DE102019105858A1

DE102019105858A1 - Umfangsfräswerkzeug sowie Verfahren zum Anordnen von Schneidkanten

Info

Publication number: DE102019105858A1
Application number: DE102019105858.9A
Authority: DE
Inventors: Frank Endres
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2019-03-07
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2020-09-10
Also published as: US20220176470A1; CN113543914A; EP3934837A4; EP3934837A1; WO2020178693A1

Abstract

Es wird ein Umfangsfräswerkzeug (10) zur spanenden Metallbearbeitung beschrieben, das einen um eine Werkzeugachse (12) drehbaren Fräswerkzeugkörper (14) mit mindestens zwei Schneidkantengruppen aufweist. Für die Schneidkanten (16) der ersten Schneidkantengruppe resultiert aus deren Anordnung eine erste Mittenspandicke und für die Schneidkanten (18, 20, 22, 24, 26) der zweiten Schneidkantengruppe eine zweite Mittenspandicke. Die erste Mittenspandicke und die zweite Mittenspandicke sind dabei im Wesentlichen gleich groß. Zudem wird ein Verfahren zum Anordnen von Schneidkanten (16, 18, 20, 22, 24, 26) an einem um eine Werkzeugachse (12) rotierbaren Umfangsfräswerkzeug (10) vorgestellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Umfangsfräswerkzeug zur spanenden Metallbearbeitung, mit einem um eine Werkzeugachse drehbaren Fräswerkzeugkörper, an dem mindestens zwei Schneidkantengruppen angeordnet sind, wobei die Schneidkanten einer ersten Schneidkantengruppe auf einer um die Werkzeugachse verlaufenden Kreisbahn mit einem ersten Durchmesser angeordnet sind und die Schneidkanten einer zweiten Schneidkantengruppe auf einer um die Werkzeugachse verlaufenden Kreisbahn mit einem zweiten Durchmesser.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Anordnen von Schneidkanten an einem um eine Werkzeugachse rotierbaren Umfangsfräswerkzeug.
Umfangsfräswerkzeuge mit zwei oder mehr Schneidkantengruppen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei solchen Umfangsfräswerkzeugen werden die Schneidkanten mittels eines vorgenannten Verfahrens angeordnet.
Die Anordnung der Schneidkantengruppen wirkt sich dabei einerseits auf den mittels der zugehörigen Schneidkanten umgesetzten Fräsprozess aus und andererseits auf die Belastung des Umfangsfräswerkzeugs. Was den Fräsprozess anbelangt, so soll die Anordnung der Schneidkantengruppen derart gewählt werden, dass ein hohes Zeitspanvolumen erreicht werden kann, der Fräsprozess also effizient abläuft. Gleichzeitig soll eine hohe Oberflächengüte der bearbeiteten Flächen gewährleistet sein. Ebenso sollen die Standzeiten der einzelnen Schneidkanten hoch sein. Das Umfangsfräswerkzeug hingegen soll möglichst wenig und insbesondere gleichmäßig belastet sein. Es bestehen hier offensichtlich mehrere Zielkonflikte.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Umfangsfräswerkzeug anzugeben, bei dem die vorgenannten Zielkonflikte gelöst oder zumindest in ihrer Intensität stark reduziert sind. Insbesondere soll mittels eines anzugebenden Umfangsfräswerkzeugs eine wirtschaftliche Bauteilbearbeitung sichergestellt sein.
Die Aufgabe wird durch ein Umfangsfräswerkzeug der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Schneidkanten der ersten Schneidkantengruppe in einem ersten Einstellwinkel angeordnet sind und den Schneidkanten der ersten Schneidkantengruppe bei einem vorgegebenen ersten Zahnvorschub und einer vorgegebenen ersten Schnittbreite eine erste Mittenspandicke zugeordnet ist und die Schneidkanten der zweiten Schneidkantengruppe derart in einem zweiten Einstellwinkel am Fräswerkzeugkörper angeordnet sind, dass ihnen resultierend aus dem vorgegebenen ersten Zahnvorschub und der vorgegebenen ersten Schnittbreite ein zweiter Zahnvorschub und eine zweite Schnittbreite zugeordnet sind, die in einer zweiten Mittenspandicke resultieren, die den Schneidkanten der zweiten Schneidkantengruppe zugeordnet ist, wobei die erste Mittenspandicke und die zweite Mittenspandicke im Wesentlichen gleich groß sind. Dabei wird unter einem Vorschub ein Vorschubweg je Fräserumdrehung verstanden. Ein Zahnvorschub (f_z) ist somit der Vorschubweg je Zahn oder Schneide. Die Schnittbreite (A_e) wird auch als Arbeitseingriffsbreite bezeichnet. Sie bezeichnet diejenige Breite, über die das Umfangsfräswerkzeug mit einem Werkstück in Eingriff steht. Sie wird stets in der Arbeitsebene gemessen, wobei die Arbeitsebene durch die Vorschubrichtung und die Schnittrichtung bestimmt ist. Der vorgegebene Zahnvorschub und die vorgegebene Schnittbreite (üblicherweise mit A_p abgekürzt) sind dabei beliebig. Unter dem Einstellwinkel (κ), der auch als Werkzeug-Einstellwinkel bezeichnet wird, wird der Winkel zwischen der Arbeitsebene und der Werkzeug-Schneidenebene verstanden. Er bestimmt also die Lage der Hauptschneide zum Werkstück. Bekanntermaßen ändert sich während des Schneideeingriffs eines Umfangsfräswerkzeugs die Spanungsdicke. Die Mittenspandicke kann dabei über die folgende Formel angegeben werden, wobei d der Werkzeugdurchmesser ist. $h_{m} = sin κ * \frac{114,6}{arcos (1 - \frac{2 * A_{e}}{d})} * f_{z} * \frac{A_{e}}{d}$
Es existieren zur Formel der Mittenspandicke auch verschiedene Näherungsformeln. Eine beispielhafte Näherungsformel ist dabei die folgende: $h_{m} = sin κ * f_{z} * \sqrt{\frac{A_{e}}{d}}$
In beiden Formeln errechnet sich der Zahnvorschub (f_z), also der Vorschubweg je Zahn anhand der folgenden Formel, wobei f der Vorschub je Umdrehung und Z_eff die effektive Zähnezahl ist: $f_{z} = \frac{f}{Z_{e f f}}$
Es kann sich somit ein veränderter Zahnvorschub durch eine Änderung einer der Eingangsgrößen der vorstehenden Formel, insbesondere der effektiven Zähnezahl ergeben.
Es ergibt sich so ein Umfangsfräswerkzeuge, dessen Schneidkanten im Wesentlichen gleichmäßig belastet sind. Es resultiert daraus eine den Umständen entsprechend geringe Belastung des Werkzeugs. Gleichzeitig wird ein effizienter und effektiver Fräsvorgang mit einem hohen Zeitspanvolumen ermöglicht.
Der erste Durchmesser der Kreisbahn, auf der die Schneidkanten der ersten Schneidkantengruppe angeordnet sind, und der zweite Durchmesser der Kreisbahn, auf der die Schneidkanten der zweiten Schneidkantengruppe angeordnet sind, können gleich oder ungleich sein.
Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist dabei, die Mittenspandicke als ein Maß für die Belastung der einzelnen Schneidkanten anzusehen und das Umfangsfräswerkzeug derart zu gestalten, dass über alle Schneidkantengruppen hinweg eine gleiche oder annähernd gleiche Mittenspandicke vorliegt. Es geht somit darum, alle Schneidkanten im Wesentlichen gleich stark zu belasten. Geht man bei diesem Grundgedanken von einem Umfangsfräswerkzeugen mit nur einer Schneidkantengruppe aus, so können die Schneiden der zweiten Schneidkantengruppe auch als Entlastungsschneiden für die erste Schneidkantengruppe angesehen werden.
