DE10317103A1 - Sinterkarbid-Radius- oder Kugel(schaft)fräser - Google Patents

Sinterkarbid-Radius- oder Kugel(schaft)fräser

Info

Publication number
DE10317103A1
DE10317103A1 DE10317103A DE10317103A DE10317103A1 DE 10317103 A1 DE10317103 A1 DE 10317103A1 DE 10317103 A DE10317103 A DE 10317103A DE 10317103 A DE10317103 A DE 10317103A DE 10317103 A1 DE10317103 A1 DE 10317103A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cutting
ball
section
radius
chip removal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE10317103A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10317103B4 (de
Inventor
Kenji Iwamoto
Yousuke Tsuritani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nachi Fujikoshi Corp
Original Assignee
Nachi Fujikoshi Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nachi Fujikoshi Corp filed Critical Nachi Fujikoshi Corp
Publication of DE10317103A1 publication Critical patent/DE10317103A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10317103B4 publication Critical patent/DE10317103B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • B23C5/02Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
    • B23C5/1009Ball nose end mills
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2210/00Details of milling cutters
    • B23C2210/04Angles
    • B23C2210/0407Cutting angles
    • B23C2210/0421Cutting angles negative
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2210/00Details of milling cutters
    • B23C2210/04Angles
    • B23C2210/0407Cutting angles
    • B23C2210/0442Cutting angles positive
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2224/00Materials of tools or workpieces composed of a compound including a metal
    • B23C2224/28Titanium carbide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2226/00Materials of tools or workpieces not comprising a metal
    • B23C2226/72Silicon carbide
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00Cutters, for shaping
    • Y10T407/19Rotary cutting tool
    • Y10T407/1946Face or end mill
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00Cutters, for shaping
    • Y10T407/19Rotary cutting tool
    • Y10T407/1946Face or end mill
    • Y10T407/1948Face or end mill with cutting edge entirely across end of tool [e.g., router bit, end mill, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00Cutters, for shaping
    • Y10T407/19Rotary cutting tool
    • Y10T407/1952Having peripherally spaced teeth
    • Y10T407/1962Specified tooth shape or spacing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00Cutters, for shaping
    • Y10T407/19Rotary cutting tool
    • Y10T407/1952Having peripherally spaced teeth
    • Y10T407/1962Specified tooth shape or spacing
    • Y10T407/1964Arcuate cutting edge
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00Cutters, for shaping
    • Y10T407/19Rotary cutting tool
    • Y10T407/1952Having peripherally spaced teeth
    • Y10T407/1962Specified tooth shape or spacing
    • Y10T407/1964Arcuate cutting edge
    • Y10T407/1966Helical tooth
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00Cutters, for shaping
    • Y10T407/27Cutters, for shaping comprising tool of specific chemical composition

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

Ein Sinterkarbid-Radius- oder Kugel(schaft)fräser umfasst einen Schneidabschnitt (4) mit einem halbkugelförmigen Abschnitt (1) an seinem Ende und hat folgende Konfiguration: Wird eine Schnittstelle (10) zwischen einer Schneidkanten-Spanfläche (8) und einer Spanabführnut (7) am Kugelabschnitt (1) auf eine Ebene projiziert, die eine Mittelachse (14) des Fräsers umfasst und parallel zu einer auf die Ebene projizierten Schneidkante (5) am Mittelabschnitt einer Kugelabschnittsspitze (11) ist, ist diese eine konvex gekrümmte Linie oder eine gerade Linie. Ein Winkel (THETA), der gebildet ist durch die gerade Linie (15), die einen Scheitel (11) des Kugelabschnitts, dort, wo die Schnittlinie hindurch verläuft, und das andere Ende (12) der Schnittlinie verbindet, in Bezug auf die Mittelachse (14), beträgt 30 DEG bis 50 DEG . Ferner beträgt ein Winkel (alpha), der durch die Spanfläche und durch die Spanabführnut gebildet ist, 100 DEG bis 150 DEG , und eine Breite (beta) der Spanabführnut das 0,5- bis 5-fache des Radius des Kugelabschnitts. Am Schneidabschnitt ist eine Überzugsschicht von Titankarbid (TiC) oder dergleichen als erste Schicht ausgebildet, und eine weitere Überzugsschicht einer amorphen Sinterkarbid-Systemschicht (SiC/C) oder dergleichen mit einer physikalischen Eigenschaft ähnlich der von Diamant ist als zweite Schicht hinzugefügt. Der Sinterkarbid-Kugel(schaft)fräser leidet weniger unter Ablagerung von geschmolzenem Metall, selbst wenn eine Aluminiumlegierung trocken geschnitten wird, hat ...

