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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung bezieht sich auf ein drehendes Schneidwerkzeug. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen massiven Stirnfräser mit einer doppelt positiven Endgeometrie (d. h. positivem Rück- und Seitenspanwinkel an sowohl der Vorder- wie auch der Rückkante), die dem Stirnfräser ermöglicht, einen Schrägeintauchvorgang mit einem besonders steilen Eintauchwinkel vorzunehmen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ganz grundlegend bedeutet Fräsen das Zusammentreffen eines drehenden Werkzeuges mit einem festgeklemmten und ortsfesten Werkstück im Gegensatz zum Drehen, bei dem das Werkzeug ortsfest ist und sich der Werkstoff dreht. Tatsächlich wird von der Werkzeugmaschine ein Vorschub an das Werkstück übertragen. Das Zusammentreffen der Drehbewegung des Schneidwerkzeugs und der Schneidkante der Werkzeuge verursacht schwankende Schnittkräfte: Schwingung, Wärme, und wenn alles gut geht, Späne.
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Fräsmaschinen können entweder über eine senkrechte oder eine waagrechte Spindelausrichtung verfügen, und üblicherweise werden beim Stirnfräsen flache Oberflächen geschnitten, aber mehrachsige CNC-Maschinen ermöglichen das Einschließen dreidimensionaler Bewegungen. Nichtsdestoweniger gibt es vier grundlegende Arten des Fräsens: Stirnfräsen, Umfangfräsen, Langlochfräsen und Sonderanwendungen.
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Stirnfräsen wird zur Herstellung einer flachen Oberfläche (Stirn) auf dem Werkstück verwendet. Im Allgemeinen liegt die Schneidebene senkrecht zur Drehachse, und die Schneidwerkzeuge verfügen meistens über eine einzige Reihe an Wendeschneidplatten, die mit einer großen Bandbreite an Schneidgeometrien, Einsätzen, Voreilwinkeln und Installationsanpassungen konzipiert sind. Die Anforderungen der Oberflächenbeschaffenheit stellen einen wichtigen Beitrag bei der Festlegung der besten Werkzeugart dar. In der Regel wird Stirnfräsen mit Werkzeugen vorgenommen, die einen Voreilwinkel für eine lange Werkzeug-Lebensdauer und ein verringertes Risiko für ein Ausbrechen beim Verlassen des Werkstücks bieten.
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Das Umfangfräsen erzeugt parallel zur Spindeldrehung eine primäre Oberfläche. Gelegentlich wird eine sekundäre Oberfläche erzeugt. Die Schneidebene liegt gewöhnlich parallel zur Drehachse. Schneidwerkzeuge zum Umfangfräsen können aus Schnellarbeitsstahl, massivem Karbid oder auf der Grundlage von Wendeschneidplatten sein. Schneidwerkzeuge auf der Grundlage von Wendeschneidplatten können eine oder mehrere Reihen an Wendeschneidplatten umfassen und können eine gleichzeitige Stirnfräs-Tätigkeit erzeugen.
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Das Langlochfräsen wird verwendet, um ein Langloch oder einen Kanal im Werkstück zu erzeugen. Es gibt zwei primäre Arten von Langlochfräsen-Schneidwerkzeugen: Scheibenfräser und Stirnfräser. Scheibenfräser können aus Schnellarbeitsstahl, hartgelötetem Karbid oder auf der Grundlage von Wendeschneidplatten sein. Sie werden in der Regel bei Tätigkeiten, die senkrecht zur Spindeldrehung vorgenommen werden, verwendet.
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Die für Langloch-Frästätigkeiten verwendeten Stirnfräser sind den beim Umfangfräsen verwendeten Werkzeugen ähnlich. Das erzeugte Langloch ist parallel zur Spindeldrehung. Dennoch gehören Stirnfräser aufgrund des vollständigen Eingriffs am Umfang, mangelhafter Spanbildung und -entfernung nicht zur ersten Wahl für Langloch-Frästätigkeiten.
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Obwohl sie sehr vielseitig sind, sind Stirnfräser aufgrund des geringeren Werkzeugdurchmessers und der größeren Länge die am wenigsten stabilen Fräswerkzeuge. Der Durchmesser ist aufgrund der hohen Tangentialkräfte, die durch ihn hindurch wirken, der schwächste Abschnitt des Werkzeugs.