Vorliegend soll jede über eine erste Schneidkantengruppe hinausgehende Schneidkantengruppe als eine zweite Schneidkantengruppe verstanden werden.
Bei bekannten Umfangsfräswerkzeugen können unterschiedliche Mittenspandicken beispielsweise durch unterschiedliche Einstellwinkel einer Schneide mit beispielsweise rundem Schneidenverlauf entstehen. Auch kommt es zu unterschiedlichen Mittenspandicke, wenn verschiedene Schneiden mit unterschiedlichen Einstellwinkeln angeordnet sind. Ferner kann es hierzu kommen, wenn verschiedene Schneidkantengruppen auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sind. Dadurch wird eine unterschiedliche Schnittbreite provoziert. Ebenso kann eine unterschiedliche Schnittbreite auch aus einer ungleichmäßigen Aufmaß-Situation am zu bearbeitenden Werkstück resultieren. Ein unterschiedlicher Zahnvorschub, der wiederum die Mittenspandicke beeinflusst, kann auch aus einer unterschiedlichen effektiven Zähnezahl resultieren. Alle diese Effekte, die üblicherweise als störend empfunden werden, werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung genutzt, um am Umfangsfräswerkzeug über alle Schneidkantengruppen hinweg eine möglichst gleiche Mittenspandicke einzustellen.
Bevorzugt sind die Schneidkanten der ersten Schneidkantengruppe gegenüber den Schneidkanten der zweiten Schneidkantengruppe entlang der Werkzeugachse versetzt. Die einzelnen Schneidkantengruppen sind also in axialer Richtung versetzt.
In einer Variante sind Schneidkanten einer dritten Schneidkantengruppe vorgesehen, die auf einer um die Werkzeugachse verlaufenden Kreisbahn mit einem dritten Durchmesser angeordnet sind, und die derart in einem dritten Einstellwinkel am Fräswerkzeugkörper angeordnet sind, dass ihnen resultierend aus dem vorgegebenen ersten Zahnvorschub und der vorgegebenen ersten Schnittbreite ein dritter Zahnvorschub und eine dritte Schnittbreite zugeordnet sind, die in einer dritten Mittenspandicke resultieren, die den Schneidkanten der dritten Schneidkantengruppe zugeordnet ist, wobei die dritte Mittenspandicke im Wesentlichen gleich der ersten Mittenspandicke und/oder der zweiten Mittenspandicke ist. Es wird so entsprechend der vorstehenden Ausführungen ein Umfangsfräswerkzeug generiert, das während des Fräsprozesses im Wesentlichen gleichmäßig belastet ist. Die hinsichtlich des Umfangfräswerkzeugs mit zwei Schneidkantengruppen erläuterten Effekte und Vorteile gelten hier entsprechend. Dabei kann mittels eines Fräswerkzeugs mit drei Schneidkantengruppen ein besonders effizienter Fräsvorgang ermöglicht werden, da mittels der drei Schneidkantengruppen entweder ein hohes Zeitspanvolumen gewährleistet wird oder aber eine vorgegebene Kontur oder ein vorgegebenes Profil zu einem großen Anteil direkt, d.h. mittels einer einzigen Fräsoperation, gefertigt werden kann. Zudem können mit einem derartigen Umfangsfräswerkzeug die Standzeiten der einzelnen Schneidkanten erhöht werden.
Der dritte Durchmesser kann gegenüber dem ersten und/oder zweiten Durchmesser gleich oder ungleich sein.
Bevorzugt sind die Schneidkanten Schneidkanten von am Fräswerkzeugkörper angeordneten Schneideinsätzen, insbesondere von Wendeschneidplatten. Bei derartigen Umfangsfräswerkzeugen können die Schneidkanten auf einfache Art und Weise ausgetauscht werden, wenn sie beispielsweise aufgrund von Verschleiß nicht mehr einsatzfähig sind. Solche Umfangsfräswerkzeuge sind besonders wirtschaftlich einsetzbar.
Gemäß einer Ausführungsform unterscheiden sich die erste Mittenspandicke und/oder die zweite Mittenspandicke und/oder die dritte Mittenspandicke höchstens um 10%, vorzugsweise höchstens um 5%, weiter vorzugsweise höchstens um 2%. Das bedeutet, dass von den jeweils miteinander verglichenen Mittenspandicken eine maximal um 10%, vorzugsweise um maximal 5%, weiter vorzugsweise um maximal 2% größer oder kleiner als die jeweils andere ist. Die resultierenden Mittenspandicken sind also im Wesentlichen gleich. Es ergeben sich die bereits genannten Effekte und Vorteile.
Das Umfangsfräswerkzeug kann ein Scheibenfräser, ein Schlitzfräser, ein Profilfräser, ein Eckfräser oder ein Planfräser sein. Ein Profilfräser kann dabei zum Beispiel dazu ausgebildet sein, sogenannte Tannenbaumnuten (fir tree grooves) herzustellen.
Der Begriff eines Umfangsfräswerkzeugs ist also breit zu verstehen. Es werden darunter alle Fräswerkzeuge verstanden, bei denen ein Werkzeugumfang, der relativ zur Werkzeugachse bestimmt wird, an einer Fräsoperation beteiligt ist. Der Begriff Umfang bezieht sich also auf das Werkzeug und nicht etwa auf das zu bearbeitende Werkstück.
In einer Variante sind die Schneidkanten der ersten Schneidkantengruppe und/oder der zweiten Schneidkantengruppe und/oder der dritten Schneidkantengruppe bogenförmig, insbesondere kreisbogenförmig. Dies kann insbesondere durch runde oder abschnittsweise runde Wendeschneidplatten realisiert werden.
Auch können die Einstellwinkel der Schneidkanten unterschiedlicher Schneidkantengruppen unterschiedlich sein. Wie bereits erläutert wurde, stellen unterschiedliche Einstellwinkel eine einfache Möglichkeit dar, die Mittenspandicken der Schneidkantengruppen aneinander anzugleichen.
Die Einstellwinkel der bogenförmigen Schneidkanten unterschiedlicher Schneidkantengruppen können überlappungsfrei oder überlappungsbehaftet aneinander angrenzen. Beispielsweise können die Schneidkanten einer ersten Schneidkantengruppe einen Einstellwinkel von 90° bis 30° aufweisen. Dies kann beispielsweise mittels runder oder abschnittsweise runder Schneidkanten erreicht werden. Die Schneidkanten einer zweiten Schneidkantengruppe können einen Einstellwinkel von 45° bis 0° aufweisen. Auch die Schneidkanten der zweiten Schneidkantengruppe sind dabei beispielsweise rund.
Die verschiedenen Schneidkantengruppen umfassen vorteilhafterweise unterschiedliche Anzahlen an Schneidkanten. Über die Anzahl an Schneidkanten kann zum Beispiel der Zahnvorschub beeinflusst werden und so die Mittenspandicke variiert werden. Auf diese Weise können also die Mittenspandicken unterschiedlicher Schneidkantengruppen aneinander angeglichen werden.
Vorzugsweise sind zudem die Schneidkanten zumindest einer, vorzugsweise aller Schneidkantengruppen umfangsmäßig gleichmäßig angeordnet. Das bedeutet, dass zwischen den Schneidkanten einer Schneidgruppe jeweils ein identischer Umfangsabstand besteht. Auf diese Weise wird ein Umfangsfräswerkzeug geschaffen, das besonders gleichmäßig belastet ist, wenn es sich in einer Fräsoperation befindet.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das die folgenden Schritte umfasst:

