DE10215876A1 - Eckfräser - Google Patents

Abstract

Eckfräser mit einem Werkzeugträger und mindestens einer am Werkzeugträger anbringbaren Wendeschneidplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendeschneidplatte mit einem Neigungswinkel lambda¶s¶ > 0 DEG angeordnet ist, wobei die Neigung um eine Achse erfolgt, die am oberen Ende der Hauptschneidkante liegt und die Wendeschneidplatte ferner einen Einstellwinkel kappa¶r¶ < 90 DEG aufweist.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen Eckfräser nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Zur Herstellung von ebenen Formelementen mit rechtwinkligen Absätzen, Nuten und dergleichen werden Eck-Fräswerkzeuge verwendet. In Abhängigkeit vom Werkzeugdurchmesser stehen Fräser in verschiedenen Ausführungen zur Verfügung. Bei kleineren Durchmessern wird ein Schaftfräser, bei mittleren Durchmessern ein Aufsteckfräser und bei größeren Durchmessern ein Eck-Fräskopf verwendet. Die Wendeschneidplatten, die hierfür verwendet werden, weisen üblicherweise eine gerade Schneidkante auf, wobei die Hauptschneide mit einem Einstellwinkel von χ_r = 90° eingesetzt wird.
• Schaftfräser werden bis zu einem Durchmesser von etwa 40 mm aus Schnellarbeitsstahl oder Voll-Hartmetall mit drallgenuteten Schneiden hergestellt. Durch das Schleifen der verdrallten Werkzeugschneiden werden große Neigungswinkel λ_s bei hoher Präzision der zu erzeugenden Formelemente realisiert. Die Verwendung von Hartmetall-Wendeschneidplatten bringt erhebliche Vorteile und ist bei Schaftfräsern ab 12 mm Durchmesser sowie bei Aufsteck- und Eck-Fräsern Stand der Technik.
• Zur Erzielung ausreichender Plangenauigkeit und einwandfreier Formgebung ist an der Nebenschneide ein Einstellwinkel von χ'_r > 0° vorgesehen. Somit gelangen zumeist zweischneidige Rhombus- oder dreischneidige Dreikant-Wendeschneidplattenformen zum Einsatz.
• Zur Erzielung eines günstigen Schnittverhaltens mit geringer Geräuschentwicklung und hoher Laufruhe muß ein weicher Schneideneingriff gesichert werden, zumal beim Eckfräsen oft große Schnittiefen auftreten. Hierzu werden möglichst große positive Span- und Neigungswinkel angestrebt. Bekanntlich vermindert ein positiver Spanwinkel die Schnittkraft und ein großer Neigungswinkel vermindert den Kraftimpuls im Zeitpunkt des Anschnitts. Während große positive Spanwinkel in moderaten Größenordnungen leicht realisierbar sind, haben große Neigungswinkel bei Wendeschneidplatten mit geraden Schneidkanten zwangsläufig geometrisch bedingte Abweichungen von der Geradheit an der rechtwinkligen Werkstück-Seitenwand zur Folge. Es entstehen Abweichungen in konvexer Form, deren Größe nicht nur vom Neigungswinkel, sondern auch vom Werkzeugdurchmesser abhängt. Hinzu kommt, daß die Abweichungen mit dem Abstand vom Schwenkungspunkt ansteigen. Mithin entsteht am Werkstück eine bauchige Istkontur.
• Die einerseits erwünschten möglichst großen Neigungswinkel verbessern zwar das Schnittverhalten, haben aber andererseits oft nicht mehr vertretbare Formabweichungen zur Folge, die Korrekturmaßnahmen erforderlich machen. Bei Wendeschneidplatter ist eine Korrektur durch das Anschleifen einer konvexen Gegenkontur an den Schneidkanten möglich, aber abweichungsfrei jeweils nur für einen Werkzeugdurchmesser. Beim durchmesserbezogenen Korrekturschleifen ergeben sich mithin neben dem hohen Aufwand nahezu unlösbare logistische Probleme der Zuordnung der Wendeschneidplatten zu den Werkzeugen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Eckfräser zu schaffen, bei dem mit ungeschliffenen Wendeschneidplatten ein günstiges Schnittverhalten und minimale Formabweichungen an den Seitenflächen des Werkstücks mit einer Wendeschneidplattenzahl ab 1 ermöglicht werden.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Beim erfindungsgemäßen Eckfräser wird die Wendeschneidplatte mit einem Neigungswinkel λ_s > 0° angeordnet, was an sich bekannt ist. Der Neigungswinkel wird daher mögliche groß gewählt. Der Schwenkpunkt bei der beschriebenen Neigung liegt dabei vorzugsweise am oberen Ende der Schneide. Erfindungsgemäß ist ferner der Einstellwinkel kleiner als 90°, vorzugsweise etwa 88 bis 89°.
