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Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Fräser mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie des Oberbegriffs des Anspruchs 9.
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Derartige Fräser, insbesondere Kugelschaftfräser sind beispielsweise aus der
WO 2008/116446 A1 sowie der
DE 697 29 945 T2 zu entnehmen.
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Unter Kugelschaftfräser oder kurz Kugelfräser werden vorliegend allgemein derartige Schaftfräser verstanden, die einen Werkzeugkopf mit einer Anzahl von Schneidzähnen mit jeweils einer Schneide aufweisen. Die jeweilige Schneide verläuft hierbei zunächst in einem stirnseitigen Radialabschnitt des jeweiligen Schneidzahns in etwa in radialer Richtung radial nach außen und geht über einen bogenförmigen Verlauf in einen sich im wesentlichen in Axialrichtung erstreckenden umfangsseitigen Axialabschnitt des Schneidzahns über. Unter Kugelfräser im engeren Sinn wird hierbei eine Kugelkopfgeometrie verstanden, bei der die jeweilige Schneide umgehend von der Bohrermitte entlang einer Kreisbogenlinie verläuft und einen konstanten Radius aufweist. Unter Kugelfräser werden vorliegend auch Fräser mit torusförmiger Geometrie verstanden, bei denen die Schneidenbereiche unterschiedliche Radien aufweisen bzw. im Radialabschnitt und/oder Axialabschnitt auch geradlinig verlaufen können.
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Derartige Kugelschaftfräser dienen zum erzeugen von „Kugelbahnen” in nur einem Verfahrensschritt. Ein entsprechendes Kugelbahnfräsen wird insbesondere im Automobilbereich eingesetzt und dort insbesondere im Bereich der Radaufhängungen, um eine gelenkige Radbefestigung zu ermöglichen. Die gewünschte Kugelbahn wird hierbei an der Umfangsseite einer Metallscheibe diese querend eingebracht.
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Aufgrund der hohen Stückzahlen handelt es sich hierbei um ein Massenfertigungsverfahren. Entsprechend kommt es auf eine möglichst hohe Prozessgeschwindigkeit bei gleichzeitig guter Bearbeitungsqualität ohne Nachbearbeitungsschritte an. Weiterhin ist eine hohe Standzeit des Werkzeugs erforderlich um den Herstellprozess nicht durch eine Vielzahl von erforderlichen Werkzeugwechselvorgängen zu belasten. Allerdings besteht grundsätzlich das Problem, dass die Bearbeitungsqualität mit zunehmender Prozessgeschwindigkeit kritisch wird bzw. dass die Schneiden einer höheren Belastung nicht Stand halten. Insbesondere tritt auch das Problem eines unruhigen, das Werkzeug belastenden Bearbeitungsprozesses sowie das Problem der Gradbildung auf.
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Gemäß der
WO 2008/116446 A1 ist ein Fräskopf aus Vollhartmetall vorgesehen, in dem ergänzend Schneidplatten zur Ausbildung der Schneiden eingesetzt sind. Der Fräskopf ist über ein Zwischenstück mit einem Werkzeughalter verbunden. Bei der Ausgestaltung gemäß der
DE 697 29 945 T2 besteht der Fräskopf aus einem pulvermetallurgisch hergestellten Werkstoff und ist über eine einen Spannschaft definierende Zugstange aus Stahl mit einem Werkzeughalter verbunden. In beiden bekannten Ausführungsvarianten werden Kühlmittelkanäle in den Werkzeugkopf geführt, die in Spannuten ausmünden, die zwischen den einzelnen Schneidzähnen ausgebildet sind.
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Aufgabe der Erfindung
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Fräser, insbesondere Kugelschaftfräser anzugeben, der eine zügige Werkstückbearbeitung mit hoher Qualität bei langer Standzeit ermöglicht.