a) Anordnen von Schneidkanten einer ersten Schneidkantengruppe auf einer um die Werkzeugachse verlaufenden Kreisbahn mit einem ersten Durchmesser und jeweils mit einem ersten Einstellwinkel, sodass sich bei einer vorgegebenen Drehzahl des Umfangsfräswerkzeugs und einem vorgegebenen Vorschub des Umfangsfräswerkzeugs eine erste Schnittbreite und ein erster Zahnvorschub der Schneidkanten der ersten Schneidkantengruppe einstellt, die in einer ersten Mittenspandicke resultieren, die den Schneidkanten der ersten Schneidkantengruppe zugeordnet ist,
b) Anordnen von Schneidkanten einer zweiten Schneidkantengruppe auf einer um die Werkzeugachse verlaufenden Kreisbahn mit einem zweiten Durchmesser und jeweils mit einem zweiten Einstellwinkel, wobei der zweite Durchmesser und/oder der zweite Einstellwinkel derart gewählt werden, dass sich bei der vorgegebenen Drehzahl des Umfangsfräswerkzeugs und dem vorgegebenen Vorschub des Umfangsfräswerkzeugs eine zweite Schnittbreite und ein zweiter Zahnvorschub für die Schneidkanten der zweiten Schneidkantengruppe einstellen, die in einer zweiten Mittenspandicke resultieren, die den Schneidkanten der zweiten Schneidkantengruppe zugeordnet ist, und die zweite Mittenspandicke und die erste Mittenspandicke im Wesentlichen gleich groß sind.