• Bei einem großen Neigungswinkel λ_s mit dem beschriebenen Schwenkpunkt am oberen Ende der geraden Schneidkante ergibt sich eine gekrümmte Seitenfläche mit steigender Abweichung zur Schneidenecke hin. Wird andererseits eine Wendeschneidplatte mit geraden Schneidkanten um einen Winkel χ_r < 90° eingestellt, ergibt sich am Werkstück eine Gerade mit Abweichung von der Rechtwinkligkeit. Die Abweichung bei einem Einstellwinkel von χ_r < 90° einerseits und der Neigungswinkel λ_s < 90° andererseits ergeben eine gegenläufige Kontur, so daß bei einer gleichzeitigen Anwendung der beschriebenen Winkel eine korrigierte Istkontur erhalten wird, welche bei entsprechender Optimierung nur geringfügig von der Sollkontur abweicht. In Abhängigkeit vom Neigungswinkel λ_s muß allerdings für jeden Werkzeugdurchmesser der optimale Korrekturwinkel bestimmt werden.
• Der erfindungsgemäße Eckfräser hat den weiteren Vorteil, daß bei einem Einstellwinkel an der Hauptschneide von χ_r < 90° bei einer rechtwinkligen Schneidenecke (Eckenwinkel ε_r = 90°) ein noch ausreichender Einstellwinkel χ'_r an der Nebenschneide entsteht. Damit besteht die Möglichkeit, eine Vierkantwendeschneidplatte zu verwenden mit der verfügbaren Schneidkantenzahl von 4. Herkömmliche Rhombus- Wendeschneidplatten ermöglichen zwei und Dreikant-Wendeschneidplatten nur drei Schneidkanten.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt die Seitenansicht eines herkömmlichen Schaflfräsers mit Wendeschneidplatten.
• Fig. 2 zeigt die Seitenansicht des Schaflfräsers nach Fig. 1 in Richtung Pfeil 2.
• Fig. 3 zeigt einen um einen oberen Schwenkpunkt verschwenkte Wendeschneidplatte und die damit hergestellte Werkstückkontur.
• Fig. 4 zeigt die Werkstückkontur, wie sie mit einem Einstellwinkel kleiner 90° erreicht wird.
• Fig. 5 zeigt die korrigierte Werkstückkontur, wie sie mit einem Eckfräser nach der Erfindung erzeugt wird.
• In den Fig. 1 und 2 ist ein Schaftfräser 10 dargestellt mit einem schaftförmigen Werkzeugträger 12, an dessen unterem Ende rhombische Wendeschneidplatten 14 angeordnet sind. Es handelt sich um einem Eckfräser zum Stand der Technik. Der Einstellwinkel χ_r ist 90°, damit eine rechtwinklige Seitenwand des zu bearbeitenden Werkstücks (nicht gezeigt) erzielt wird. Die Nebenschneide hat einen Einstellwinkel von χ'_r > 0°. Um einen weichen Anschnitt zu erhalten, ist die Wendeschneidplatte 14 um einen Punkt 16 gekippt, und zwar um einen Winkel λ_s. Der Kippunkt liegt auf der halben Länge 1 der Hauptschneide der Wendeschneidplatte 14. Bei dieser Anordnung der Wendeschneidplatte 14 ergibt sich eine konvexe Seitenfläche des Werkstücks (nicht gezeigt).
• Aus Fig. 3 ergibt sich, daß auch bei einer Verschwenkung der Wendeschneidplatte 14 um den Neigungswinkel λ_s um einen oberen Punkt 18, der auf der Achse 20 des in Fig. 3 nicht gezeigten Werkzeugträgers liegt, ebenfalls eine bauchige Kontur der Seitenwand, wie bei 22 dargestellt, gezeigt wird. Die Sollkontur wäre die Kontur 24.
• In Fig. 4 ist eine Vierkant-Wendeschneidplatte 30 dargestellt. Wird sie mit einem Einstellwinkel von κ_r von kleiner 90° im nicht gezeigten Werkzeugträger angeordnet, ergibt sich eine Werkstückkontur 32, die zwar im Schnitt gerade ist, jedoch nicht die gewünschte Rechtwinkligkeit aufweist. In Fig. 5 sind die Werkstückkonturen 22, 32 noch einmal dargestellt. Man erkennt, daß ihre Wirkung "gegenläufig" ist. Wird nun die Wendeschneidplatte 30 mit einem Einstellwinkel κ_r < 90° jedoch mit einem Neigungswinkel λ_s > 0° angeordnet mit einer Verschwenkung am oberen Ende der geraden Schneidkante, ergibt sich eine Werkstückkontur 34, die aus der Überlagerung der Werkstückkonturen 22, 32 resultiert. Man erkennt, daß die erzielbare Werkstückkontur 34 nur minimal von der Sollkontur 36 abweicht.

Claims (2)

1. Eckfräser mit einem Werkzeugträger und mindestens einer am Werkzeugträger anbringbaren Wendeschneidplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendeschneidplatte (30) mit einem Neigungswinkel λ_s > 0° angeordnet ist, wobei die Neigung um eine Achse erfolgt, die am oberen Ende der Hauptschneidkante liegt und die Wendeschneidplatte (30) ferner einen Einstellwinkel κ_r < 90° aufweist.

2. Eckfräser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optimale Einstellwinkel κ_r in Abhängigkeit vom Werkzeugdurchmesser und vom Neigungswinkel λ_s aus dem Minimum der gegenläufig erzeugten Abweichung bestimmt wird und vorzugsweise 88° bis 89° beträgt.