Description

  • Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Sinterkarbid- bzw. Sinterhartmetall-Radius- oder Kugel(schaft)fräser (cemented carbide ball end mitl) zur spanabhebenden Bearbeitung einer Aluminiumlegierung, und insbesondere auf eine Verbesserung in der Konfiguration und in einer Überzugsschicht für einen Sinterkarbid- bzw. Sinterhartmetall-Radius- oder Kugelfräser, der in der Lage ist, eine spanabhebende Trockenbearbeitung auszuführen.
  • Bei der spanabhebenden Bearbeitung einer Aluminiumlegierung mit einem Sinterkarbid-Radiusfräser wurde die Aluminiumlegierung bisher spanabhebend bearbeitet, während ein wasserlösliches Schneidfluid zum Fördern der Schmierwirkung aufgebracht wurde, um zu verhindern, dass sich die geschmolzene Aluminiumlegierung auf der Werkzeugmaschine absetzte. In den vergangenen Jahren stieg jedoch wegen einer korrosiven Eigenschaft des wasserlöslichen Schneidfluids oder einer problematischen Behandlung des Schneidfluids als industrieller Abfall der Bedarf an einer spanabhebenden Bearbeitung einer Aluminiumlegierung durch einen Sinterkarbid-Radius- oder Kugelfräser ohne Verwendung des Schneidfluids oder die Nachfrage nach einer sogenannten spanabhebenden Trockenbearbeitung.
  • Ein Problem, das sich bei der Bearbeitung einer Aluminiumlegierung mit einem Sinterkarbid-Radius- oder Kugelfräser ergibt, ist die Ablagerung bzw. das Absetzen der geschmolzenen Aluminiumlegierung an Schneidkanten des Bearbeitungswerkzeugs. Herkömmliche Sinterkarbid-Radius- oder Kugelfräswerkzeuge leiden unter einem erheblichen Absetzen von geschmolzener Aluminiumlegierung bei Trockenbearbeitung. Sobald diese Ablagerung auftritt, werden Spannuten der Schneidkanten augenblicklich mit dem zerspanten Material aufgefüllt. Wenn die spanende Bearbeitung erzwungenermaßen weitergeführt wird, kommt es zu Fällen, bei denen die bearbeitete Fläche extrem beeinträchtigt wird und schlimmstenfalls das Werkzeug bricht und nicht mehr schneidet. Indessen wird bei dem Sinterkarbid-Schaft- bzw. Fingerfräser eines quadratischen Typs, wie er in der JP-A-2001-293611 offenbart ist, die Trockenzerspanung einer Aluminiumlegierung durch Aufbringen der Überzugsschicht mit einem geringen Koeffizienten dynamischer Reibung und durch Verbessern der Ablagerungsbeständigkeit realisiert.
  • Bei dem herkömmlichen Sinterkarbid-Radius- oder Kugelfräser der in den Fig. 4A und 4B gezeigten Konfiguration ist der Raum jeder Spanabführnut 7 an einem Kugelabschnitt schmal. Dies verursacht ein Problem, dass es selbst dann, wenn eine Überzugsschicht ähnlich der oben beschriebenen auf den Radius- oder Kugel(schaft)fräser aufgebracht ist, zu einem Zusetzen oder Verstopfen mit Spänen an der Spitze des Kugelabschnitts kommt und der Schaftfräser einen Zustand annimmt, in dem er nicht mehr in der Lage ist, zu schneiden bzw. zu zerspanen.