Mittels dieses Verfahrens kann also ein Umfangsfräswerkzeug geschaffen werden, das im Betrieb in besonderer Weise gleichförmig belastet ist. Dadurch können die bereits zum erfindungsgemäßen Umfangsfräswerkzeug erläuterten Vorteile und Effekte erreicht werden. Die eingangs genannten Zielkonflikte werden aufgelöst oder zumindest abgemildert.
Das Verfahren kann für Umfangsfräswerkzeuge verwendet werden, bei denen der erste Durchmesser und der zweite Durchmesser gleich oder ungleich sind.
Das Verfahren ist selbstverständlich nicht auf zwei Schneidkantengruppen begrenzt. Für jede weitere Schneidkantengruppe, also zum Beispiel für eine dritte Schneidkantengruppe, wird dabei analog zum Schritt b) verfahren.
Gemäß einer Variante werden dabei die erste Mittenspandicke und die zweite Mittenspandicke derart gewählt, dass sie sich höchstens um 10%, vorzugsweise höchstens um 5%, weiter vorzugsweise höchstens um 2%, unterscheiden. Es wird somit einen im Wesentlichen gleichförmig belastetes Umfangsfräswerkzeug erzeugt.
Das kann dadurch erreicht werden, dass die verschiedenen Schneidkantengruppen unterschiedliche Anzahlen an Schneidkanten umfassen. Es ergeben sich die bereits erläuterten Effekte und Vorteile.
Vorteilhafterweise werden die Schneidkanten zumindest einer, vorzugsweise aller Schneidkantengruppen umfangsmäßig gleichmäßig angeordnet werden. Somit ergibt sich eine gleichförmige Belastung des Umfangsfräswerkzeugs.
Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind. Es zeigen:

- 1 in einer perspektivischen Ansicht ein erfindungsgemäßes Umfangsfräswerkzeug gemäß einer ersten Ausführungsform, dessen Schneidkanten mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens angeordnet sind,
- 2 das Umfangsfräswerkzeug aus 1 in einer Draufsicht,
- 3 das Umfangsfräswerkzeug aus 2 in einer Schnittansicht entlang der Linie III-III,
- 4 ein Detail IV des Umfangsfräswerkzeugs aus 3, wobei zusätzlich eine mittels des Umfangsfräswerkzeugs hergestellte Tannenbaumnut schematisch dargestellt ist,
- 5 eine der näheren Erläuterung der 4 dienende Skizze,
- 6 eine der näheren Erläuterung der 4 dienende Skizze,
- 7 in einer Draufsicht ein erfindungsgemäßes Umfangsfräswerkzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform, dessen Schneidkanten mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens angeordnet sind,
- 8 eine abgebrochene Schnittansicht entlang der Linie VIII-VIII des Umfangsfräswerkzeugs aus 7,
- 9 ein Detail IX des Umfangsfräswerkzeugs aus 8,
- 10 in einer Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Umfangsfräswerkzeug gemäß einer dritten Ausführungsform, dessen Schneidkanten mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens angeordnet sind, und
- 11 exemplarisch eine mittels des Umfangsfräswerkzeugs aus 10 hergestellte Werkstückkontur, wobei auch eine zughörige Ausgangskontur dargestellt ist.

