DE10207661A1

DE10207661A1 - Rotating hollow cutter with external teeth is used to reduce outside diameter of rod or tubular workpiece and has several rows of trapezoidal teeth with slits in front of their sharp edges

Info

Publication number: DE10207661A1
Application number: DE10207661A
Authority: DE
Inventors: Hans Lindemann; Wolfgang Lindemann; Reinhard Lindemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2003-09-11

Abstract

The milling cutter (1) is tubular and rotates at up to 5000 rpm, with a cutting speed of 1000 m/min. It contacts the workpiece with its axis at 90 degrees to that of the workpiece. The workpiece may be a continuously-advancing tube or rod. The cutter has a flat end (6) and has 5 rows of staggered cutter teeth (5). The teeth may be trapezoidal in cross-section and their long axes lie parallel with the axis of the tool. There is a slot (4) in front of each tooth, extending beyond the ends of the tooth. Each row contains 12 teeth.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum kontinuierlichen Bearbeiten der Oberfläche stangenförmiger bzw. rohrförmiger Werkstücke gemäß Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to a machine tool for continuous machining of the Surface of rod-shaped or tubular workpieces according to the preamble of Claim 1.

In der DE 101 12 301 A1 wird eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten der Oberfläche stangenförmiger bzw. rohrförmiger, beim Bearbeiten axial kontinuierlich durch die Werkzeugmaschine bewegter Werkstücke beschrieben, die mindestens zwei über den Umfang des Werkstückes gleichmäßig verteilt angeordnete Schneid-Werkzeuge aufweist. Diese Schneid- Werkzeuge sind tangential arbeitende Fräser, die gegenüber der Vorschubrichtung der Werkstücke gegenläufig drehen. DE 101 12 301 A1 describes a machine tool for processing the surface rod-shaped or tubular, axially continuously through the machining Machine tool of moving workpieces described, the at least two over the circumference of the Has workpiece evenly distributed cutting tools. This cutting Tools are tangential milling cutters that are opposite to the feed direction of the Turn workpieces in opposite directions.

Die im schneidenden Eingriff mit dem Werkstück stehenden Schneiden der Fräser bewegen sich dort entgegen der axialen Vorschubrichtung des Werkstückes, so dass die Schneiden nicht in heutzutage üblicher Weise an der besonders harten Werkstück-Oberfläche in das Werkstück eindringen, sondern im Bereich der späteren Werkstück-Oberfläche, in dem das Werkstück weicher ist. Kommt dann die Schneide in den Bereich der ursprünglichen, harten Werkstück-Oberfläche, so bricht der Span ab, bevor dort ein "Schneid-"Vorgang stattfindet. Dadurch werden die Schneiden des Fräsers geschont und die Standzeit der Fräser wird größer. The cutting edges of the milling cutters that are in cutting engagement with the workpiece there move against the axial feed direction of the workpiece, so that the Not cutting in the usual way nowadays on the particularly hard workpiece surface penetrate into the workpiece, but in the area of the later workpiece surface, in which the workpiece is softer. Then the cutting edge comes in the area of the original, hard workpiece surface, the chip breaks off before a "cutting" process takes place. This protects the cutting edges of the milling cutter and the service life of the milling cutter becomes bigger.

Diese Werkzeugmaschine ist für Hochgeschwindigkeitsbearbeitung (HSC) rotationssymmetrischer Werkstücke geeignet, wobei beim Tangentialfräsen eine Schnittgeschwindigkeit von 1000 m/min erreicht werden kann. Die Drehzahl kann bis zu 5000 U/min betragen und die Leistung eines einen einzelnen, auf dem Werkzeugkopf angeordneten Antriebsmotors, wie Elektromotors, kann z. B. 75 kW betragen. This machine tool is for high speed machining (HSC) rotationally symmetrical workpieces, with a tangential milling Cutting speed of 1000 m / min can be achieved. The speed can be up to 5000 rpm and the performance of a single one located on the tool head Drive motor, such as an electric motor, can e.g. B. 75 kW.

Ein Problem stellt dabei die Abfuhr der Späne dar, die durch die Zentrifugalkraft mit hoher Geschwindigkeit nach außen geschleudert werden und im Bereich der Werkzeugmaschine aufgefangen werden müssen. One problem is the removal of the chips, which is caused by the centrifugal force are thrown outward at high speed and in the area of Machine tool must be caught.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Werkzeugmaschine zu schaffen, bei der die Abfuhr der Späne gezielter durchgeführt werden kann. The invention has for its object a generic machine tool to create, in which the removal of the chips can be carried out more specifically.

Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Werkzeugmaschine gelöst, die gemäß Anspruch 1 ausgebildet ist. This object is achieved by a generic machine tool, which according to Claim 1 is formed.

Bei der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine ist der bzw. sind die Fräser axial hohl ausgebildet und dieser Hohlraum ist mit der Schneide bzw. den Schneiden verbunden. In the machine tool according to the invention, the milling cutter is or are axially hollow formed and this cavity is connected to the cutting edge or the cutting edges.

Die abgeschnittenen bzw. abgebrochenen Späne können nun von der Schneide des Fräsers in diesen Hohlraum gelangen und durch diesen Hohlraum abgeführt werden. The cut or broken chips can now from the cutting edge of the Milling cutter get into this cavity and are discharged through this cavity.

Dazu ist der den Fräser tragende Antriebsmotor hohl ausgebildet und dieser Hohlraum steht mit dem Hohlraum des Fräsers in Verbindung. Durch den Hohlraum des Fräsers und den Hohlraum des Antriebsmotors können die Späne gezielt abgesaugt werden. For this purpose, the drive motor carrying the milling cutter is hollow and this cavity communicates with the cavity of the milling cutter. Through the cavity of the milling cutter and the The chips can be extracted in a targeted manner through the cavity of the drive motor.

Vorzugsweise ist dazu axial innerhalb einer Spindel des Antriebsmotors ein Rohr angeordnet, dessen Hohlraum mit dem Hohlraum des Fräsers in Verbindung steht. Dieses Rohr kann nun gegenüber dem Gehäuse des Antriebsmotors drehfest angeordnet sein, so dass auf die Späne innerhalb des Rohres keine Zentrifugalkräfte ausgeübt werden. For this purpose, there is preferably a tube axially within a spindle of the drive motor arranged, the cavity of which is connected to the cavity of the milling cutter. This Pipe can now be arranged in a rotationally fixed manner relative to the housing of the drive motor, so that No centrifugal forces are exerted on the chips inside the tube.

Der Fräser ist bevorzugterweise mittels Schrumpftechnologie oder Schraubverbindung an der Spindel des Antriebsmotors festlegbar. Dabei wird z. B. das Futter der Spindel kurzzeitig erhitzt, so dass es sich kurzzeitig ausdehnt und sein Innendurchmesser größer wird, als der Außendurchmesser des Fräsers. Nach dem Abkühlen ist der Fräser mit dem Futter fest, aber wieder lösbar verbunden. Alternativ hat der Fräser ein Gewinde und wird mit der hohlen Spindel verschraubt. The milling cutter is preferably by means of shrink technology or screw connection can be fixed on the spindle of the drive motor. Here, for. B. the spindle chuck heated briefly so that it expands briefly and its inner diameter becomes larger, than the outside diameter of the router. After cooling, the cutter with the chuck is solid, but releasably connected again. Alternatively, the milling cutter has a thread and is hollow Screwed spindle.

Vorzugsweise weist der Fräser über seine axiale Läge gesehen, mehrere Reihen von jeweils über den Umfang des Fräsers verteilt angeordneten Schneiden aufweist, wobei z. B. der Fräser fünf Reihen insbesondere mit je zwölf Schneiden aufweisen kann. Der Fräser hat dann insgesamt 60 Schneiden. Die Schneiden benachbarter Reihen sind vorzugsweise gegeneinander versetzt angeordnet und stehen insbesondere auf Lücke. The milling cutter preferably has several rows of saws over its axial length each has cutting edges distributed over the circumference of the milling cutter, z. B. the milling cutter can have five rows, in particular with twelve cutting edges each. The router has then a total of 60 cutting edges. The edges of adjacent rows are preferred arranged offset from each other and stand in particular on gap.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist der Fräser an seinem freien Ende durch eine feste oder drehbare Körnerspitze gelagert ist. Dadurch wird auch bei langen Tangentialfräsern ein Verbiegen desselben verhindert. According to a special embodiment of the invention, the milling cutter is at its free End is supported by a fixed or rotatable center point. This means that even with long Tangential milling prevents the same from bending.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und einem im Folgenden anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Further details and advantages of the invention emerge from the subclaims and an exemplary embodiment described below with reference to the drawing Invention.

Es zeigt: It shows:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen an einem Werkstück angreifenden Fräser in schematischer Darstellung; Figure 1 shows a section through a milling cutter attacking a workpiece in a schematic representation.