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Lösung der Aufgabe
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen Fräser mit den Merkmalen eines Anspruchs 1. Der Fräser, insbesondere Kugelschaftfräser umfasst einen sich entlang einer Axialrichtung erstreckenden Werkzeugkopf, der eine Anzahl von Schneidzähnen mit einer jeweiligen Schneide aufweist. Zwischen den Schneidzähnen sind Freiräume gebildet, die Spannuten aufweisen. Die Schneidzähne weisen jeweils einen stirnseitigen Radialabschnitt sowie einen umfangsseitigen Axialabschnitt auf. Im Axialabschnitt sind nunmehr die jeweilige Schneide und die ihr zugeordnete Spannut gegenläufig geneigt angeordnet, und zwar derart, dass sich der Schneidzahn in Axialrichtung zu einem Fußbereich hin verbreitert. Unter gegenläufig geneigt wird hierbei allgemein verstanden, dass der Neigungswinkel der Schneide sowie der Spannut bezüglich einer Radialebene unterschiedlich sind, so dass von der Stirnseite zum rückwärtigen Ende des Werkzeugkopfes hin die Schneide und die Spannut auseinanderlaufen. Unter Radialebene wird hierbei eine Ebene verstanden, die von einer in Axialrichtung verlaufenden Mittenachse sowie einer Radialen hierzu aufgespannt wird und die von der Schneide im Axialabschnitt geschnitten wird.
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Der besondere Vorteil dieser Ausgestaltung ist darin zu sehen, dass der Schneidzahn an der Umfangsseite in Axialrichtung zunehmend breiter und damit stabiler wird und damit höhere Kräfte aufnehmen kann. Gleichzeitig wird durch die gegenläufige Ausgestaltung der Spannut zuverlässig sichergestellt, dass die Späne in Axialrichtung nach hinten abgeführt werden, was insbesondere für die Vermeidung einer Gradbildung von wesentlicher Bedeutung ist.
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Gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung ist die Schneide unter einem positiven Neigungswinkel orientiert. Dieser positive Neigungswinkel liegt insbesondere im Bereich von 5 bis 15° und insbesondere beispielsweise im Bereich von 10°. Unter positivem Neigungswinkel wird allgemein eine Orientierung der Schneide verstanden, bei der Werkzeugbearbeitung und vorgegebener Drehrichtung des Werkzeugkopfes zunächst die der Stirnseite zugewandten Schneidabschnitte des Axialabschnittes in das zu bearbeitende Werkstück eingreifen und erst dann sukzessive der Stirnseite angewandten Schneidabschnitte.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist insbesondere gleichzeitig vorgesehen, dass die Spannut unter einem negativen Neigungswinkel bezüglich der Axialrichtung orientiert ist, der insbesondere im Bereich von 1 bis 5° liegt. Dieser Winkel definiert insoweit zugleich einen Drallwinkel, unter dem die Spannut umfangsseitig eingebracht ist. Insbesondere diese Kombination aus dem positiven Neigungswinkel der Schneide, insbesondere im Bereich von 5 bis 15° und dem negativen Neigungswinkel insbesondere im Bereich von 1 bis 5° hat sich als besonders geeignet für ein zuverlässiges Fräsen mit hoher Geschwindigkeit und guter Verarbeitungsqualität erwiesen.
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In bevorzugter Weiterbildung ist im Axialabschnitt des Schneidzahnes eine Spannutleitstufe zur Spannut hin ausgebildet. Die Spanleitstufe bildet daher einen Übergangsbereich, welcher aufgrund des „Auseinanderlaufens” der Schneide und der Spannut die Schneide mit der ihr zugeordneten Spannut verbindet. Die Spanleitstufe gewährleistet eine zuverlässige Spanableitung von der Schneide in die Spannut.
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Die Spanleitstufe weist dabei in zweckdienlicher Ausgestaltung eine an die jeweilige Schneide anschließende plane Spanfläche auf. Im schneidennahen Bereich weist die Spanleitstufe daher keine Krümmung auf. Vielmehr liegt sie in einer Ebene, die von einem jeweiligen Schneidabschnitt im Radialabschnitt des Schneidzahns sowie in einem Schneidabschnitt im Axialabschnitt des Schneidzahns aufgespannt wird.
