Biegefestigkeit mit abnehmender Wolframkarbit-Kristallitgröße ansteigt. Daher hat sich ein Einsatz derartiger mittlerer Korngrößen besonders vorteilhaft bei der Nutzung als Doppelkegelfräser herausgestellt.
Neben einer Herstellung im Sinterverfahren wie aber auch durch ein Gussverfahren kann eine Schneidengeometrie des Doppelkegelfräsers mit einem Hartmetall beschichtet werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Oberfläche der zukünftigen Schneiden aus einem metallenem Werkstoff vorgeschliffen werden, so dass entsprechende Kanten- oder Radiengeometrien entstehen. Anschließend kann ein Beschichten mit Hartmetall erfolgen. Hierzu wird beispielsweise ein CVD-Verfahren oder ein PVD-Verfahren eingesetzt. Daneben kann auch ein Vakuum-Elektroden-Abscheiden von Hartmetall erfolgen. Die derartig beschichtete Oberfläche kann beispielsweise schon in einem fertigen Arbeitszustand sein. Sofern eine Nachbearbeitung notwendig sein sollte, kann dieses beispielsweise mittels eines Glättens oder auch Endschleifens erfolgen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der erste Fräskegel ein Hartmetall umfasst. In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass der zweite Fräskegel ein Hartmetall umfasst. In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Fräskegel ein Hartmetall umfassen, insbesondere jeweils daraus bestehen. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der Schaft aus einem Hartmetall gefertigt ist. Beispielsweise kann der gesamte Doppelkegelfräser aus Hartmetall gefertigt sein, zum Beispiel aus einem Stück, oder auch der gesamte Doppelkegelfräser hartmetallbeschichtet. Weitere Werkstoffe, die der Doppelkegelfräser aufweisen kann, sind Stahl, insbesondere legierter und/oder unlegierter Werkzeugstahl, Titan und/oder Keramik. Vorzugsweise sind die nicht aus Hartmetall gefertigten Komponenten des Doppelkegelfräsers aus den vorgenannten Materialien. In einer Weiterbildung umfasst der Doppelkegelfräser Diamant, Korund, wie beispielsweise Rubin und/oder zumindest einen Stoff aus der Gruppe der Carbide.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zumindest zwischen einigen Schneiden, insbesondere zwischen den Schneiden des ersten und/oder zweiten Fräskegels ein Schneidengrundradius von etwa 0,03 Millimeter bis etwa 0,15 Millimeter beträgt, vorzugsweise ein Schneidengrundradius von etwa 0,03 bis etwa 0,09 Millimeter beträgt. In einer weiteren Variante ist ein Schneidengrundradius von etwa 0,9 bis etwa 0,15 Millimeter vorgesehen. Durch den vorgeschlagenen Radius wird ein verbessertes Schneidverhalten erzielt, insbesondere ist ein Spanabtransport zu den aus dem Stand der Technik bekannten Doppelkegelfräsern für die Bearbeitung von Krappen- und Strotzenfassungen aus Stahl verbessert. Die Späne können nicht mehr so einfach im Spangrund festklemmen. Weiterhin wird durch den Radius die Standzeit vergrößert, da Spannungen im Doppelkegelfräser besser abgeleitet werden, als bei einer Ausgestaltung ohne einen derartigen Radius. Vorzugsweise ist der Schneidengrund poliert.
In einer weiteren Ausgestaltung weist der Doppelkegelfräser eine Oberflächengüte einer Spanfläche und/oder einer Freifläche bei zumindest einigen Schneiden, bevorzugt bei einem Satz Schneiden des ersten und/oder zweiten Fräskegels gemessen entlang einer Längsrichtung der Schneide einen Mittenrauhwert R_a von maximal 0,15 Mikrometer auf, weiterhin bevorzugt ist ein Mittenrauhwert von maximal 0,1 Mikrometer vorzugsweise nach DIN 4768. In einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass eine Oberflächengüte einer Spanfläche und/oder einer Freifläche zumindest einer Schneide des ersten und des zweiten Satzes Schneiden gemessen in einer Richtung um 90° gedreht zu einer Längsrichtung der Schneide einen Mittenrauhwert R_a von maximal 0,05 Mikrometer aufweist, weiterhin bevorzugt ist ein Mittenrauhwert von maximal 0,02 Mikrometer.