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Sonderanwendungen umfassen unter anderem Tauchfräsen über Z-Achse, Schrägeintauchen, Schraubenlinien- und Kreisinterpolation und Wirbelfräsen.
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Das Tauchfräsen über Z-Achse wird im Allgemeinen zum Entfernen großer Mengen an Werkstück-Material verwendet. Die Schnittkräfte werden dem Schneidwerkzeug für größere Metallentferungsraten mit der Tauglichkeit für lange Auskragung axial zugeführt. Die Schneidebene liegt senkrecht zur Drehebene.
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Schrägeintauchen erzeugt eine gewinkelte Oberfläche auf dem Werkstück oder wird an der Eintrittsstelle verwendet, um eine Tasche herzustellen (Taschenfräsen). Im Vergleich zum Tauchfräsen kann sich das Schrägeintauchen je nach Bedingungen als weniger produktiv erweisen. Dies ist zudem eine typische Anwendungsanforderung beim Taschenfräsen aus einem massiven Werkstück.
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Schraubenlinien- und Kreisinterpolation werden im Allgemeinen zum Erzeugen einer zylindrischen Oberfläche auf dem Werkstück oder zum Erzeugen von Eintrittsstellen für spätere Anwendungen verwendet. Diese Anwendung erfordert je nach Art des gewählten Werkzeugs nicht notwendigerweise ein bestehendes Loch.
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Wirbelfräsen ist eine Anwendung, die in der Regel ein Langloch in schwer maschinell zu bearbeitenden Werkstoffen erzeugt. Es verwendet eine Kombination aus Umfangfräsen und Kreisinterpolation auf der X- und Y-Ebene.
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Im Bereich Fräsen hat das Schrägeintauchen schrittweise an Bedeutung gewonnen. Die Geschwindigkeit und die präzise Interpolation moderner CNC-Maschinen ermöglichen bei kleinen Werkzeugen, ein sehr viel größeres Loch oder eine sehr viel größere Tasche in relativ kurzer Zeit zu fräsen. Dafür stellt das Schrägeintauchen ein wichtiges Element dar. Entweder vollzieht das Werkzeug das Schrägeintauchen von einer Durchgangsebene zur nächsten innerhalb des Merkmals oder es folgt einem schraubenförmigen Pfad mit einem konstanten Winkel bis hinunter in die Tiefe des Merkmals.
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Einschränkungen der Tauglichkeit zum Schrägeintauchen sind im Allgemeinen im Werkzeug begründet. Viele Stirnfräser, die zum Schrägeintauchen fähig sind, wurden nicht notwendigerweise im Hinblick auf dieses Fräsverfahren konzipiert. Wird ein Werkzeug im Hinblick auf das Schrägeintauchen konzipiert, ändern sich verschiedene Merkmale.
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Ein Werkzeug mit der Tauglichkeit zum Schrägeintauchen in einem steileren Winkel erreicht das untere Ende des Merkmals früher und reduziert damit potenziell die Bearbeitungsdauer. Deshalb wäre es wünschenswert, einen Stirnfräser zu konzipieren, der während dem Schrägeintauchen für besonders steile Eintauchwinkel (d. h. mehr als zehn (10) Grad) tauglich ist.
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ZUSAMMENFASSENDE BESCHREIBUNG
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Das Problem, einen Stirnfräser zu konzipieren, der für einen besonders steilen Eintauchwinkel (d. h. mindestens zehn (10) Grad) tauglich ist, wird gelöst, indem ein Stirnfräser bereitgestellt wird, der über eine Schneidplatte mit einer doppelt positiven Geometrie (d. h. positivem Rück- und Seitenspanwinkel an sowohl der Vorder- wie auch der Rückkante) verfügt, wenn die Rückfläche das Werkstück während eines Schrägeintauchvorgangs berührt, ohne das Werkstück in der Mitte des Stirnfräsers zu berühren.