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Vorzugsweise geht die Spanfläche über einen Umlenkbereich zur Spannut hin über. Erst im Umlenkbereich erfolgt daher eine Orientierung der Spanleitstufe in Umfangsrichtung hin zu der Spannut. Vorzugsweise ist auch der Umlenkbereich als eine ebene Fläche ausgebildet, die sich insbesondere unter Ausbildung einer Verrundung an die Spanfläche anschließt. Die Spanfläche und der Umlenkbereich sind dabei vorzugsweise unter einem Umlenkwinkel im Bereich von 40 bis 60° und insbesondere im Bereich von etwa 50° zueinander orientiert.
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Insgesamt geht die Spannutleitstufe in bevorzugter Ausgestaltung an einer gegebenenfalls auch verrundenden Kante in die Spannut über. Diese Kante definiert eine Begrenzungslinie und verläuft dabei zweckdienlicherweise schräg zur Axialrichtung geneigt von einer radial inneren Position zu einer radial äußeren Position am Fußbereich des Schneidzahns. Durch diese Begrenzungslinie wird quasi der Beginn der Spannut entlang einer Linie definiert. An der Stirnseite beginnt diese Begrenzungskante bzw. Begrenzungslinie vorzugsweise etwa im Bereich von 40 bis 70% des Radius des Werkzeugkopfes. Die Begrenzungskante erreicht im rückwärtigen Bereich des Werkzeugkopfes die Umfangsseitenwand vorzugsweise auf einer axialen Höhe, an der die Schneide endet oder bereits geendet hat.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung weiterhin gelöst durch einen Fräser mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Danach ist eine Zweiteilung des Werkzeugkopfes in ein Trägerteil sowie ein Schneidteil vorgesehen, wobei das Schneidteil eine Anzahl von Schneidzähnen mit einer jeweiligen Schneide aufweist und die einzelnen Schneidzähne über Spannuten voneinander getrennt sind. Das Schneidteil besteht hierbei aus Hartmetall und ist auf dem Trägerteil irreversibel, insbesondere stoffschlüssig, beispielsweise durch Löten befestigt. Das Trägerteil besteht hierbei vorzugsweise aus einem im Vergleich zu Vollhartmetall weicheren und insbesondere elastischeren Werkstoff, insbesondere aus einem geeigneten Werkzeugstahl, beispielsweise ein sogenannter Warmarbeitsstahl.
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Aufgrund der hohen Härte des Schneidteils weist dieses eine hohe Verschleißbeständigkeit und gute Schneideigenschaften auf. Gleichzeitig ist das auf pulvermetallurgischem Wege hergestellte Schneidteil aufgrund der großen Härte vergleichsweise spröde, so dass die Herstellung und Bearbeitung eines vollständig aus Vollhartmetall bestehenden Werkzeugkopfes aufwändig und schwierig ist.
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Insbesondere ist beispielsweise das Einbringen von Kühlkanälen in einen Werkzeugkopf aus Vollhartmetall aufwändig. In einer bevorzugten Weiterbildung ist daher auch vorgesehen, dass Kühlkanäle bereits im Trägerteil ausmünden. Das aus dem Vollhartmetallwerkstoff bestehende Schneidteil ist daher frei von Kühlkanälen. Mündungsöffnungen der Kühlkanäle treten dabei vorzugsweise stirnseitig am Trägerteil aus, also beabstandet von der Umfangsfläche radial innenliegend.
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Die Mündungsöffnungen treten vorzugsweise in einer jeweiligen Spannut aus, um eine optimale Kühlmittelversorgung der jeweiligen Schneiden zu gewährleisten.
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Zweckdienlicherweise ist daher auch vorgesehen, dass die Spannuten aus dem Schneidteil in das Trägerteil hinein fortgeführt sind.