Die 1 bis 6 zeigen ein Umfangsfräswerkzeug 10, das als Scheibenfräser ausgebildet ist. Dieser ist dafür vorgesehen, Nuten zu erzeugen, insbesondere sogenannte Tannenbaumnuten 11 (vgl. 4).
Das Umfangsfräswerkzeug 10 umfasst einen um eine Werkzeugachse 12 drehbaren Fräswerkzeugkörper 14.
Insgesamt weist es sechs Schneidkantengruppen auf, die im Folgenden insbesondere anhand von 4 erläutert werden. Die Schneidkanten aller sechs Schneidkantengruppen sind dabei von am Fräswerkzeugkörper 14 angeordneten Wendeschneidplatten gebildet.
Eine erste Schneidkantengruppe umfasst dabei die Schneidkanten 16, die jeweils eine kreisrunde Form haben. Die Schneidkanten 16 können als Hauptschneiden bezeichnet werden.
Eine zweite Schneidkantengruppe ist durch die Schneidkanten 18 gebildet. Diese weisen ebenfalls eine kreisrunde Form auf. Auch die Schneidkanten 18 können als Hauptschneiden bezeichnet werden.
Die Schneidkanten 16 der ersten Schneidkantengruppe sowie die Schneidkanten 18 der zweiten Schneidkantengruppe sind jeweils auf einer Kreisbahn mit gleichen Durchmessern angeordnet. Die Schneidkanten 16 der ersten Schneidkantengruppe sind jedoch in axialer Richtung gegenüber den Schneidkanten 18 der zweiten Schneidkantengruppe versetzt.
Ferner ist eine dritte Schneidkantengruppe vorgesehen, die die Schneidkanten 20 umfasst. Diese sind kreisrund. Die Schneidkanten 20 können als Entlastungsschneiden bezeichnet werden, wobei sie insbesondere die Schneidkanten 16 entlasten.
Zudem ist eine vierte Schneidkantengruppe vorgesehen, die die Schneidkanten 22 umfasst. Auch diese sind kreisrund. Die Schneidkanten 22 der vierten Schneidkantengruppe können als Entlastungsschneiden bezeichnet werden. Sie entlasten insbesondere die Schneidkanten 18.
Im Vergleich zu den ersten und zweiten Schneidkantengruppen sind die Schneidkanten 20, 22 der dritten und vierten Schneidkantengruppe auf einem etwas geringeren Durchmesser angeordnet. Die Durchmesser der dritten und vierten Schneidkantengruppe sind dabei gleich.
In den 5 und 6 ist die relative Anordnung der Schneidkanten 18 und der Schneidkanten 22 im Detail dargestellt.
Daraus ist ersichtlich, dass der effektive Einstellwinkel κ der Schneidkanten 18 nur von 90° bis 30° reicht. Dies beeinfluss direkt eine zugeordnete Mittenspandicke.
Wie anhand der 6 ersichtlich ist, beginnt der Einstellwinkel κ der Schneidkanten 22 bei 45° und läuft bis auf 0°.
Die Einstellwinkel κ der Schneidkanten 18 und 22 sind also unterschiedlich und grenzen überlappungsbehaftet aneinander an. Der Überlappungsbereich reicht dabei von 30° bis 45°. Analoges gilt für die Schneidkanten 16 im Verhältnis zu den Schneidkanten 20.
Um die Oberkontur der in 4 dargestellten Tannenbaumnut 11 zu fertigen, sind zudem eine fünfte Schneidkantengruppe mit Schneidkanten 24 sowie eine sechste Schneidkantengruppen mit Schneidkanten 26 vorgesehen. Dabei werden in der dargestellten Ausführungsform die Schneidkanten 24 und 26 durch Wendeschneidplatten mit im Wesentlichen rechteckiger Form bereitgestellt.

In der nachstehenden Tabelle sind die mit der ersten bis sechsten Schneidkantengruppe erreichten Mittenspandicken h_m aufgeführt. Dabei erfolgt die Berechnung unter Nutzung des der jeweiligen Schneidkantengruppe zugeordneten Durchmessers d, der Zähnezahl Z, des Einstellwinkels κ, der Schnittbreite A_e und des Zahnvorschubs f_z. Es wird die vorgenannte Formel genutzt.

	Erste Schneidkantengruppe	Zweite Schneidkantengruppe	Dritte Schneidkantengruppe	Vierte Schneidkantengruppe	Fünfte Schneidkantengruppe	Sechste Schneidkantengruppe
d [mm]	200	200	188,2	188,2	159	159

Z [-]	6	6	4	4	2	2
K[°]	90	90	45	45	85	85
A_e [mm]	6,1	6,1	5,0	5,0	0,5	0,5
f_z [mm]	0,17	0,17	0,26	0,26	0,51	0,51
h_m [mm]	0,030	0,030	0,029	0,029	0,028	0,028