Der erste Fräskegel und der zweite Fräskegel bilden in einer Variante einen Kopfwinkel von 50° bis 100° zueinander. Weiterhin ist bei zumindest einer Variante vorgesehen, dass die Schneiden zumindest des ersten Fräskegels eine Schneidenschrägestellung von minus 45° bis plus 45° bezogen auf einen Außenradius des ersten Fräskegels aufweisen. Gemäß einer weiteren Variante weist zumindest eine Schneide eines der beiden Sätze Schneiden gesehen orthogonal aus Richtung einer Ebene eines maximalen Durchmessers des Fräskegels entlang einer Schnittebene einer Schnittansicht einen Spanwinkel bezogen auf einen Außenradius des Fräskegels von 0° bis mathematisch minus 50° auf. Ein Keilwinkel von 40° bis 90°, bevorzugt zwischen 40° und 50°, ist gemäß einer weiteren Variante vorgesehen.
Der erste Fräskegel und der zweite Fräskegel sind in einer Ausführung des Doppelkegelfräsers aus gleichem Material. In einer weiteren Ausführung weisen der erste Fräskegel und der zweite Fräskegel unterschiedliche Materialien auf. Insbesondere können der erste Fräskegel und der zweite Fräskegel miteinander verschweißt, verklebt, verlötet oder versintert sein. Auch ist gemäß einer Variante vorgesehen, dass der erste Fräskegel und/oder der zweite Fräskegel aus einem Vollmaterial sind. Vorzugsweise ist der Fräskopf oder der gesamte Doppelkegelfräser aus einem Vollmaterial gefertigt. Der erste Fräskegel ist in einer Variante mit dem Schaft verschweißt, verklebt, verlötet oder versintert. Auch sieht eine Variante vor, dass zumindest der erste Fräskegel mit dem Schaft aus einem Vollmaterial gefertigt ist. Vorzugsweise sind der erste und der zweite Fräskegel aus einem Hartmetallstück herausgearbeitet.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist zumindest der erste oder der zweite Satz Schneiden geschliffen. Vorzugsweise sind beide Schneiden-Sätze geschliffen. In einer weiteren Ausgestaltung ist der Satz Schneiden geschliffen, der ein Hartmetall umfasst. In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass zumindest ein Satz Schneiden gefräst ist. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass zumindest ein Satz Schneiden poliert, gehont und/oder geläppt ist.
Eine weitere Ausführung sieht vor, dass der erste Fräskegel und/oder der zweite Fräskegel einen maximalen Durchmesser von 0,5 Millimeter bis 5 Millimeter aufweist. Vorzugsweise weist der Doppelkegelfräser einen Durchmesser nach ISO 6360 von 005 bis 075 auf, vorzugsweise von 007 bis 070.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der zweite Fräskegel eine konvexe Linse. Diese ist beispielsweise mit der konvexen Seite vom Schaft abgewandt am ersten Fräskegel angeordnet. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der erste und/oder der zweite Fräskegel einen Kegelstumpf aufweist. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass beide Fräskegel jeweils als plankonvexe Linse ausgeführt sind. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die beiden Fräskegel und/oder Linsen nicht direkt aufeinander stoßen, sondern dass ein Abschnitt dazwischen einen Außenumfang bildet. Vorzugsweise weist dieser Abschnitt ebenfalls eine Bearbeitungsoberfläche auf. Diese kann abrasiv wirken, zum Beispiel durch ein Schleifmaterial, das beispielsweise aufgetragen ist, oder Schneiden aufweist.
