DE10215877A1 - Eckfräser - Google Patents

Abstract

Eckfräser mit einem Werkzeugträger und mindestens zwei Wendeschneidplatten, die mit einem Einstellwinkel DOLLAR I1 = 90 DEG und einem Nebeneinstellwinkel von DOLLAR I2 > 0 DEG im Werkzeugträger angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Wendeschneidplatte mit einem Neigungswinkel lambda¶s¶ > 0 DEG und mindestens eine Wendeschneidplatte mit einem Neigungswinkel lambda¶s¶ = 0 DEG angeordnet ist.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen Eckfräser nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Für die spanende Herstellung von ebenen Formelementen mit rechtwinkligen Absätzen, Nuten und dergleichen werden Eck-Fräswerkzeuge eingesetzt. Sie weisen einen Einstellwinkel von χ_r = 90° auf. In Abhängigkeit vom Werkzeugdurchmesser werden verschiedene Ausführungen eingesetzt. Für kleinere Durchmesser werden Schaftfräser, für mittlere Durchmesser Aufsteckfräser und für größere Durchmesser Eck-Fräsköpfe verwendet. 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 erzeugenden Formelemente realisiert. Die Verwendung von Hartmetall-Wendeschneidplatten bringt erhebliche Vorteile und ist bei Schaftfräsern ab 12 mm Durchmesser sowie bei Aufsteck- und Eck-Fräsköpfen seit längerem Stand der Technik.
• Zur Herstellung einer planen Bodenfläche werden für die Nebenschneide Einstellwinkel von χ'_r > 0 vorgesehen. Es kommen mithin normalerweise zweischneidige Rhombus- oder dreischneidige Dreikant-Wendeschneidplatten zum Einsatz.
• Zur Erzielung eines günstigen Schnittverhaltens mit geringer Geräuschentwicklung und hoher Laufruhe muß ein weicher Schneideneingriff gewährleistet werden, zumal beim Eckfräsen oft große Schnittiefen auftreten. Zu diesem Zweck werden möglichst große positive Span- und Neigungswinkel angestrebt. Bekanntlich verringert ein positiver Spanwinkel die Schnittkraft und der 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 entsteht eine Abweichung in konvexer Form, deren Größe nicht nur vom Neigungswinkel, sondern auch vom Werkzeugdurchmesser abhängt. Hinzu kommt, daß die Abweichungen mit dem Abstand vom Schwenkungspunkt der Wendeschneidplatte ansteigen. Aus naheliegenden Gründen werden die Wendeschneidplatten üblicherweise um die Mitte der Kantenlänge geschwenkt. Dennoch sind bei Neigungswinkeln λ_s ≠ 0° Formabweichungen unvermeidlich.
• Eine konvex ausgebildete Schnittfläche entsteht, weil nur der Schwenkpunkt auf dem kleinsten Flugkreisdurchmesser liegt. Alle anderen Schneidenpunkte befinden sich auf achsferneren Flugbahnen und erzeugen somit eine bauchige Werkstück-Istkontur.
• Die einerseits erwünschten möglichst großen Neigungswinkel verbessern zwar das Schnittverhalten, haben aber andererseits oft nicht mehr vertretbare Formabweichungen zur Folge. Daher sind Korrekturmaßnahmen zu ergreifen. Bei Wendeschneidplatten ist eine Korrektur durch das Anschleifen einer konvexen Gegenkontur an den Schneidkanten möglich. Abweichungsfrei läßt sich jedoch diese Korrektur nur für einen Werkzeugdurchmesser verwirklichen. Bei einem durchmesserbezogenen Korrekturschleifen ergibt sich neben dem hohen Aufwand ein nahezu unlösbares logistisches Problem der Zuordnung der Wendeschneidplatten zu den Werkzeugen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Eckfräser zu schaffen, bei dem die geforderte Präzision mit ungeschliffenen Wendeschneidplatten und möglichst großem Neigungswinkel erzielt werden kann, und zwar unabhängig vom Werkzeugdurchmesser.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Bei dem erfindungsgemäßen Eckfräser ist bei Verwendung von mindestens zwei Wendeschneidplatten mindestens eine Wendeschneidplatte mit einem Neigungswinkel > 0° und mindestens eine Wendeschneidplatte mit einem Neigungswinkel λ_s = 0° angeordnet. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Wendeschneidplatten mit positivem Neigungswinkel alternierend mit Wendeschneidplatten mit einem Neigungswinkel von 0° angeordnet.
• Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Eckfräsers wird die zunächst erzeugte gewölbte Seitenprofilform durch die Korrekturschneide unter dem Neigungswinkel λ_s = 0° begradigt. Eine gerade Schneidkante kann eine abweichungsfreie Seitenfläche nur erzeugen, wenn sie achsparallel unter λ_s = 0° liegt. Bei der Erfindung zeigt sich nun, daß nicht nur die geneigten Wendeschneidplatten weich anschneiden, sondern auch die achsparallelen Korrekturschneiden, weil sie auf die vorher bauchig erzeugte Werkstückfläche nicht wie sonst mit der gesamten Schneidenlänge gleichzeitig auftreffen, sondern punktförmig an der höchsten Stelle beginnend, sanft in den Schnitt kommen. Dabei läßt sich ein Phänomen ausnutzen, bei dem sich ein Nachteil in einen Vorteil umgekehrt:
  Je größer nämlich der Neigungswinkel wird, desto günstiger wird nicht nur das Anschnittverhalten der geneigten Schneiden, sondern auch der Korrekturschneiden, weil sie auf eine starke Wölbung an der Seitenfläche auftreffen.
• Die erfindungsgemäße Lösung kann für Eckfräser ab der Schneidenzahl 2 zur Anwendung gelangen. Bei Werkzeugen mit größerer Schneidenzahl kann eine beliebige Kombination von geneigten und Korrekturschneiden vorgenommen werden, wobei allerdings die erzeugte Rauhtiefe in Vorschubrichtung restriktiv zu beachten ist.
• Nachstehend einige Beispiele für Kombinationen von geneigten und Korrekturschneiden:
  Zähnezahl 3 2 geneigte Schneiden, 1 Korrekturschneide
  Zähnezahl 4 2 geneigte Schneiden, 2 Korrekturschneiden 3 geneigte Schneiden, 1 Korrekturschneide
  Zähnezahl 4 geneigte Schneiden, 1 Korrekturschneide 3 geneigte Schneiden 2 Korrekturschneiden
• Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert werden.
• Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Schaftfräser mit Wendeschneidplatten.
• Fig. 2 zeigt die Seitenansicht von Fig. 1 in Richtung Pfeil 2.
• Fig. 3 zeigt vergrößert eine geneigte Wendeschneidplatte des Schaftfräsers nach den Fig. 1 und 2 sowie die damit hergestellte Werkstückkontur.
• Fig. 4 zeigt die Werkstückkontur nach Fig. 3 mit einem Anschnittvorgang mit einer Korrekturschneide.
• Fig. 5 zeigt eine von einer Wendeschneidplatte erzeugten Istkontur eines Werkstücks, die um einen oberen Schwenkpunkt geschwenkt ist.
• In Fig. 1 ist ein Schaftfräser 10 dargestellt mit einem schaftförmigen Werkzeugträger 12, an dem in Fig. 1 zwei rhombische Wendeschneidplatten 14 bzw. 16 angeordnet sind. Es handelt sich um einem Eckfräser, dementsprechend sind die geraden Hauptschneiden in einem Einstellwinkel von χ_r = 90° angeordnet. Der Nebeneinstellwinkel ist χ'_r > 0°. Zur Erzielung eines weichen Anschnittverhaltens ist die Wendeschneidplatte 14 nach Fig. 2 um einen Punkt, der in der Achse des Fräsers 10 liegt, um einem Winkel von λ_s geschwenkt. Der Schwenkpunkt liegt auf der halben Länge 1 der Schneidkante. Der Schwenkpunkt ist mit 18 bezeichnet.
• In Fig. 3 ist die Wendeschneidplatte 14 noch einmal vergrößert herausgestellt. Mit 20 ist die Kontur der Seitenwand des Werkstücks 22 dargestellt, die mit der Wendeschneidplatte 14 erzeugt wird. Man erkennt eine bauchige Kontur, die naturgemäß unerwünscht ist.
• In Fig. 4 ist die bauchige Kontur 20 erneut herausgestellt. Außerdem ist eine Korrekturwendeschneidplatte 24 angedeutet in drei verschiedenen Zustellungen, nämlich 1, 2 und 3. Die Zustellung 3 entspricht der Sollkontur. Aus Fig. 5 ist zu erkennen, wie eine Kontur 26 im Werkstück 22a gebildet ist bei einer Verschwenkung der Wendeschneidplatte 14 um einen oberen Schwenkpunkt 18a, der wiederum auf der Achse 30 des nicht dargestellten Werkzeugträgers liegt. Die Sollkontur des Werkstücks ist bei 32 angedeutet. Aus den Fig. 4 und 5 geht hervor, daß mit einer geraden Schneidkante der Korrekturschneidplatte 24 mit einem Neigungswinkel λ_s = 0° ein weicher Anschnitt realisiert wird. Die Nachteile, die sonst bei einem Neigungswinkel von λ_s = 0° entstehen, treten bei dem gezeigten Eckfräser nicht auf.

Claims (2)

1. Eckfräser mit einem Werkzeugträger und mindestens zwei Wendeschneidplatten, die mit einem Einstellwinkel von χ_r = 90° und einem Nebeneinstellwinkel von χ'_r > 0° im Werkzeugträger angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Wendeschneidplatte (14) mit einem Neigungswinkel λ_s > 0° und mindestens eine Wendeschneidplatte (24) mit einem Neigungswinkel λ_s = 0° angeordnet ist.

2. Eckfräser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wendeschneidplatten (14) mit positivem Neigungswinkel λ_s und Wendeschneidplatte (24) mit dem Neigungswinkel λ_s ≠ 0° alternierend angeordnet sind.