  • Angesichts der obigen Probleme im Stand der Technik ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Sinterkarbid- bzw. Sinterhartmetall-Radius- oder Kugel(schaft)fräser bereitzustellen, der weniger unter der Ablagerung bzw. Absetzung leidet, selbst wenn eine Aluminiumlegierung in einem trockenen Zustand zerspanend bearbeitet wird, der eine lange Standzeit aufweist, und der eine eine ausgezeichnete Oberflächenqualität oder -eigenschaft liefernde Bearbeitung ermöglicht.
  • Die Erfinder haben in ihren Untersuchungen herausgefunden, dass bei dem Radius- oder Kugelfräser, der zum Schneiden eines weichen Nichteisen-Metallmaterials, beispielsweise einer Aluminiumlegierung verwendet wird, die Ablagerung durch ein Verbreitern der Spanabführnuten eines Kugelabschnitts verringert oder eliminiert wird. Das Verbreitern der Spanabführnuten jedoch führt dazu, dass die Festigkeit des Werkzeugs verringert wird. In Hinblick auf dieses Thema haben die Erfinder festgestellt, dass ein Schneidwiderstand während der spanenden Bearbeitung eines Nichteisen-Metalls, wie zum Beispiel einer Aluminiumlegierung, kleiner als im Fall eines Eisenmaterials ist. Ferner haben die Erfinder entdeckt, dass ein idealer Sinterkarbid-Radius- oder Kugel(schaft)fräser zum spanenden Bearbeiten von Aluminium erhalten werden kann, indem der Radius- oder Kugel(schaft)fräser mit einer Konfiguration, Dimensionen und anderem versehen wird, um die erforderliche Starrheit und Festigkeit gegenüber dem weichen Nichteisen- Material, wie zum Beispiel einer Aluminiumlegierung, zu gewährleisten.
  • Ein Sinterkarbid-Radius- oder Kugel(schaft)fräser der Erfindung gemäß Anspruch 1 weist einen Schneidabschnitt auf, der einen halbkugelförmigen Abschnitt, mindestens eine entlang dem Außenumfang des Schaftfräsers einschließlich dem Kugelabschnitt ausgebildete Schneidkante und eine Spanabführnut angrenzend an die Schneidkante umfasst. Der Sinterkarbid-Radius- oder Kugel(schaft)fräser hat, basierend auf dem oben beschriebenen Untersuchungsergebnis, die folgende Konfiguration. Wenn eine Schnittlinie zwischen der Spanfläche der Schneidkante und der Spanabführnut am Kugelabschnitt auf eine Ebene projiziert wird, die die Mittelachse des Sinterkarbid-Kugel(schaft)fräsers umfasst und parallel zu der Schneidkante am Mittelabschnitt der Spitze des Kugelabschnitts ist, wird eine konvex gekrümmte Linie oder eine gerade Linie auf die Ebene projiziert. Ein durch die gerade Linie, welche den Scheitel des Kugelabschnitts dort, wo die Schnittlinie durchläuft, und das andere Ende der Schnittlinie in Bezug auf die Mittelachse verbindet, gebildeter Winkel beträgt von 30° bis 50°. Ferner liegt in einer Ebene senkrecht zu der Schnittlinie ein durch die Spanfläche der Schneidkante und einen geradlinigen Abschnitt am Boden der Spanabführnut gebildeter Winkel in einem Bereich von 100° bis 150°. In der senkrechten Ebene beträgt eine Breite des geradlinigen Abschnitts am Boden der Spanabführnut in Bezug auf die senkrechte Ebene das 0,5- bis 5-fache des Radius des Kugelabschnitts.