Ein weiterer Gedanke der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Doppelkegelfräsers zum Bearbeiten einer Fassung eines Schmuckstücks mittels eines ersten Fräskegels mit einem ersten Satz Schneiden und eines zweiten Fräskegels mit einem zweiten Satz Schneiden, wobei der erste Fräskegel zum zweiten Fräskegel um 180° ge dreht zueinander an einem Schaft aus einem Material herausgearbeitet werden, so dass der erste Satz Schneiden und der zweite Satz Schneiden entgegengesetzt zueinander an dem Doppelkegelfräser angeordnet werden, wobei zumindest einer der beiden Fräskegel aus einem Material hergestellt wird, das ein Hartmetall umfasst. Vorzugsweise wird zumindest ein ein Hartmetall umfassenden Satz Schneiden mittels einer Schleifscheibe geschliffen. Beispielsweise ist vorgesehen, dass der Satz Schneiden mittels einer Schleifscheibe mit einer Körnung von 25 Mikrometer bis 60 Mikrometer Siebmaschenweite geschliffen wird. Insbesondere sind Schleifscheiben von D20 bis D54 nach FEPA Standard vorgesehen. Besonders bevorzugt sind Schleifscheiben, die Diamant aufweisen. Durch den Schliff des Doppelkegelfräsers, respektive des Satzes Schneiden wird eine vorteilhafte Rundung des Schneidengrundes erzielt. Weiterhin ist vorteilhaft, dass durch den Schliff eine sehr glatte Oberfläche und ein vorteilhafter Mittenrauhwert einer Spanfläche und/oder einer Freifläche der Schneiden erzielt wird. Ein Spanabtransport bei Bearbeitung von Stahlschmuck ist durch die oben beschriebenen Ausgestaltungen leichter möglich und einem Zusetzen des Spangrundes beispielsweise durch einen duktilen, mit dem Doppelkegelfräser bearbeiteten Werkstoff kann entgegengewirkt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung wird der erste und/oder der zweite Fräskegel aus einem Vollmaterial hergestellt. In einer weiteren Ausführung werden der erste Fräskegel und der zweite Fräskegel miteinander verklebt, verschweißt, verlötet oder versintert. Insbesondere wird der Schaft mit dem ersten Fräskegel verklebt, verschweißt, verlötet oder versintert.
Ein weiterer Gedanke der Erfindung umfasst eine Verwendung eines Doppelkegelfräsers nach einem der oben beschriebenen Ausgestaltungen für die Bearbeitung von Stahl- oder Titanschmuck.
Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung wird ein Sortiment von Werkzeuginstrumenten zur Schmuckbearbeitung umfassend zumindest zwei Werkzeuge, die Doppelkegelfräser sind, vorgeschlagen, wobei zumindest ein Doppelkegelfräser nach einem der oben beschriebenen Ausgestaltungen ausgestaltet ist. Insbesondere ist das Sortiment in einem Behälter angeordnet. Vorzugsweise ist der Behälter eine Kiste, ein Koffer, eine Schachtel, beispielsweise eine Schachtel mit einer aufschiebbaren Abdeckung, ein Sockel, vorzugsweise mit Öffnungen zum Einstecken der Werkzeuge oder ein vorzugsweise verschließbarer Werkzeugständer. Beispielsweise weist der Behälter Polystyrol auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Anwendung wird der vorgeschlagene Doppelkegelfräser mit zumindest einem Fräskegel aufweisend Hartmetall im Schneidenbereich zur Bear beitung von Brillengläsern, insbesondere Kunststoffbrillengläsern eingesetzt. Zum Beispiel wird der Doppelkegelfräser dazu genutzt, eine Fräsung in einem Brillenglas zu erstellen, in die nachfolgend ein Schmuckstück eingesetzt wird. Dazu kann das Brillenglas so angefräst werden, dass das Schmuckstück eingeklebt oder auch eingeclipt werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den nachfolgenden Zeichnungen hervor. Die dort dargestellten Weiterbildungen sind jedoch nicht beschränkend auszulegen, vielmehr können die in den jeweiligen Zeichnungen beschriebenen Merkmale losgelöst von der einzelnen Ausgestaltung untereinander und mit den oben beschriebenen Merkmalen zu weiteren Ausgestaltungen kombiniert werden. Des Weiteren sei darauf verwiesen, dass die in der Figurenbeschreibung angegebenen Bezugszeichen den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht beschränken, sondern lediglich auf die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele verweisen. Gleiche oder gleichwertige Teile oder Teile mit gleicher Funktion weisen im Folgenden die gleichen Bezugszeichen auf. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Doppelkegelfräsers;
2a eine Schnittansicht IV-IV nach 1;
2b eine Schnittansicht II-II nach 1;
3 eine Schnittansicht III-III nach 1;
4 eine schematische Ansicht eines Doppelkegelfräsers mit einem linsenförmigen Fräskegel.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Doppelkegelfräsers 1 mit einem Fräskopf 2 und einem Schaft 3. Der Fräskopf 2 weist einen ersten Fräskegel 4.1 und einen zweiten Fräskegel 4.2 auf, wobei der erste Fräskegel 4.1 mit dem Schaft 3 verbunden ist. Beispielsweise ist der zweite Fräskegel 4.2 auf dem ersten Fräskegel 4.1 aufsitzend, ohne jedoch mit dem eigentlichen Schaft 3 direkt verbunden zu sein. Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass der Schaft 3 sich bis in den zweiten Fräskegel 4.2 erstreckt. Der erste und der zweite Fräskegel 4.1, 4.2 umfassen jeweils einen nicht näher dargestellten Satz Schneiden, deren Umhüllende jeweils die Mantelfläche eines Kegels aufweisen. Die Fräskegel 4.1, 4.2 sind mit einem Kopfwinkel 5 von 50° bis 100° zueinander angeordnet. Vorzugsweise ist der Kopfwinkel in einem Bereich von 70° bis 90° angeordnet, weiterhin bevorzugt 70° oder 90°, wobei insbesondere Toleranzen von 0,5% bis 2% vorgesehen sind. Schneiden des Doppelkegelfräsers erstrecken sich in ihrer Längsrichtung vom Schaft 3 nach außen. Sie können hierbei in Aufsicht parallel zu einem Außenradius verlaufen, der vom Schaft zu einem Außenrand des Doppelkegelfräsers 1 verläuft. Die Schneiden können jedoch auch eine Schneidenschrägstellung zum Außenradius aufweisen.