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Herstellungstechnisch wird hierzu insbesondere derart vorgegangen, dass das vorbereitete Schneidteil auf das Trägerteil insbesondere durch Löten aufgesetzt wird und dass anschließend eine Endbearbeitung erfolgt, bei dem unter anderem die Schneiden sowie die Spannuten (fertig)geschliffen werden. Bei diesem Schleifvorgang werden die Spannuten im Trägerteil ausgebildet. Ergänzende Finishing-Maßnahmen, wie Kantenverrundungen an den Schneiden, werden ebenfalls ausgeführt. Zweckdienlicherweise ist der gesamte Werkzeugkopf noch mit einer Beschichtung versehen, beispielsweise eine über ein PVD-Verfahren abgeschiedene Hartstoffbeschichtung, vorzugsweise eine Titan-Aluminium-Nitrid-Beschichtung. Insbesondere ist eine Mulitlayer-Beschichtung vorgesehen. Die Schichtdicke beträgt beispielsweise 3 μm.
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Die Stirnfläche des Trägerteils bildet eine Verbindungsebene zum Schneidteil hin und ist zweckdienlicherweise durch eine Planebene gebildet. Das Schneidteil kann über einen Zentrierzapfen in die Planebene eingreifen. Zweckdienlicherweise fluchten die Umfangsseiten des Trägerteils und des Schneidteils miteinander. Die beiden Teile weisen daher den gleichen Durchmesser auf. Das Trägerteil ist – im Ausgangszustand vor dem Verbinden mit dem Schneidteil – scheibenförmig ausgebildet. Die Scheibendicke, also ihre Erstreckung in Axialrichtung, ist kleiner oder etwa gleich groß wie die axiale Länge des Schneidteils.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung bilden der Spannschaft des Fräsers und das Trägerteil des Werkzeugkopfes ein einstückiges Bauteil, welches beispielsweise durch spanende Bearbeitung aus einem (einzigen) Werkstück gefertigt ist. Zwischen dem Spanschaft und dem Trägerteil gibt es daher keine irgendwie geartete Verbindungsstelle. Dieses einstückige Bauteil ist zweckdienlicherweise aus einem im Vergleich zu dem für das Schneidteil verwendeten Hartmetall weicheren und insbesondere elastischeren Werkzeugstahl, insbesondere Warmarbeitsstahl ausgebildet.
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Zweckdienlicherweise ist weiterhin vorgesehen, dass am Spanschaft ein Gewinde ausgebildet ist, welches zum Befestigen in einem Werkzeughalter vorgesehen ist. In dieser Ausbildung ist ein besonderer Vorteil der zweiteiligen Ausgestaltung des Werkzeuges zu sehen, bei der das Schneidteil auf das Trägerteil aufgelötet, also allgemein stoffschlüssig und irreversibel befestigt ist. Aufgrund der Sprödigkeit ist nämlich ein direktes Einspannen eines Vollhartmetallwerkzeugkopfes in einen Werkzeughalter nur schwer möglich, bzw. würde zum unmittelbaren Bruch des Werkzeugkopfes führen.
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Im Hinblick auf eine möglichst gute Bearbeitungsqualität ist weiterhin in zweckdienlicher Weiterbildung eine ungerade Anzahl von Schneiden und Schneidzähnen vorgesehen. Insbesondere sind 5 Schneidzähne vorgesehen. Um einen möglichst guten Rundlauf zu erzielen ist weiterhin vorzugsweise eine Ungleichverteilung der einzelnen Schneiden vorgesehen. Die Winkelabstände zwischen den einzelnen Schneiden variieren daher.
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Beschreibung der Figuren
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen
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1 eine perspektivische Darstellung eines Fräsers,
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2a eine Seitendarstellung des Fräsers gemäß 1,
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2b eine vergrößerte Darstellung des in 2a mit einem Kreis gekennzeichneten Details N,
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2c eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie R-R in 2b,
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3a eine weitere Seitenansicht des Fräsers gemäß 1,
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3b eine vergrößerte Darstellung des mit einem Kreis gekennzeichneten Details P in 3a,
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4a eine Aufsicht auf die Stirnseite des Fräsers gemäß 1,
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4b eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie B-B in 4a, sowie
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5 eine perspektivische Darstellung eines Werkzeughalters mit einem eingespannten Fräser gemäß 1.