  • Genauer gesagt wird die Schnittlinie zwischen der Spanfläche, der Schneidkante und der Spanabführnut auf der Projektionsebene so eingestellt, dass sie die konvex gekrümmte Linie oder die gerade Linie ist. Wenn ferner der Winkel, der durch die gerade Linie, die den Scheitel des Kugelabschnitts dort, wo die Schnittlinie hindurchläuft, und das andere Ende der Schnittlinie verbindet, in Bezug auf die Mittelachse des Kugel(schaft)fräsers gebildet ist, weniger als 30° beträgt, ist die Festigkeit der Schneidkante extrem unzureichend, und wenn der Winkel über 50° liegt, sind Späne schwer abzuführen. Somit wird der Winkel auf 30 bis 50° festgelegt. Ferner sind, wird in der Ebene senkrecht zur Schnittlinie, wenn der durch die Spanfläche der Schneidkante und die Spanabführnut gebildete Winkel weniger als 100° beträgt, der Boden der Spanabführnut zu steil relativ zur Spanfläche, Späne schwer zu bewegen. Wenn der Winkel 150° übersteigt, wird die Festigkeit der Schneidkante verringert. Infolgedessen wird der Winkel so festgelegt, dass er in den Bereich von 100° bis 150° fällt. Wenn die Breite des Bodenabschnitts der Spanabführnut in Bezug auf die senkrechte Ebene weniger als das 0,5-fache des Radius des Kugelabschnitts beträgt, ist die Spanabführnut übermäßig klein, und wenn die Breite das 5-fache übersteigt, wird die Gesamtfestigkeit geschwächt. Daher wird die Breite des geradlinigen Bodenabschnitts der Spanabführnut bezüglich der senkrechten Ebene auf das 0,5-5-fache des Radius des Kugelabschnitts festgelegt.
  • Bei diesem Aufbau ist der Sinterkarbid-Radius- oder Kugel(schaft)fräser der Erfindung mit der breiten Spanabführnut versehen, um die ausgezeichnete Spanabflussleistung und die hinreichende Festigkeit der Schneidkante aufzuweisen, wodurch die Bearbeitungsleistung für eine halbtrockene und nasse spanende Bearbeitung einer Aluminiumlegierung verbessert wird.
  • Wie ferner in Anspruch 2 beansprucht wird, kann der Schneidabschnitt des Sinterkarbid-Radius- oder Kugelfräsers eine Beschichtung aufweisen, die auf der Oberfläche des Schneidabschnitts ausgebildet ist. Die Beschichtung umfasst eine erste Überzugsschicht aus Titankarbid (TiC) oder Aluminiumtitannitrid (TiAlN) sowie eine zweite Überzugsschicht, die auf der ersten Überzugsschicht ausgebildet ist und eine Titankarbid-Systemschicht (TiC/C) mit einer physikalischen Eigenschaft ähnlich derjenigen von Diamant umfasst, eine amorphe Siliziumkarbid- Systemschicht (SiC/C) mit einer physikalischen Eigenschaft ähnlich derjenigen von Diamant, eine Chromkarbid- Systemschicht (CrC/C), oder eine Borkarbid- Systemschicht (BC/C) umfasst. Mit dieser Beschichtung wird die halbtrockene oder Nass-Bearbeitungsfähigkeit des Sinterkarbid-Radius- oder Kugelfräsers weiter verbessert, und darüberhinaus wird die spanende Trockenbearbeitung ermöglicht.
  • Die oben erwähnten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen hervor, in denen zeigen:
  • Fig. 1A eine Vorderansicht des Sinterkarbid-Radius- oder Kugel(schaft)fräsers mit zwei Schneidkanten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
  • Fig. 1B eine Seitenansicht des Kugel(schaft)fräsers,
  • Fig. 2 eine Ansicht zur Darstellung in vergrößertem Maßstab des Kugelabschnitts des Schaftfräsers, in der Richtung eines Pfeils 1B von Fig. 1A betrachtet.