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf einen Fräser mit in mehreren Reihen angeordneten Schneiden, und Fig. 2 is a perspective view of a cutter with blades arranged in several rows, and

Fig. 3 einen Schnitt durch den Fräser gemäß Fig. 2 in vergrößerter Darstellung im Bereich einer Reihe von Schneiden. Fig. 3 a section through the milling cutter shown in FIG. 2 in an enlarged view in the region of a series of cutting.

Ein in einem nicht dargestellten Werkzeugkopf angeordneter, nicht dargestellter Antriebsmotor, z. B. ein Elektromotor, weist eine hohle, umlaufende Werkzeugspindel auf, an deren einen Ende ein Fräser 1 axial mittels eines Futters eingespannt oder eingeschraubt ist. In dieser Spindel ist ein Rohr angeordnet, welches gegenüber dem Rahmen des Motors drehfest gehalten ist. A arranged in a tool head, not shown, drive motor, not shown, for. B. an electric motor, has a hollow, rotating tool spindle, at one end of which a cutter 1 is axially clamped or screwed in by means of a chuck. A tube is arranged in this spindle, which is held in a rotationally fixed manner relative to the frame of the motor.

Zum Werkzeugkopf und die von ihm gehaltenen Elektromotoren wird auf die eingangs zitierte DE 101 12 301 A1 verwiesen. The tool head and the electric motors it holds are connected to the input cited DE 101 12 301 A1.

Der einzelne Elektromotor kann eine Leistung von 75 kW aufweisen. Mit entsprechend groß dimensionierten Fräsern 1 kann dann z. B. von einem geschmiedeten Werkstück 2 mit einem Ausgangsdurchmesser von 500 mm eine 10 mm dicke Oberflächenschicht abgefräst werden. The individual electric motor can have an output of 75 kW. With correspondingly large cutters 1 can then z. B. from a forged workpiece 2 with an initial diameter of 500 mm a 10 mm thick surface layer.

Das axial innerhalb der Spindel des Elektromotors angeordnete Rohr reicht auf der einen Seite bis hin zum Futter der Spindel, wobei das freie Ende des Fräserschaftes im Bereich dieses Rohrendes zu liegen kommt. Das andere Ende des Rohres steht über das Gehäuse des Antriebsmotors hinaus und ist über einen Schlauch mit einer Absaugvorrichtung verbunden. Dieses Rohr ist drehfest mit dem Gehäuse des Elektromotors verbunden. The tube arranged axially inside the spindle of the electric motor extends on the one side up to the chuck of the spindle, the free end of the milling shaft in Area of this pipe end comes to rest. The other end of the tube is above that Housing of the drive motor and is via a hose with a suction device connected. This tube is non-rotatably connected to the housing of the electric motor.

In Fig. 1 wird schematisch gezeigt, wie ein tangential arbeitender Fräser 1 an dem Werkstück 2 eingreift. Ersichtlich ist, dass mit dem Fräser 1 eine Oberflächenschicht abgetragen wird, die eine Dicke aufweisen kann, die bis zu etwa 40% des Fräser-Durchmessers betragen kann. Auch wird ersichtlich, dass durch das gegenläufige Fräsen insbesondere beim Abfräsen dickerer Schichten im äußeren Bereich des Werkstückes 2 der Span im Bereich der Oberfläche des Werkstückes 2 abbricht. In Fig. 1 it is shown schematically how a tangential milling cutter 1 engages the workpiece 2 . It can be seen that the milling cutter 1 removes a surface layer which can have a thickness which can be up to approximately 40% of the milling cutter diameter. Also, it can be seen that by offsetting milling especially when milling thicker layers in the outer region of the workpiece 2 terminates in the area of the clamping surface of the workpiece. 2