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In einem Aspekt der Erfindung umfasst ein drehendes Schneidwerkzeug mit einer Längsachse einen Schaftabschnitt; einen Schneidabschnitt, der sich vom Schaftabschnitt zu einer Schneidplatte erstreckt, wobei der Schneidabschnitt eine Schnittlänge und eine Mehrzahl an Schneiden, die durch Spannuten, die sich entlang der Schnittlänge erstrecken, getrennt sind, umfasst, wobei jede Schneide eine Vorderfläche, eine Rückfläche, eine sich zwischen der Vorderfläche und der Rückfläche erstreckende Schneidlippen-Oberfläche und eine Schneidkante am Schnittpunkt zwischen der Vorderfläche und der Schneidlippen-Oberfläche umfasst, wobei die Schneidplatte einen Eckenradius, einen ersten Abschnitt in der Nähe eines Außendurchmessers des drehenden Schneidwerkzeugs, einen dritten Abschnitt in der Nähe der Mittelachse und einen zweiten Abschnitt zwischen dem ersten und dritten Abschnitt umfasst, wobei die Rückfläche ein Werkstück während eines Schrägeintauchvorgangs in einer Weise berührt, dass der erste, zweite und dritte Abschnitt der Schneidplatte eine doppelt positive Geometrie aufweist, so dass dem drehenden Schneidwerkzeug ermöglicht wird, den Schrägeintauchvorgang mit einem Eintauchwinkel von mindestens zehn Grad vorzunehmen.
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In einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst ein drehendes Schneidwerkzeug mit einer Längsachse einen Schaftabschnitt; einen Schneidabschnitt, der sich vom Schaftabschnitt zu einer Schneidplatte erstreckt, wobei der Schneidabschnitt eine Schnittlänge und eine Mehrzahl an Schneiden, die durch Spannuten, die sich entlang der Schnittlänge erstrecken, getrennt sind, umfasst, wobei jede Schneide eine Vorderfläche, eine Rückfläche, eine sich zwischen der Vorderfläche und der Rückfläche erstreckende Schneidlippen-Oberfläche und eine Schneidkante am Schnittpunkt zwischen der Vorderfläche und der Schneidlippen-Oberfläche umfasst, wobei die Schneidplatte einen Eckenradius, einen in der Nähe eines Außendurchmessers des drehenden Schneidwerkzeugs befindlichen ersten Abschnitt, der mit einem ersten Wölbungswinkel in Bezug auf eine zur Mittelachse senkrechte Ebene gebildet ist, einen in der Nähe der Mittelachse befindlichen dritten Abschnitt, der mit einem dritten Wölbungswinkel in Bezug auf die zur Mittelachse senkrechte Ebene gebildet ist, und einen zwischen dem ersten und dritten Abschnitt befindlichen zweiten Abschnitt, der mit einem zweiten Wölbungswinkel in Bezug auf die zur Mittelachse senkrechte Ebene gebildet ist, umfasst, wobei der erste Wölbungswinkel betragsmäßig kleiner als der zweite Wölbungswinkel ist und wobei der zweite Wölbungswinkel betragsmäßig kleiner als der dritte Wölbungswinkel ist und wobei die Rückfläche ein Werkstück während eines Schrägeintauchvorgangs in einer Weise berührt, dass der erste, zweite und dritte Abschnitt der Schneidplatte eine doppelt positive Geometrie aufweisen, so dass dem drehenden Schneidwerkzeug ermöglicht wird, den Schrägeintauchvorgang mit einem Eintauchwinkel von mindestens zehn Grad vorzunehmen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Obwohl verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung abgebildet werden, sollen die gezeigten spezifischen Ausführungsbeispiele nicht als die Ansprüche einschränkend ausgelegt werden. Es wird erwartet, dass verschiedene Änderungen und Anpassungen vorgenommen werden können, ohne dass vom Umfang dieser Erfindung abgewichen wird.