Zudem geht aus der Tabelle hervor, dass die verschiedenen Schneidkantengruppen unterschiedliche Anzahlen an Schneidkanten 16, 18, 20, 22, 24, 26 umfassen.
Dabei sind die einzelnen Schneidkanten 16, 18, 20, 22, 24, 26 im Wesentlichen gleichmäßig am Umfang des Fräswerkzeugkörpers 14 angeordnet (vgl. 1 und 2).
Beim Umfangsfräswerkzeug 10 gemäß der ersten Ausführungsform ist dabei unabhängig von der Zugehörigkeit zu einer der Schneidkantengruppen stets ein Winkelabstand von 15° zwischen benachbarten Schneidkanten 16, 18, 20, 22, 24, 26 eingehalten. Die insgesamt 24 Schneidkanten 16, 18, 20, 22, 24, 26 sind also am Umfang des Fräswerkzeugkörpers 14 gleichverteilt.
Alternativ können auch 36 Schneidkantenstationen vorgesehen sein. Bei insgesamt 36 Schneidkantenstationen kann jeweils bei 0°, 10° und 20° eine sogenannte 9er-Teilung starten. Es werden also ausgehend von einer 0°-Position neun Schneidkantenstationen gleichmäßig am Umfang des Fräswerkzeugkörpers 14 angeordnet. Ebenso wird für die Startposition 10° und 20° verfahren. An den Positionen bei 30°, 70°, und 110° starten jeweils eine sogenannte 3er-Teilung. Es werden also ausgehend von diesen Startpositionen jeweils drei Schneidkantenstationen gleichmäßig über den Umfang des Fräswerkzeugkörpers 14 verteilt. Bei dieser Anordnung der Schneidkantenstationen sind benachbarte Schneidkanten stets um 10° versetzt.
Bei einer anderen Variante mit 36 Schneidkantenstationen kann bei 0° und bei 20° jeweils eine 9er-Teilung starten sowie bei 10°, 30° und 50° jeweils eine 6er-Teilung.
In einer zusätzlichen Alternative mit 36 Schneidkantenstationen können bei 0°, 20°, 30° und 50° 6er-Teilungen starten und bei 10°, 10° und 70° jeweils 4er-Teilungen.
Sind alternativ in Summe nur 20 Schneidkantenstationen vorgesehen, so können bei 0° und 36° jeweils eine 5er-Teilung starten und bei 18°, 54°, 90°, 126° und 162° jeweils eine 2er-Teilung.
Aus der Tabelle ergibt sich ferner, dass die angegebenen Mittenspandicken h_m der einzelnen Schneidkantengruppen im Wesentlichen gleich groß sind.

Eine weitere, zweite Ausführungsform des Umfangsfräswerkzeugs 10 ist in den 7 bis 9 dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich wieder nur durch die in der nachstehenden Tabelle angegebenen Werte von den beiden vorgenannten Ausführungsformen. Im Übrigen wird auf die vorstehenden Erläuterungen verwiesen.

	Erste Schneidkantengruppe	Zweite Schneidkantengruppe	Dritte Schneidkantengruppe	Vierte Schneidkantengruppe	Fünfte Schneidkantengruppe	Sechste Schneidkantengruppe
d [mm]	200	200	197,8	197,8	153,3	153,3
Z [-]	6	6	4	4	2	2

Eine dritte Ausführungsform ist in den 10 und 11 dargestellt. Dabei ist das Umfangsfräswerkzeuge 10 als Planfräser ausgebildet.
Er umfasst lediglich drei Schneidkantengruppen. Diese sind wieder aus Wendeschneidplatten gebildet, wobei die Schneidkanten mit den Bezugszeichen 16, 18, 20 der Schneidkanten der ersten drei Schneidkantengruppen aus den vorgenannten Ausführungsbeispielen bezeichnet werden.
Im Unterschied zu den vorgenannten Ausführungsformen sind nun die Durchmesser, auf denen die jeweils zu den verschiedenen Schneidkantengruppen gehörenden Schneidkanten 16, 18, 20 angeordnet sind, gleich. Die Schneidkanten 16, 18, 20 und die diese tragenden Wendeschneidplatten der einzelnen Schneidkantengruppen sind lediglich entlang der Werkzeugachse 12 gegeneinander versetzt.

Die genauen Kennwerte des Umfangsfräswerkzeugs 10 gemäß der dritten Ausführungsform sind in der nachstehenden Tabelle gezeigt:

	Erste Schneidkantengruppe	Zweite Schneid kantengruppe	Dritte Schneidkantengruppe
d [mm]	63	63	63
Z [-]	12	6	4
K[°]	90	90	90
A_e [mm]	50	8,7	4,0
f_z [mm]	0,22	0,44	0,66
h_m [mm]	0,159	0,160	0,165

Es ist erkennbar, dass die angegebenen Mittenspandicken h_m im Wesentlichen gleich groß sind.
Mit einem Umfangsfräswerkzeug gemäß der dritten Ausführungsform können beispielsweise Gussradien 28 eines lediglich schematisch dargestellten Gussbauteils 30 entfernt werden (siehe 11). Auf diese Weise kann eine Endkontur 32 erzeugt werden, die eine präzise verlaufende Eckkante 34 aufweist.
In allen Ausführungsformen sind die Schneidkanten mittels eines Verfahrens zum Anordnen von Schneidkanten 16, 18, 20, 22, 24, 26 an einem um eine Werkzeugachse 12 rotierbaren Umfangsfräswerkzeug 10 angeordnet. Dabei wird wie folgt vorgegangen:

Zunächst werden die Schneidkanten 16 der ersten Schneidkantengruppe auf einer um die Werkzeugachse 12 verlaufenden Kreisbahn mit einem ersten Durchmesser d₁ angeordnet. Dabei werden die Schneidkanten 16 jeweils mit einem ersten Einstellwinkel κ₁ positioniert, sodass sich bei einer vorgegebenen Drehzahl des Umfangsfräswerkzeugs 10 und einem vorgegebenen Vorschub desselben eine erste Schnittbreite A_e1 und ein erster Zahnvorschub f_z1 der Schneidkanten 16 der ersten Schneidkantengruppe einstellt. Dies resultiert in einer ersten Mittenspandicke h_m1, die den Schneidkanten 16 der ersten Schneidkantengruppe zugeordnet ist.