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In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Der in den Figuren dargestellte Fräser 2 wird allgemein zur Erzeugung von sogenannten „Kugelbahnen”, insbesondere im Automobilbereich zur Ermöglichung einer gelenkigen Radaufhängung eingesetzt. Der Fräser 2 erstreckt sich insgesamt in Axialrichtung 4 und weist einen Werkzeugkopf 6 sowie einen sich daran anschließenden Spannschaft 8 auf. Mit dem Spannschaft 8 wird der Fräser 2 in einem Werkzeughalter 9 (vgl. 5) eingespannt. An seinem vorderen Ende weist der Spannschaft 8 einen Pass- oder Führungsbund 8A sowie an seinem rückwärtigen Ende einen Anzugsbolzen 8A auf. Unter Einspannen wird hierbei jegliche Befestigung verstanden, beispielweise eine Befestigung nach Art eines Bajonettverschlusses, insbesondere aber auch durch Einschrauben.
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Der Werkzeugkopf 6 ist im Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgebildet aus einem Trägerteil 10 sowie ein darauf insbesondere durch Hartlöten befestigtes Schneidteil 12. Das Trägerteil 10 weist – wie in 1 zu erkennen ist – eine Angriffsfläche für ein Werkzeug zur Montage (Einschrauben) im Werkzeughalter auf.
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Der Werkzeugkopf 6 weist mehrere Schneidzähne 14 auf, die jeweils eine Schneide 16 tragen. Zwischen jedem Schneidzahn 14 ist ein Freiraum ausgebildet, welcher jeweils eine Spannut 18 aufweist. Im Ausführungsbeispiel sind fünf Schneidzähne 14 vorgesehen.
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Die Schneidzähne 14 weisen bei derartigen nach Art von Kugelfräsern ausgebildeten Schaftfräsern einen stirnseitigen Radialabschnitt 14A sowie einen sich in Axialrichtung erstreckenden umfangseitigen Axialabschnitt 14B auf. Unter Radialabschnitt 14A wird hierbei ein Abschnitt des Schneidzahns verstanden, welcher sich zumindest im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckt. Prinzipiell kann hierbei auch ein bogenförmiger Schneidenverlauf vorgesehen sein. Unter Axialabschnitt 14B wird ein Abschnitt verstanden, welcher sich an der Umfangseite des Werkzeugkopfes in axialer Richtung erstreckt. In Ausführungsbeispiel weisen sowohl der Radialabschnitt 14A als auch der Axialabschnitt 14B in weiten Teilen geradlinige Verläufe auf, die über einen bogenförmigen Abschnitt miteinander verbunden sind. Korrespondierend zu den Schneidzähnen 14 sind auch die Schneiden 16 entsprechend ausgebildet, weisen also ebenfalls einen Axialabschnitt und einen Radialabschnitt auf, die über einen bogenförmigen Schneidenabschnitt miteinander verbunden sind. Der Radialabschnitt 14A verläuft daher ausgehend von einer stirnseitigen Fräsermitte in radialer Richtung nach außen, geht bogenförmig in eine Umfangseite des Werkzeugkopfes 6 über und erstreckt sich anschließend im Axialabschnitt 14B in Axialrichtung 4 weiter.
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Im Betrieb rotiert der Fräser 2 um die Axialrichtung 4, die zugleich eine Mittenachse definiert, in der in 1 eingezeichneten Drehrichtung 17.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist nunmehr vorgesehen, dass sich der Schneidzahn 14 in Axialrichtung 4 zu einem Fußbereich 19 hin verbreitert und damit insgesamt stabil ausgebildet ist. Dieser Aspekt wird nunmehr insbesondere im Zusammenhang mit den 2a, 2b, 2c sowie den 3a, 3b näher erläutert. Von besonderer Bedeutung ist hierbei, dass die jeweilige Spannut 18 und der Schneidzahn 14 in seinem Axialabschnitt 14B gegenläufig bezüglich der Axialrichtung 4 geneigt ausgebildet sind. Dies ist am Besten aus der vergrößerten Darstellung gemäß der 3b zu entnehmen.