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1 ist eine zentralperspektivische Ansicht eines drehenden Schneidwerkzeugs mit Tauglichkeit für steile Eintauchwinkel in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 ist eine vergrößerte zentralperspektivische Ansicht des Schneidabschnitts des drehenden Schneidwerkzeugs aus 1;
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3 ist eine Schnittansicht des drehenden Schneidwerkzeugs entlang der Linie 3-3 aus 2;
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4 ist eine vergrößerte Seitenansicht des drehenden Schneidwerkzeugs aus 1 mit Darstellung der Schneidplatte mit verschiedenen Wölbungswinkeln;
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5 ist eine weitere vergrößerte Seitenansicht des drehenden Schneidwerkzeugs aus 1 mit Darstellung des positiven Rückspanwinkels der Schneidplatte;
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6 ist eine Rückansicht des drehenden Schneidwerkzeugs aus 1 mit Darstellung des positiven Endspanwinkels der Schneidplatte; und
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7 ist eine schematische Darstellung des drehenden Schneidwerkzeugs aus 1 während eines Schrägeintauchvorgangs mit Darstellung der Rückfläche der Schneide bei Berührung des Werkstücks, so dass dem drehenden Schneidwerkzeug ermöglicht wird, über eine Tauglichkeit für steile Eintauchwinkel von mindestens zehn Grad zu verfügen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In den 1–3, auf die nun Bezug genommen wird, ist ein drehendes Schneidwerkzeug 10 vorgesehen, das über einen Schaftabschnitt 12, einen Schneidabschnitt 14 mit einer Schneidplatte 15 und eine Längsachse 16 verfügt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das drehende Schneidwerkzeug 10 einen massiven Stirnfräser mit einem Schnittdurchmesser D (3 und 6). Die Gesamtform des Schneidabschnitts 14 kann eine zylindrische Form oder eine kegelstumpfförmige Form aufweisen, ist aber nicht darauf beschränkt. Der Schneidabschnitt 14 enthält eine Mehrzahl an Schneiden 18, die durch Spannuten 20, die sich entlang der Länge des Schneidabschnitts 14 erstrecken, getrennt sind. Der Stirnfräser 10 dreht sich in einer Richtung des Pfeils R (3 und 6). Jede Schneide 18 verfügt über eine Vorderfläche 22, eine Rückfläche 24 und eine Schneidlippen-Oberfläche 26, die eine Brücke zwischen Vorderfläche 22 und Rückfläche 24 bildet. Der Schnittpunkt zwischen der Vorderfläche 22 und der Schneidlippen-Oberfläche 26 bildet eine Schneidkante 28 für die jeweilige Schneide 18.
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Wie hierin verwendet ist Rückspanwinkel als der Winkel zwischen der Fräserzahnfläche einer Schneide eines Fräswerkzeugs oder einer Reibahle und einer zu ihrer Drehachse parallelen Linie definiert. Der Seitenspanwinkel ist als der Winkel zwischen der Fräserzahnfläche einer Schneide und einer radialen Linie, die durch die Schneidkante in einer zur Schreidachse senkrechten Ebene hindurchläuft, definiert. Der Endspanwinkel ist als der Winkel zwischen der Schneidplatte am Ende einer Schneide und einer radialen Linie, die durch die Schneidkante in einer zur Schreidachse senkrechten Ebene hindurchläuft, definiert. Der positive Rückspanwinkel ist als eine Spangeometrie definiert, die darauf hindeutet, dass die Schneidkante auf der Längs-Mittellinie des Schneidwerkzeugs platziert ist und sich die Oberseite der Schneidkante von der Längs-Mittellinie zurück und weg neigt. Der positive Seitenspanwinkel ist als eine Spangeometrie definiert, die darauf hindeutet, dass die Schneidkante auf der Radial-Mittellinie des Schneidwerkzeugs platziert ist und sich die Oberseite der Schneidkante von der Radial-Mittellinie zurück und weg neigt. Der positive Endspanwinkel ist als eine Spangeometrie definiert, die darauf hindeutet, dass die Schneidplatte am Ende der Schneide auf der Radial-Mittellinie des Schneidwerkzeugs platziert ist und sich die Schneidplatte von der Radial-Mittellinie zurück und weg neigt. Eine doppelt positive Geometrie ist als eine Werkzeugausrichtung definiert, die eine Kombination aus positiven Rück- und Seitenspanwinkeln oder eine Kombination aus positiven Rück- und Endspanwinkeln verwendet. Schrägeintauchen ist als eine Kombination einer Z-Achsen-Bewegung gleichzeitig mit X-, Y- oder kombinierter Achsbewegung definiert. Wölbungswinkel ist als der Winkel definiert, der von der Endschneidkante in Bezug auf eine zur Fräserachse senkrechte Ebene gebildet wird. Schrägungswinkel ist als der Winkel definiert, der von der Vorderfläche der Schneidlippe mit einer die Fräserachse enthaltenden Ebene gebildet wird. Eintauchwinkel ist als der Winkel definiert, der vom Schneidwerkzeug erzeugt wird, wenn das Schneidwerkzeug in die Richtung sowohl der Z-Achse als auch einer weiteren Achse (X- oder Y-Achse) in Bezug auf das Werkstück bewegt wird und wird durch die folgende Gleichung definiert: Eintauchwinkel = Tan/1 × Z-Achsen-Vorschub/X/Y-Achsen-Vorschub (1). Steiler Eintauchwinkel ist als ein Eintauchwinkel von mindestens zehn (10) Grad definiert.