  • Fig. 3 eine Schnittansicht längs einer Linie III-III von Fig. 2, die einen Schnitt senkrecht zu der Schnittstelle zwischen der Spanfläche und einer Schneidkante sowie einer Spanabführnut am Kugelabschnitt des Sinterkarbid- Kugel(schaft)fräsers zeigt,
  • Fig. 4A eine Vorderansicht eines herkömmlichen Sinterkarbid-Kugel(schaft)fräsers mit zwei Schneidkanten,
  • Fig. 4B eine Seitenansicht des herkömmlichen Kugel(schaft)fräsers,
  • Fig. 5A eine Ansicht zur Darstellung des Ergebnisses (bearbeitete Oberfläche) eines Schneidtests mit dem Sinterkarbid-Kugel(schaft)fräsers der Erfindung,
  • Fig. 5B eine Ansicht zur Darstellung des Ergebnisses eines Schneidtests mit dem herkömmlichen Sinterkarbid-Radius- oder Kugel(schaft)fräser, und
  • Fig. 6 eine Tabelle der Ergebnisse von Schneidtests mit dem Sinterkarbid-Kugel(schaft)fräser der Erfindung und dem herkömmlichen Sinterkarbid-Kugel(schaft)fräser zur Darstellung der Eigenschaften der bearbeiteten Oberfläche aufgrund einer spanenden Bearbeitung unter Verwendung von Schneidfluid, einer spanenden Trockenbearbeitung usw. im Vergleich miteinander, wobei die Punkte in der Reihenfolge der Güte der bearbeiteten Flächeneigenschaft angeordnet sind.
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird der Sinterkarbid bzw. Sinterhartmetall-Radius- oder Kugel(schaft)fräser mit zwei Schneidkanten gemäß der Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • Fig. 1A ist eine Vorderansicht des Sinterkarbid- Kugelfräsers, Fig. 1B ist eine vergrößerte Seitenansicht desselben, und Fig. 2 ist eine Ansicht des Spitzenabschnitts des Kugelfräsers in der Richtung eines Pfeils 1B gemäß Fig. 1 betrachtet.
  • In Fig. 1B und Fig. 2B ist eine Außenumfangs- Schneidabschnitt 2 vorgesehen, der sich zu einem Kugelabschnitt 1 fortsetzt. Ferner ist ein stabförmiger Schaftabschnitt 3 vorgesehen. Schneidkanten sind in dem Kugelabschnitt 1 und dem Außenumfangs-Schneidabschnitt 2 ausgebildet, und diese sind Schneidkanten 5 des Kugelabschnitts und Schneidkanten 6 des Außenumfangs- Schneidabschnitts. Der mit den Schneidkanten versehene axiale Abschnitt bildet einen Schneidabschnitt, der allgemein durch eine Bezugsziffer 4 angegeben ist. Eine Spanabführnut 7 ist angrenzend an eine Spanfläche 8, die jede Schneidkante 5 festlegt, ausgebildet.
  • In der Ausführungsform beträgt der Durchmesser 9 des Schneidabschnitts 6 mm, und der Kugelabschnitt hat einen Radius von 3 mm. Eine Schnittlinie 10 zwischen der Spanfläche 8 und der angrenzenden Spanabführnut 7 am Kugelabschnitt ist eine konvex gekrümmte Linie oder eine gerade Linie. Ein Ende der gekrümmten oder geraden Linie verläuft durch einen Scheitel 11 des Kugelabschnitts (eine Spitze des Kugelabschnitts). Ein Winkel θ, der durch eine den Scheitel 11 und ein anderes Ende 12 der Schnittlinie verbindende Linie 15 in Bezug auf die Mittelachse 14 des Kugel(schaft)fräsers gebildet ist, liegt im Bereich von 30° bis 50°. Eine Bezugsziffer 13 bezeichnet eine Spanfläche der Schneidkante 6 des Außenumfangs-Schneidabschnitts, und das andere Ende 12 der Schnittlinie 10 erreicht den Rand der Spanfläche 13 des Außenumfangs-Schneidabschnitts.