Der maximale Durchmesser D_max von zumindest einem Fräskegel umfasst in einer Ausgestaltung etwa 0,5 Millimeter bis 10 Millimeter bevorzugt 0,5 mm bis 5 mm. Insbesondere weisen beide Fräskegel einen gleichen maximalen Durchmesser D_max auf.
Der Schaft 3 unterteilt sich in einen Einspannbereich 6.1 mit beispielsweise einem Durchmesser von 2 Millimeter bis 3 Millimeter, vorzugsweise 2,35 Millimeter, und einem Halsbereich 6.2 mit einem konischen oder zylindrischen Verlauf, wobei ein fräskopfseitiger Durchmesser D_S des Halsbereiches 6.2 vorzugsweise kleiner oder gleich einem Durchmesser D_K des Fräskopfes 2 ist.
2a zeigt eine Schnittansicht IV-IV nach 1. Es ist ein schematisch angedeuteter erster Satz Schneiden 7.1 des ersten Fräskegels 4.1 dargestellt, der eine Anzahl einzelner Schneiden 8 aufweist. Die Schneiden 8 weisen eine Schneidenschrägstellung mit einem Winkel 9 auf, der zwischen minus 45° und plus 45° liegt, bezogen auf einen Außenradius des ersten Fräskegels 4.1. Insbesondere ist ein Winkel 9 von minus 45° bis minus 30° oder von plus 30° bis plus 45° vorgesehen.
2b zeigt eine Schnittansicht II-II nach 1 des zweiten Fräskegels 4.2. insbesondere weist der zweite Fräskegel 4.2 einen zweiten Satz Schneiden 7.2 auf, der eine Anzahl einzelner Schneiden 8 aufweist. Die Schneiden 8 weisen in der dargestellten Ausführungsform keine Schneidenschrägstellung auf. Jedoch ist in weiteren Ausgestaltungen vorgesehen, dass die Schneiden eine Schneidenschrägstellung aufweisen, die zwischen minus 45° und plus 45° liegt, bezogen auf einen Außenradius des zweiten Fräskegels 4.2. Insbesondere ist eine Schneidenschrägstellung von minus 45° bis minus 30° oder von plus 30° bis plus 45° vorgesehen.
3 zeigt eine Schnittansicht III-III nach 1. Diese zeigt einen Schnitt durch den ersten Fräskegel 4.1 mit einem ersten Satz Schneiden 7.1. Jeweils zwei Schneiden 8 stoßen in einem Schneidengrund 10 aneinander. Die Schneiden 8 sind in einer Ausgestaltung geschliffen, sodass die Schneiden 8 im Schneidengrund 10 einen Radius bilden. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Schneiden 8 geschliffen, sodass diese vorzugsweise im Schneidengrund 10 einen radialen Übergang aufweisen. Eine Anwendung eines Schleifen zur Erzeugung eines Übergangs im Schneidengrund 10 wird bevorzugt. Der Schneidengrund 10 weist in einer Ausgestaltung einen Schneidengrundradius von 0,03 Millimeter bis 0,15 Millimeter auf. Dies führt zum Beispiel zu einer verbesserten Spanabführung gegenüber einer eckigen Ausgestaltung des Schneidengrunds, insbesondere kann somit verhindert werden, dass sich Späne von duktilen Materialien wie beispielsweise einer Goldlegierung wie aber auch von harten Metallen in dem Schneidengrund 10 festsetzen.