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Im abgebildeten Ausführungsbeispiel verfügt der Stirnfräser 10 über insgesamt fünf (5) Schneiden 18 und Spannuten 20. Es ist jedoch davon auszugehen, dass die Erfindung nicht durch die Anzahl an Schneiden und Spannuten beschränkt wird und dass die Erfindung mit einer geringeren oder größeren Anzahl an Schneiden und Spannuten umgesetzt werden kann. Beispielsweise kann die Erfindung mit vier (4) Schneiden und Spannuten, sechs (6) Schneiden und Spannuten, acht (8) Schneiden und Spannuten usw. umgesetzt werden.
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Die Schneiden 18 und Spannuten 20 des Schneidabschnitts 14 erstrecken sich spiralförmig innerhalb des Schneidabschnitts 14 mit einem Schrägungswinkel 30 von zwischen etwa dreißig (30) und etwa fünfundvierzig (45) Grad in Bezug auf die Längsachse 16. In anderen Ausführungsbeispielen sind die Schneiden 18 und Spannuten 20 „gerade Spannuten”, die sich parallel zur Längsachse 16 erstrecken. Im abgebildeten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Schneiden 18 und Spannuten 20 des Schneidabschnitts 14 spiralförmig innerhalb des Schneidabschnitts 14 mit einem Schrägungswinkel 30 von etwa achtunddreißig (38) Grad.
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In 3, auf die nun Bezug genommen wird, ist die Winkelteilung 32 zwischen den Schneiden 18 und den Spannuten 20 im Wesentlichen gleich. Im abgebildeten Ausführungsbeispiel beträgt die Winkelteilung beispielsweise in etwa zweiundsiebzig (72) Grad (360 Grad/5 Schneiden = 72 Grad). Es ist jedoch davon auszugehen, dass die Erfindung nicht durch gleichmäßig verteilte Schneiden und Spannuten beschränkt wird und dass die Erfindung mit ungleichmäßig verteilten Schneiden und Spannuten umgesetzt werden kann. Darüber hinaus bildet die Schneidkante 28 jeder Schneide 18 einen positiven Seitenspanwinkel 45. Der Stirnfräser 10 enthält zusätzlich ein Kühlmittelloch 34, um Kühlmittel für die Schnittstelle zwischen dem Stirnfräser 10 und dem Werkstück bereit zu stellen. Im abgebildeten Ausführungsbeispiel ist das Kühlmittelloch 34 konzentrisch zur Mittelachse 16 des Stirnfräsers 10. Es ist davon auszugehen, dass das Kühlmittelloch 34 optional ist und die Erfindung falls gewünscht ohne ein Kühlloch umgesetzt werden kann.
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In den 4 und 5, auf die nun Bezug genommen wird, ist ein Aspekt der Erfindung, dass das Endprofil der Schneidplatte 15 des Stirnfräsers 10 derart ist, dass die Schneidplatte 15 jeder Schneide 18 über mehrere Wölbungswinkel und eine doppelt positive Geometrie (d. h. positive Rück- und Seitenspanwinkel) verfügt, wenn sowohl die Vorderfläche 22 als auch die Rückfläche 24 das Werkstück 100 berühren. Dadurch ist der Stirnfräser 10 gemäß der Erfindung fähig, steile Eintauchwinkel von mehr als zehn (10) Grad zu erreichen. Es ist wohlbekannt, dass der Innendurchmesser (I.D.) den radial innersten Abschnitt der Schneidplatte 15 in der Nähe des Kühlmittellochs 34 und der Außendurchmesser (A.D.) den radial äußersten Abschnitt der Schneidplatte 15 in der Nähe des Umfangs des Stirnfräsers 10 darstellt.