Eine zweite Schneidkantengruppe wird dann auf einer um die Werkzeugachse 12 verlaufenden Kreisbahn mit einem zweiten Durchmesser d₂ angeordnet. Dabei wird im Sinne des hier beschriebenen Verfahrens jede zur ersten Schneidkantengruppe zusätzliche Schneidkantengruppe als eine zweite Schneidkantengruppe bezeichnet.
Wie anhand der vorstehenden Ausführungsbeispiele ersichtlich ist, kann dabei der zweite Durchmesser d₂ gleich dem ersten Durchmesser d₁ oder unterschiedlich dazu sein.
Die zur zweiten Schneidkantengruppe gehörenden Schneidkanten 18, 20, 22, 24, 26 werden jeweils in einem zweiten Einstellwinkel κ₂ angeordnet.
Der zweite Durchmesser d₂ und/oder der zweite Einstellwinkel κ₂ werden dabei so gewählt, dass sich bei der vorgegebenen Drehzahl des Umfangsfräswerkzeugs 10 und dem vorgegebenen Vorschub desselben eine zweite Schnittbreite A_e2 und ein zweiter Zahnvorschub f_z2 für die Schneidkanten 18, 20, 22, 24, 26 der zweiten Schneidkantengruppe einstellt.
Als weitere Einflussgröße kann auch die Anzahl der Schneidkanten 16, 18, 20, 22, 24, 26 einer Schneidkantengruppe variiert werden.
Es ergibt sich somit für die zweite Schneidkantengruppe eine zweite Mittenspandicke h_m2, die den Schneidkanten 18, 20, 22, 24, 26 der zweiten Schneidkantengruppe zugeordnet ist.
Über die genannten Einflussfaktoren wird die zweite Mittenspandicke h_m2 derart eingestellt, dass sie im Wesentlichen gleich der ersten Mittenspandicke h_m1 ist.
Wie bereits erläutert, bedeutet das, dass die erste Mittenspandicke h_m1 und die zweite Mittenspandicke h_m2 höchstens um 10 %, vorzugsweise höchstens um 5 %, weiter vorzugsweise höchstens um 2 % voneinander abweichen.
Dabei werden die Schneidkanten 16, 18, 20, 22, 24, 26 der einzelnen Schneidkantengruppen bevorzugt am Umfang gleichmäßig angeordnet.