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Unter Neigung der Spannut 18 wird hierbei eine Neigung einer Begrenzungslinie 20 der Spannut 18 bezüglich der Axialrichtung 4 verstanden, wobei diese Begrenzungslinie 20 der Spannut 18 insbesondere durch ein Schleifverfahren zur Ausbildung der Spannut 18 definiert ist. Üblicherweise wird zur Ausbildung der Spannut eine Schleifscheibe verwendet, deren Umfangsfläche gerundet ist, wobei diese Rundung die Rundung der Nut definiert. Gleichzeitig definiert die Breite der Schleifscheibe die Breite der Nut und insoweit die Begrenzungslinie 20 der Spannut 18. Sofern vorher daher von einer Neigung der Spannut 18 bezüglich der Axialrichtung 4 gesprochen wird, bedeutet dies die Neigung der dem jeweiligen Schneidzahn 14 benachbarten Begrenzungslinie 20.
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Die Neigung der Spannut 18 beziehungsweise des Schneidzahns 14 wird dabei bezüglich einer Radialebene festgelegt. Diese Ebene ist in der 3b definiert durch die Axialrichtung 4 sowie die in die Papierebene hinein verlaufende Senkrechte.
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Der Schneidzahn 14 ist bezüglich der Axialrichtung 4 dabei zweckdienlicherweise unter einem positiven Neigungswinkel α1 orientiert, der vorzugsweise im Bereich zwischen 5° und 10° liegt. Gleichzeitig ist die Spannut 18 vorzugsweise unter einem negativen Neigungswinkel α2 bezüglich der Axialrichtung 4 orientiert, wobei dieser negative Neigungswinkel α2 zweckdienlicherweise im Bereich bis 5° Grad liegt. Im Ausführungsbeispiel liegt der Wert für α1 bei 10° und der für α2 bei 3°.
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Wie insbesondere aus den 1 sowie 2a, 2b, 2c zu entnehmen ist, schließt sich an die Schneide 16 eine Spanleitstufe 22 an, die von der jeweiligen Schneide 16 zur Begrenzungslinie 20 und damit zur Spannut 18 verläuft. Die Spanleitstufe 22 weist im Ausführungsbeispiel eine an die Schneide 16 angrenzende ebene, plane Spanfläche 24 an. Diese ist im Ausführungsbeispiel in etwa nach Art eines Kreisbogensegments ausgebildet. Die Spanfläche 24 beginnt etwa auf Höhe des halben Radiuses im Radialabschnitt 14A und erstreckt sich ebenfalls auf etwa halbe axiale Höhe des Axialabschnittes 14B (vergleiche insbesondere 1). In diesem Bereich verläuft die Spanfläche 24 daher in der durch die Schneide 16 (durch deren Axial- und Radialabschnitt) aufgespannten Ebene.
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An die Spanfläche 24 schließt sich schließlich ein Umlenkbereich 26 der Spanleitstufe 22 an. Erst in diesem Umlenkbereich 26 erfolgt daher der Ausgleich zur Spannut 18 hin in Umfangsrichtung.
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Die Spanfläche 24 sowie der Umlenkbereich 26 hin zur Begrenzungslinie 20 sind insbesondere auch aus der 2c gut zu erkennen. Hieraus ist zu entnehmen, dass die Spanfläche 24 und der ebenfalls als ebene Fläche ausgebildete Umlenkbereich 26 unter einem Umlenkwinkel β orientiert sind. Dieser liegt vorzugsweise im Bereich von 40 bis 60 Grad, im Ausführungsbeispiel vorzugsweise bei 50 Grad.
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Durch diese spezielle Schneidengeometrie konnten sehr gute Bearbeitungsergebnisse erzielt werden bei hoher Bearbeitungsgeschwindigkeit und gleichzeitig guter Oberflächenqualität. Insbesondere ist durch die spezielle gegenläufige Ausbildung der Spannut 18 und des Schneidzahns 14 eine stabile Ausbildung des Schneidzahns 14 erreicht und gleichzeig gewährleistet, dass beim Fräsen der Kugelbahn insbesondere an deren auslaufendem Ende kein Grad entsteht. Durch die gegenläufige Ausgestaltung der Spannut 18 ist gewährleistet, dass diese unter dem negativen Neigungswinkel α2 angeordnet ist und somit eine Spanabfuhr in den rückwertigen axialen Bereich erfolgt. Dies ist für die erforderliche angestrebte Qualität bei der geforderten hohen Zerspanungsleistung (hohe Spanabtragungsrate) von entscheidender Bedeutung.