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Wie in 4 gezeigt enthält die Schneidplatte 15 jeder Schneide 18 einen Eckenradius 36 zur Stärkung der Schneidecke, einen ersten Schneidabschnitt 38 mit einem ersten Wölbungswinkel 39 in Bezug auf eine zur Mittelachse 16 senkrechten Ebene 17, einen zweiten Zwischen-Schneidabschnitt 40 mit einem zweiten Wölbungswinkel 41 und einen dritten Schneidabschnitt 42 mit einem dritten Wölbungswinkel 43. Genauer gesagt ist der erste Wölbungswinkel 39 betragsmäßig kleiner als der zweite und dritte Wölbungswinkel 41, 43, und der zweite Wölbungswinkel 41 ist betragsmäßig kleiner als der dritte Wölbungswinkel 43. In anderen Worten ist der dritte Wölbungswinkel 43 betragsmäßig größer als sowohl der erste als auch der zweite Wölbungswinkel 39, 41. Beispielweise kann der erste Wölbungswinkel 39 in einem Bereich zwischen etwa einem (1) Grad und etwa acht (8) Grad liegen, kann der zweite Wölbungswinkel 41 in einem Bereich zwischen etwa neun (9) Grad und etwa zwanzig (20) Grad liegen und kann der dritte Wölbungswinkel 43 in einem Bereich zwischen etwa einundzwanzig (21) Grad und etwa fünfundvierzig (45) Grad liegen. In einem Ausführungsbeispiel beträgt der erste Wölbungswinkel 39 etwa vier (4) Grad, beträgt der zweite Wölbungswinkel 41 etwa dreizehn (13) Grad und beträgt der dritte Wölbungswinkel 43 etwa achtunddreißig (38) Grad. Es ist davon auszugehen, dass die Erfindung mit anderen Wölbungswinkeln umgesetzt werden kann, solange der erste Wölbungswinkel 39 betragsmäßig kleiner als der zweite und dritte Wölbungswinkel 41, 43 ist und solange der dritte Wölbungswinkel 43 betragsmäßig größer ist als sowohl der erste als auch der zweite Wölbungswinkel 39, 41.
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In den 3–6, auf die nun Bezug genommen wird, ist ein anderer Aspekt der Erfindung, dass die Vorderfläche 22 und die Rückfläche des Stirnfräsers 10 eine doppelt positive Geometrie hat. Genauer gesagt haben sowohl der erste Schneidabschnitt 38 in der Nähe des Außendurchmessers als auch der dritte Schneidabschnitt 42 in der Nähe des Innendurchmessers der Vorderfläche 22 des Stirnfräsers 10 eine doppelt positive Geometrie (d. h. sowohl einen positiven Rückspanwinkel 44 als auch einen positiven Seitenspanwinkel 45). Außerdem haben sowohl der erste Schneidabschnitt 38 in der Nähe des Außendurchmessers als auch der dritte Schneidabschnitt 42 in der Nähe des Innendurchmessers der Rückfläche 22 des Stirnfräsers 10 eine doppelt positive Geometrie (d. h. sowohl einen positiven Rückspanwinkel 44 als auch einen positiven Endspanwinkel 46). Die Rückspanwinkel, Seitenspanwinkel und Endspanwinkel 44, 45, 46 können in einem Umfang zwischen etwa einem (1) Grad und etwa fünfzehn (15) Grad liegen. So betragen in einem Ausführungsbeispiel die Rückspanwinkel, Seitenspanwinkel und Endspanwinkel 44, 45, 46 beispielsweise etwa (7) Grad.
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Die Kombination der mehreren Wölbungswinkel und die doppelt positive Geometrie des ersten und dritten Schneidabschnitts 38, 42 an der Schneidplatte 15 ermöglichen, dass der Stirnfräser 10 gemäß der Erfindung das Werkstück die ganze Strecke bis zum Kühlmittelloch dynamisch fräsen kann und bietet somit im Vergleich zu konventionellen Stirnfräsern eine Tauglichkeit für besonders steile Eintauchwinkel. Genauer gesagt ermöglichen die mehrfachen Wölbungswinkel und die doppelt positive Geometrie der Schneidplatte, dass der Stirnfräser 10 gemäß der Erfindung mit einem besonders steilen Eintauchwinkel von mindestens zehn (10) Grad in Richtung des Pfeils 48 schrägeintauchen kann.