Weiterhin können die Schneiden zumindest im Wesentlichen, bevorzugt vollständig plan sein. Sie können gemäß einer weiteren Ausgestaltung jedoch auch profiliert sein, wobei eine derartig profilierte Schneide einen Spanwinkel, einen Keilwinkel und einen Freiwinkel aufweist. So kann gemäß einer Ausgestaltung eine Schneide vorgesehen sein, eine Spanfläche 11 und eine Freifläche 12 aufweist.
3 zeigt eine Schnittansicht eines Durchmessers durch den Fräskegel 4.1, wobei entlang des maximalen Durchmessers D_max gemäß 1 senkrecht zu einer Rotationsachse des Fräskegels 4.1 diejenige Fläche definiert wird, von der aus senkrecht auf die Schnittansicht gesehen wird. Die Spanfläche 11 weist gemäß der Schnittansicht von 3 einen Spanwinkel 13 bezogen auf einen Außenradius des Fräskegels 4.1 von 0° bis mathematisch minus 50° auf. Vorzugsweise weist der Betrag des Spanwinkels Werte von 0° bis 50° auf. Es ist insbesondere ein positiver Spanwinkel vorgesehen, wenn der Doppelkegelfräser für einen Rechtslauf zur Materialbearbeitung ausgelegt ist. Weiterhin ist gemäß einer Variante ein Keilwinkel 14 von 40° bis 90°, bevorzugt zwischen 40° und 50° vorgesehen. Ein Freiwinkel ist als Winkel zwischen einer Tangente an der Freifläche 12 an einer Schneidenspitze und einer Senkrechten auf einem Radius durch die Schneidenspitze definiert. Weiterhin ist der Freiwinkel errechenbar aus 90° abzüglich des Keilwinkels 14 und abzüglich des Spanwinkels 13.
Das oben für den ersten Fräskegel 4.1 Beschriebene und in 3 Gezeigte gilt insbesondere auch für den in 3 nicht dargestellten zweiten Fräskegel 4.2.
4 zeigt eine besondere Ausgestaltung eines Doppelkegelfräsers 1 mit einem Fräskopf, der einen dritten Fräskegel 4.3 aufweist, der eine plankonvexe Linsenform umfasst. Der dritte Fräskegel 4.3 ist mit einer planaren Seite zum ersten Fräskegel 4.1 weisend an dem ersten Fräskegel 4.1 angeordnet. In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die beiden Fräskegel 4.1 und 4.3 aus einem Vollmaterial gefertigt sind. Ein Kopfwinkel 5 des Fräskopfes 2 ist in dieser Ausgestaltung bestimmt durch den Winkel einer Mantelfläche des Fräskegels 4.1 und einer Tangentensteigung an einem Punkt, an dem die Linsenform auf die Mantelfläche des ersten Fräskegels 4.1 trifft.
5 zeigt einen Behälter 15, in dem Werkzeuge und insbesondere ein Doppelkegelfräser beispielsweise aufbewahrt, vertrieben und/oder gereinigt werden kann. Der Behälter umfasst zum Beispiel ein Sortiment verschiedener Schmuckbearbeitungswerkzeuge, dass zumindest einen Doppelkegelfräser mit zumindest Schneiden aus Hartmetall umfasst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- DIN 4990 [0010]
- ISO TC 29 [0010]
- DIN 4768 [0015]
- ISO 6360 [0019]

Claims

Doppelkegelfräser (1) mit einem Schaftdurchmesser zwischen 2 mm und 3 mm, einer Gesamtlänge bis etwa 60 mm und einem maximalen Durchmesser von bis zu 10 mm zum Bearbeiten einer Fassung eines Schmuckstücks, aufweisend einen Schaft, mit einem ersten Fräskegel (4.1) mit einem ersten Satz Schneiden (7.1) und einem zweiten Fräskegel (4.2) mit einem zweiten Satz Schneiden (7.2), wobei der erste Fräskegel (4.1) zum zweiten Fräskegel (4.2) um 180° gedreht an dem Schaft (3) angeordnet ist, so dass der erste Satz Schneiden (7.1) und der zweite Satz Schneiden (7.2) entgegengesetzt zueinander an dem Doppelkegelfräser (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der beiden Fräskegel (4.1, 4.2) Schneiden aus Hartmetall umfasst.
Doppelkegelfräser (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der erste oder der zweite Satz Schneiden (7.1, 7.2) einen Schneidgrundradius von 0,03 Millimeter bis 0,15 Millimeter aufweist.