  • Fig. 3 ist eine Schnittansicht des Sinterkarbid-Radius- oder Kugelfräsers längs einer Linie III-III von Fig. 2, die eine zu der Schnittlinie 10 zwischen der Spanfläche 8 und der Spanabführnut 7 am Kugelabschnitt senkrechte Ebene zeigt. Ein Winkel α, der von der Spanfläche 8 und der Spanabführnut 7 am Kugelabschnitt 1 gebildet ist, fällt in einen Bereich von 100° bis 150°, und eine Breite β eines geradlinigen Abschnitts der Spanabführnut 7 in Bezug auf die senkrechte Ebene liegt in einem Bereich des 0,5- bis 5-fachen Kugelradius.
  • Der Sinterkarbid-Kugel(schaft)fräser gemäß der Ausführungsform weist als Basismaterial eine ultrafein gekörnte Karbidlegierung mit 94,4% WC, 5% Co und 0,6% anderer Bestandteile auf. Auf dem Schneidabschnitt 4 ist eine Beschichtung bzw. Überzugsschicht in dem in den Fig. 1A und 1B mit Punkten gezeigten Bereich aufgebracht, um den Ablagerungswiderstand (deposition resistance) gegenüber einer Aluminiumlegierung zu verbessern. Die Überzugsschicht wird durch Bilden einer Titankarbid- (TiC) oder einer Aluminiumtitannitrid- (TiAlN) Überzugsschicht als erster Schicht erzeugt, um die Abriebfestigkeit zu gewährleisten und dann wird darauf eine zweite Überzugsschicht aus einer amorphen Sinterkarbid-Systemschicht (SiC/C) mit einer physikalischen Eigenschaft ähnlich der von Diamant aufgebracht.
  • Andererseits hat ein herkömmlicher Sinterkarbid- Kugel(schaft)fräser, der mit der Erfindung verglichen werden soll, eine Karbidlegierung mit ultrafeiner Körnung, die 90% WC, 8,5% Co und 1,5% andere Bestandteile als Basismaterial aufweist. Bei diesem herkömmlichen Kugelfräser wird keine Beschichtung oder dergleichen auf die Oberfläche des Schneidkantenabschnitts aufgebracht.
  • Übrigens wird zwar die Überzugsschicht in der Ausführungsform aufgebracht, der Sinterkarbid- Kugel(schaft)fräser der Erfindung kann aber natürlich auch in einem Zustand ohne Behandlung oder ohne Anwendung der Oberflächenbehandlung verwendet werden, wenn die Ablagerung bzw. Absetzung eines geschmolzenen Werkstückmaterials an den Schneidkanten bis zu einem gewissen Grad durch die Verwendung beispielsweise eines Schneidfluids kein praktisches Problem verursacht.
  • Es wurde ein Vergleichstest zwischen dem Sinterkarbid- Radius- oder Kugel(schaft)fräser gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung, bei dem der Kugelabschnitt die Konfiguration der verbreiterten Spanabführnuten aufweist und bei der die Überzugsschicht ausgebildet ist, um die Abriebfestigkeit und den Ablagerungswiderstand zu verbessern, und einem herkömmlichen, nichtbehandelten Sinterkarbid- Radius- oder Kugel(schaft)fräser gemäß den Fig. 4A und 4B durchgeführt. Dabei sind in den Fig. 4A und 4B Abschnitte, die ähnlich denjenigen der oben beschriebenen Ausführungsform sind, durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und die Beschreibung derselben fällt weg. Der Vergleichstest wurde an dem Werkstückmaterial eines gerollten Aluminiums A 5052 durch Ausführung eines spanenden Einschneidvorgangs (Gesamtlänge 162 mm, Gesamtbreite 12 mm, Schnittlänge 30 m) durch Trockenschneiden ausgeführt. Bei der spanenden Bearbeitung beträgt eine Schneidgeschwindigkeit 472 m/min (Drehgeschwindigkeit 25.000 min-1), ein Tischvorschubgeschwindigkeit 3.000 mm/min (f = 0,06 mm/t), eine Schnitttiefe in der Axialrichtung von 0,2 mm und ein schrittweiser Vorschub (pick feed) von 0,2 mm.