Aus den Figuren ist auch ersichtlich, dass der Fräser 3 axial hohl ausgebildet ist, wobei dieser Hohlraum 3 radial nach außen über einen Durchgang 4 mit dem Bereich vor jeder einzelnen Schneide 5 verbunden ist. An der Spitze des Fräsers 1 ist der Hohlraum 3 geschlossen (in Fig. 3 ist diese Spitze wegen der Darstellung des Innenraums abgeschnitten), während der Hohlraum 3 an der Schaftseite des Fräsers 1 offen ist. An diesem Ende können die Späne aus dem Fräser 1 abgesaugt werden. Die Späne haben meistens eine Dicke von etwa 0,1 mm und sind gut flugfähig. It can also be seen from the figures that the milling cutter 3 is axially hollow, this cavity 3 being connected radially outwards via a passage 4 to the area in front of each individual cutting edge 5 . At the tip of the cutter 1 , the cavity 3 is closed (this tip is cut off in FIG. 3 because of the representation of the interior), while the cavity 3 on the shaft side of the cutter 1 is open. At this end, the chips can be sucked out of the milling cutter 1 . The chips usually have a thickness of about 0.1 mm and are easy to fly.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Fräser 1 stehen die Schneiden 5 über den ansonsten rohrförmig ausgebildeten Körper 6 des Fräsers 1 vor, wobei dieser Körper 6 auch den Schaft des Fräsers 1 bildet. Durch den Durchgang 4 vor den einzelnen Schneiden 5 gelangen die abgeschnittenen Späne und auch der gegebenenfalls aufgebrachte Ölnebel direkt in den Hohlraum 3. In the milling cutter 1 shown in the drawing, the cutting edges 5 project beyond the otherwise tubular body 6 of the milling cutter 1 , this body 6 also forming the shank of the milling cutter 1 . Through the passage 4 in front of the individual cutting edges 5 , the cut chips and any oil mist which may have been applied go directly into the cavity 3 .

Die beim Fräsen abgebrochenen Späne werden durch die Absaugvorrichtung von den Schneiden 5 weg durch den Durchgang in den Körper 6 des Fräsers 1 hinein gesaugt, in dessen Hohlraum 3 auf die Spindel hin bewegt und in dem im Inneren der Spindel angeordneten Rohr aus dem Elektromotor heraus gesaugt. The chips broken off during milling are sucked away by the suction device from the cutting edges 5 through the passage into the body 6 of the milling cutter 1 , moved into the cavity 3 towards the spindle and sucked out of the electric motor in the tube arranged inside the spindle ,

Mit jeder einzelnen Schneide 5 des Fräsers 1 wird eine etwa 0,1 mm dicke Schicht von dem Werkstück 2 abgefräst. Aufgrund der Vielzahl der Schneiden 5 und der sehr hohen Drehzahl des Fräsers 1 reicht dies aus, um auch dickere Oberflächenschichten abzutragen. An approximately 0.1 mm thick layer is milled off the workpiece 2 with each individual cutting edge 5 of the milling cutter 1 . Due to the large number of cutting edges 5 and the very high speed of the milling cutter 1, this is sufficient to also remove thicker surface layers.

Weitere Details der Werkzeugmaschine sind dem einschlägigen Fachmann aus dem Bau von Schälmaschinen und aus der eingangs genannten DE 101 12 301 A1 bekannt. Bezugszeichenliste 1 (tangential arbeitender) Fräser
2 Werkstück
3 Hohlraum
4 Durchgang
5 Schneide
6 Körper des Fräsers
Further details of the machine tool are known to the person skilled in the art from the construction of peeling machines and from DE 101 12 301 A1 mentioned at the beginning. Reference number list 1 (tangential working) milling cutter
2 workpiece
3 cavity
4 round
5 cutting edge
6 body of the milling cutter

Claims

1. Machine tool for continuously machining the surface of rod-shaped workpieces, which are moved axially continuously through the machine tool during machining, with at least one cutting tool, which consists of an axially designed milling cutter with at least one cutting edge arranged on its circumference, characterized in that the or Milling cutter ( 1 ) is / are axially hollow and the cavity ( 3 ) is connected to the cutting edge ( 5 ) or the cutting edges ( 5 ).

2. Machine tool according to claim 1, characterized in that a drive motor carrying the milling cutter ( 1 ) is hollow and this cavity is connected to the cavity ( 3 ) of the milling cutter ( 1 ).

3. Machine tool according to claim 1 or 2, characterized in that a tube is arranged axially within a spindle of the drive motor, the cavity of which is connected to the cavity ( 3 ) of the milling cutter ( 1 ).

4. Machine tool according to claim 3, characterized in that the tube is rotationally fixed is connected to the housing of the drive motor.

5. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the milling cutter ( 1 ) can be fixed on the spindle of the drive motor by means of shrink technology or screw connection.

6. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the milling cutter ( 1 ), viewed over its axial length, has a plurality of rows of cutting edges ( 5 ) each distributed over the circumference of the milling cutter ( 1 ).

7. Machine tool according to claim 6, characterized in that the milling cutter ( 1 ) has five rows, in particular each with twelve cutting edges ( 5 ).

8. Machine tool according to claim 6 or 7, characterized in that the cutting edges ( 5 ) of adjacent rows are arranged offset from one another and in particular are in a gap.

9. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the milling cutter ( 1 ) is supported at its free end by a fixed or rotatable center point.