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Der zweite Aspekt, nämlich die zweiteilige Ausgestaltung des Werkzeugkopfes 6, wird nachfolgend insbesondere im Zusammenhang mit der 1 sowie den 4a und 4b näher erläutert. Wie insbesondere der Schnittdarstellung gemäß 4b zu entnehmen ist, bildet der Spannschaft 8 und das Trägerteil 10 ein aus einem Stück gefertigtes Bauteil. Insbesondere wird dieses durch Drehen hergestellt. Dieses Bauteil besteht hierbei aus einem herkömmlichen Werkzeugstahl, insbesondere einem Warmarbeitsstahl, welcher sich gut bearbeiten lässt.
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Für die Ausgestaltung ist von besonderer Bedeutung, dass das Bauteil bestehend aus Trägerteil 10 und Spannschaft 8 in etwa T-förmig ausgebildet ist, wobei die Oberseite des T-Kopfes als eine Flachseite ausgebildet ist, auf die das Schneidteil 12 aufgesetzt ist. Für eine Zentrierung weist das Schneidteil 12 einen Zentrierzapfen 28 auf. Trägerteil 10 und Schneidteil 12 weisen daher den gleichen Durchmesser auf und schließen umfangsseitig fluchtend aneinander an.
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Der Spannschaft 8 enthält eine zentrale Kühlmittelzuführung 30, von der als Bohrungen ausgebildete Kühlkanäle 32 schräg nach außen abgehen und jeweils an einer Mündungsöffnung 34 enden. Die jeweilige Mündungsöffnung 34 liegt in der vorderen Stirnseite des Trägerteils 10 und insbesondere innerhalb der jeweiligen Spannut 18. Aufgrund des nachträglichen Einschleifens der Spannuten 18, die sich in das Trägerteil 10 hinein erstrecken, liegt die Mündungsöffnung 34 in einem dann gewölbten Flächenbereich der ursprünglich planen Stirnfläche des Trägerteils 10. Im Schneidteil 12 selbst sind keinerlei Kühlkanäle 32 ausgebildet. Das Einbringen der Kühlkanäle 32 ausschließlich in das aus dem Werkzeugstahl bestehendem Trägerteil 10 ist herstellungstechnisch vergleichsweise einfach zu verwirklichen. Gleichzeitig erfolgt keine Schwächung des Schneidteils 12 durch das zusätzliche Einbringen von Kühlkanälen.
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Der Spannschaft 8 weist an seinem rückwärtigen Ende vorzugsweise ein Außengewinde zum Einschrauben in den Werkzeughalter 9 auf. Durch den vergleichsweise weichen und (zäh-)elastischen Werkstoff des Spannschafts 8 ist eine zuverlässige und sichere Befestigung des Fräsers 2 im Werkzeughalter 9 ermöglicht. Der Werkzeughalter 9 selbst weist an seinem rückwärtigen Ende eine Kupplung auf, im Ausführungsbeispiel eine HSK-Kupplung zum reversiblen Befestigen an einer Maschinenspindel.
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Vorzugsweise wird der gesamte Werkzeugkopf, sowohl das Trägerteil 10 als auch das Trägerteil 12 mit einer Hartstoff-Beschichtung versehen.
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Insbesondere durch die Kombination der speziellen Ausgestaltung der Scheidengeometrie (gegenläufige Ausrichtung der Schneidzähne 14 und der Spannuten 18, insbesondere mit der speziellen Ausgestaltung der Spanleitstufe 22) mit der zweiteiligen Ausgestaltung des Werkzeugkopfes ist ein Fräser 2, insbesondere Kugelschaftfräser erhalten, welcher sich durch deutlich verbesserte Standzeiten bei hoher Bearbeitungsqualität und hoher Prozessgeschwindigkeit (hohe Zerspanungsleistung) auszeichnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2008/116446 A1 [0002, 0006]
- DE 69729945 T2 [0002, 0006]