Doppelkegelfräser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberflächengüte einer Spanfläche (11) und/oder einer Freifläche (12) von zumindest einer Schneide des ersten oder des zweiten Satzes Schneiden (7.1, 7.2) gemessen entlang einer Längsrichtung der Schneide einen Mittenrauhwert R_a von maximal 0,15 Mikrometer aufweist.
Doppelkegelfräser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberflächengüte einer Spanfläche (11) und/oder einer Freifläche (12) von zumindest einer Schneide des ersten oder des zweiten Satzes Schneiden (7.1, 7.2) gemessen in einer Richtung um 90° gedreht zu einer Längsrichtung der Schneide einen Mittenrauhwert R_a von maximal 0,05 Mikrometer aufweist.
Doppelkegelfräser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fräskegel und der zweite Fräskegel einen Kopfwinkel (5) von 50° bis 100° zueinander bilden.
Doppelkegelfräser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Schneiden des ersten Fräskegels (4.1) eine Schneidenschrägestellung von minus 45° bis plus 45° bezogen auf einen Außenradius des ersten Fräskegels (4.1) aufweisen.
Doppelkegelfräser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schneide einer der beiden Sätze Schneiden (7.1, 7.2) gesehen orthogonal aus Richtung einer Ebene eines maximalen Durchmessers (Dm) des Fräskegels entlang einer Schnittebene einer Schnittansicht einen Spanwinkel (13) bezogen auf einen Außenradius des Fräskegels (4) von 0° bis mathematisch minus 50° aufweist.
Doppelkegelfräser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fräskegel (4.1) und der zweite Fräskegel (4.2) aus gleichem Material sind.
Doppelkegelfräser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fräskegel (4.1) und der zweite Fräskegel (4.2) unterschiedliche Materialien aufweisen.
Doppelkegelfräser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fräskegel (4.1) und der zweite Fräskegel (4.2) miteinander verschweißt, verklebt, verlötet oder versintert sind oder aus einem Hartmetallstück herausgearbeitet sind.
Doppelkegelfräser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der erste oder der zweite Satz Schneiden (7.1, 7.2) geschliffen ist.
Doppelkegelfräser (1) nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fräskegel (4.1) und/oder der zweite Fräskegel (4.2) einen maximalen Durchmesser (D_max) von 0,5 Millimeter bis 5 Millimeter aufweist.
Doppelkegelfräser (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der zweite Fräskegel (4.3) eine konvexe Linse umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Doppelkegelfräsers (1) zum Bearbeiten einer Fassung eines Schmuckstücks mittels eines ersten Fräskegels (4.1) mit einem ersten Satz Schneiden (7.1) und eines zweiten Fräskegels (4.2) mit einem zweiten Satz Schneiden (7.2), wobei der erste Fräskegel (4.1) zum zweiten Fräskegel (4.2) um 180° zueinander gedreht an einem Schaft (3) aus einem Material herausgearbeitet werden, so dass der erste Satz Schneiden (7.1) und der zweite Satz Schneiden (7.2) entgegengesetzt zueinander an dem Doppelkegelfräser (1) angeordnet werden, wobei zumindest einer der beiden Fräskegel (4.1, 4.2) aus einem Material hergestellt wird, das ein Hartmetall umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden des ersten und des zweiten Satzes Schneiden (7.1, 7.2) aus einem Hartmetall mittels einer Schleifscheibe heraus geschliffen werden.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schneide des ersten oder des zweiten Satzes Schneiden (7.1, 7.2) mittels einer Schleifscheibe mit einer Körnung von 25 Mikrometer bis 60 Mikrometer Siebmaschenweite geschliffen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Fräskegel (4.1, 4.2) aus einem Vollmaterial hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fräskegel (4.1) und der zweite Fräskegel (4.2) miteinander verklebt, verschweißt, verlötet oder versintert werden.
Verwendung eines Doppelkegelfräsers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 für die Bearbeitung von Schmuck aus edlen und unedlen Materialien.
Sortiment von Werkzeuginstrumenten zur Schmuckbearbeitung umfassend zumindest zwei Werkzeuge, die Doppelkegelfräser sind, wobei zumindest ein Doppelkegelfräser (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgestaltet ist.
Verwendung eines Doppelkegelfräsers mit zumindest einem Fräskegel aus Hartmetall zur Bearbeitung von Brillengläsern, insbesondere Kunststoffbrillengläsern.
Verwendung nach Anspruch 21 zum Erstellen einer Fräsung in einem Brillenglas, in das nachfolgend ein Schmuckstein eingesetzt wird.