Claims

Umfangsfräswerkzeug (10) zur spanenden Metallbearbeitung, mit einem um eine Werkzeugachse (12) drehbaren Fräswerkzeugkörper (14), an dem mindestens zwei Schneidkantengruppen angeordnet sind, wobei die Schneidkanten (16) einer ersten Schneidkantengruppe auf einer um die Werkzeugachse (12) verlaufenden Kreisbahn mit einem ersten Durchmesser (d₁) angeordnet sind und die Schneidkanten (18, 20, 22, 24, 26) einer zweiten Schneidkantengruppe auf einer um die Werkzeugachse verlaufenden Kreisbahn mit einem zweiten Durchmesser (d₂) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten (16) der ersten Schneidkantengruppe in einem ersten Einstellwinkel (κ₁) angeordnet sind und den Schneidkanten (16) der ersten Schneidkantengruppe bei einem vorgegebenen ersten Zahnvorschub (f_z1) und einer vorgegebenen ersten Schnittbreite (A_e1) eine erste Mittenspandicke (h_m1) zugeordnet ist und die Schneidkanten (18, 20, 22, 24, 26) der zweiten Schneidkantengruppe derart in einem zweiten Einstellwinkel (κ₂) am Fräswerkzeugkörper angeordnet sind, dass ihnen resultierend aus dem vorgegebenen ersten Zahnvorschub (f_z1) und der vorgegebenen ersten Schnittbreite (A_e1) ein zweiter Zahnvorschub (f_z2) und eine zweite Schnittbreite (A_e2) zugeordnet sind, die in einer zweiten Mittenspandicke (h_m2) resultieren, die den Schneidkanten (18, 20, 22, 24, 26) der zweiten Schneidkantengruppe zugeordnet ist, wobei die erste Mittenspandicke (h_m1) und die zweite Mittenspandicke (h_m2) im Wesentlichen gleich groß sind.
Umfangsfräswerkzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schneidkanten (20, 22, 24, 26) einer dritten Schneidkantengruppe vorgesehen sind, die auf einer um die Werkzeugachse (12) verlaufenden Kreisbahn mit einem dritten Durchmesser (d₃) angeordnet sind, und die derart in einem dritten Einstellwinkel (κ₃) am Fräswerkzeugkörper (14) angeordnet sind, dass ihnen resultierend aus dem vorgegebenen ersten Zahnvorschub (f_z1) und der vorgegebenen ersten Schnittbreite (A_e1) ein dritter Zahnvorschub (f_z3) und eine dritte Schnittbreite (A_e3) zugeordnet sind, die in einer dritten Mittenspandicke (h_m3) resultieren, die den Schneidkanten (20, 22, 24, 26) der dritten Schneidkantengruppe zugeordnet ist, wobei die dritte Mittenspandicke (h_m3) im Wesentlichen gleich der ersten Mittenspandicke (h_m1) und/oder der zweiten Mittenspandicke (h_m2) ist.
Umfangsfräswerkzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten (16, 18, 20, 22, 24, 26) Schneidkanten von am Fräswerkzeugkörper (14) angeordneten Schneideinsätzen, insbesondere von Wendeschneidplatten sind.
Umfangsfräswerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Mittenspandicke (h_m1) und/oder die zweite Mittenspandicke (h_m2) und/oder die dritte Mittenspandicke (h_m3) höchstens um 10%, vorzugsweise höchstens um 5%, weiter vorzugsweise höchstens um 2%, unterscheiden.
Umfangsfräswerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umfangsfräswerkzeug (10) ein Scheibenfräser, ein Schlitzfräser, ein Profilfräser, ein Eckfräser oder ein Planfräser ist.
Umfangsfräswerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten (16, 18, 20, 22, 24, 26) der ersten Schneidkantengruppe und/oder der zweiten Schneidkantengruppe und/oder der dritten Schneidkantengruppe bogenförmig, insbesondere kreisbogenförmig sind.
Umfangsfräswerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellwinkel (κ) der Schneidkanten (16, 18, 20, 22, 24, 26) unterschiedlicher Schneidkantengruppen unterschiedlich sind.
Umfangsfräswerkzeug (10) nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellwinkel (κ) der bogenförmigen Schneidkanten (16, 18, 20, 22, 24, 26) unterschiedlicher Schneidkantengruppen überlappungsfrei oder überlappungsbehaftet aneinander angrenzen.
Umfangsfräswerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Schneidkantengruppen unterschiedliche Anzahlen an Schneidkanten (16, 18, 20, 22, 24, 26) umfassen.
Umfangsfräswerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten (16, 18, 20, 22, 24, 26) zumindest einer, vorzugsweise aller Schneidkantengruppen umfangsmäßig gleichmäßig angeordnet sind.
Verfahren zum Anordnen von Schneidkanten (16, 18, 20, 22, 24, 26) an einem um eine Werkzeugachse (12) rotierbaren Umfangsfräswerkzeug (10), mit den folgenden Schritten: a) Anordnen von Schneidkanten (16) einer ersten Schneidkantengruppe auf einer um die Werkzeugachse (12) verlaufenden Kreisbahn mit einem ersten Durchmesser (d₁) und jeweils mit einem ersten Einstellwinkel (κ₁), sodass sich bei einer vorgegebenen Drehzahl des Umfangsfräswerkzeugs (10) und einem vorgegebenen Vorschub des Umfangsfräswerkzeugs (10) eine erste Schnittbreite (A_e1) und ein erster Zahnvorschub (f_z1) der Schneidkanten (16) der ersten Schneidkantengruppe einstellt, die in einer ersten Mittenspandicke (h_m1) resultieren, die den Schneidkanten (16) der ersten Schneidkantengruppe zugeordnet ist, b) Anordnen von Schneidkanten (18, 20, 22, 24, 26) einer zweiten Schneidkantengruppe auf einer um die Werkzeugachse (12) verlaufenden Kreisbahn mit einem zweiten Durchmesser (d₂) und jeweils mit einem zweiten Einstellwinkel (κ₂), und wobei der zweite Durchmesser (d₂) und/oder der zweite Einstellwinkel (κ₂) derart gewählt werden, dass sich bei der vorgegebenen Drehzahl des Umfangsfräswerkzeugs (10) und dem vorgegebenen Vorschub des Umfangsfräswerkzeugs (10) eine zweite Schnittbreite (A_e2) und ein zweiter Zahnvorschub (f_z2) für die Schneidkanten (18, 20, 22, 24, 26) der zweiten Schneidkantengruppe einstellen, die in einer zweiten Mittenspandicke (h_m2) resultieren, die den Schneidkanten (18, 20, 22, 24, 26) der zweiten Schneidkantengruppe zugeordnet ist, und die zweite Mittenspandicke (h_m2) und die erste Mittenspandicke (h_m1) im Wesentlichen gleich groß sind.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Mittenspandicke (h_m1) und die zweite Mittenspandicke (h_m2) derart gewählt werden, dass sie sich höchstens um 10%, vorzugsweise höchstens um 5%, weiter vorzugsweise höchstens um 2%, unterscheiden.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Schneidkantengruppen unterschiedliche Anzahlen an Schneidkanten (16, 18, 20, 22, 24, 26) umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten (16, 18, 20, 22, 24, 26) zumindest einer, vorzugsweise aller Schneidkantengruppen umfangsmäßig gleichmäßig angeordnet werden.