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7 zeigt eine schematische Darstellung des Stirnfräsers 10 gemäß der Erfindung während eines Schrägeintauchvorgangs (d. h. Bewegung in der x-z-Ebene) bei einem Eintauchwinkel 50 von mehr als zehn (10) Grad. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Eintauchwinkel 50 etwa zwölf (12) Grad. Wie in 7 dargestellt dreht sich der Stirnfräser 10 im Uhrzeigersinn, und die Vorderfläche 22 ist die rechte Seite des in 7 gezeigten Stirnfräsers 10, während die Rückfläche 24 die linke Seite des in 7 gezeigten Stirnfräsers 10 ist. Während des Schrägeintauchvorgangs berühren nur der Eckenradius 36 und der erste Schneidabschnitt 38 der Schneidplatte 15 das Werkstück 100 an der Vorderfläche 22. Obwohl es in 7 so aussehen mag, als ob der zweite Abschnitt 40 der Schneidplatte 15 das Werkstück 100 leicht berührt, berühren der zweite Schneidabschnitt 40 und der dritte Schneidabschnitt 42 der Schneidplatte 15 das Werkstück 100 tatsächlich nicht. Wenn die Vorderfläche 22 das Werkstück 100 berührt, hat der Eckenradius 36 der Schneidplatte 15 sowohl einen positiven Rückspanwinkel 44 als auch einen positiven Seitenspanwinkel 45 (d. h. eine doppelt positive Geometrie), während der erste Schneidabschnitt 38 der Schneidplatte 15 einen positiven Rückspanwinkel 44, aber einen negativen Endspanwinkel 46 hat.
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Andererseits alle drei Schneidabschnitte 38, 40, 42 an der Schneidplatte 15, wenn die Rückfläche 24 das Werkstück 100 berührt. Das heißt, der erste Schneidabschnitt 38, der zweite Schneidabschnitt 40 und der dritte Schneidabschnitt 42 der Schneidplatte 15 berühren das Werkstück 100 an der Rückfläche 24. Der Eckenradius 36 kann das Werkstück 100 berühren, jedoch nicht mit dem gesamten Eckenradius 36, im Gegensatz zum gesamten Eckenradius 36 beim Berühren des Werkstücks 100 durch die Vorderfläche 22. Wenn die Rückkante 24 das Werkstück 100 berührt, haben alle drei Schneidabschnitte 38, 40, 42 der Schneidplatte 15 sowohl einen positiven Rückspanwinkel 44 als auch einen positiven Endspanwinkel 46 (d. h. eine doppelt positive Geometrie), so dass ein Stirnfräser mit der Tauglichkeit für steile Eintauchwinkel bereit gestellt wird.
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Wie obenstehend beschrieben wird, berührt die Rückfläche 24 des Stirnfräsers 10 ein Werkstück 100 während eines Schrägeintauchvorgangs in einer Weise, dass der erste, zweite und dritte Abschnitt 38, 40, 42 der Schneidplatte 15 eine doppelt positive Geometrie aufweist, so dass dem drehenden Schneidwerkzeug 10 ermöglicht wird, den Schrägeintauchvorgang mit einem Eintauchwinkel 50 von mindestens zehn Grad vorzunehmen. Dadurch schneidet die gesamte Rückfläche 24 des Stirnfräsers 10 das Werkstück 100 dynamisch. Der Stirnfräser 10 gemäß der Erfindung, der ein außermittig schneidendes Werkzeug ist, ist zusätzlich im Gegensatz zu konventionellen außermittig schneidenden Werkzeugen in der Lage, einen Tauchfräsvorgang in einem besonders steilen Eintauchwinkel vorzunehmen.
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Die Patente und Veröffentlichungen, auf die hierin Bezug genommen wird, sind hierin als Referenz enthalten.
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Obwohl hiermit die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben sind, kann die Erfindung im Rahmen der angefügten Ansprüche anderweitig ausgeführt werden.