  • Die Bearbeitungsergebnisse des Vergleichstests sind in den Fig. 5A und 5B gegeben. Fig. 5A zeigt das Bearbeitungsergebnis durch den Kugelfräser der Erfindung. Gemäß dem Kugelfräser der Erfindung fand fast keine Ablagerung an den Schneidkanten statt, die spanende Bearbeitung durch das Trockenschneiden war möglich und es konnte eine glatte und glänzende bearbeitete Oberfläche erhalten werden, wie Fig. 5A zeigt. Demgegenüber zeigt Fig. 5B das Bearbeitungsergebnis durch das herkömmliche Werkzeug, bei dem ein Zusetzen oder Verklumpen von Spänen an den Schneidkanten des Kugelfräsers auftrat und die spanende Bearbeitung unmöglich wurde. Die bearbeitete Oberfläche präsentierte einen ausgerupften oder gerieften Zustand und war schlecht.
  • Als nächstes wurden zur Nassbearbeitung mit wasserlöslichem Kühlmittel und zur halbtrockenen Bearbeitung unter Zuführung von externem Ölnebel jeweils Tests an dem Kugelfräser der Erfindung und an dem herkömmlichen Kugelfräser unter den gleichen Schnittbedingungen ausgeführt. Die Ergebnisse hiervon sind in Fig. 6 hinsichtlich der Güte der Eigenschaft der bearbeiteten Fläche gezeigt. Die halbtrockene spanende Bearbeitung, die mit dem Kugelfräser der Erfindung ausgeführt wurde, erreichte das beste Ergebnis, und die Nassbearbeitung mit dem Kugelfräser der Erfindung, die halbnasse Bearbeitung durch den herkömmlichen Kugelfräser und die Trockenbearbeitung durch den Kugelfräser der Erfindung folgten in dieser Reihenfolge. Selbst in dem Fall, in dem Schneidfluid verwendet wurde, ist die von dem Radius- oder Kugelfräser der Erfindung gelieferte Qualität der bearbeiteten Oberfläche derjenigen des herkömmlichen Radius- oder Kugelfräsers überlegen. Ferner kann die Trockenbearbeitung mit dem Kugelfräser der Erfindung eine bessere Qualität der bearbeiteten Oberfläche erzielen als die durch die Nassbearbeitung mit dem herkömmlichen Kugelfräser erreichbar. Dabei konnte mit dem herkömmlichen Kugelfräser überhaupt keine Trockenbearbeitung ausgeführt werden.
  • Der Sinterkarbid-Radius- oder Kugel(schaft)fräser der Erfindung, wie er oben beschrieben wurde, vergrößert die Räume der Spanabführnuten an dem Kugelabschnitt im Vergleich mit denjenigen des herkömmlichen Werkzeugs, während er die erforderliche Festigkeit zum spanenden Bearbeiten von Aluminium gewährleistet. Ferner ermöglicht dieser Sinterkarbid-Radius- oder Kugelfräser durch Aufbringen der Überzugsschicht zum Verbessern der Abriebfestigkeit und des Ablagerungswiderstands am Schneidabschnitt die Trockenbearbeitung einer Aluminiumlegierung, die bisher nicht ausführbar war. Der Sinterkarbid-Radius- oder Kugel(schaft)fräser leidet weniger unter einer Ablagerung von abgespantem Metall an den Schneidkanten, hat eine längere Standzeit und ermöglicht die spanende Bearbeitung mit ausgezeichneter Oberflächengüte. Ferner kann der Sinterkarbid-Radius- oder Kugelfräser eine spanende Bearbeitung mit hoher Geschwindigkeit ausführen, und da er kein Schneidfluid benötigt, ermöglicht er eine Kostenreduktion und eine Verbesserung der Umwelt-Performance.
  • Fachleute werden erkennen, dass die vorangehende Beschreibung zwar zu der Ausführungsform der Erfindung gegeben wurde, dass die Erfindung jedoch nicht nur auf diese spezifische Form begrenzt ist und dass verschiedene Änderungen und Modifikationen in der Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Geist der Erfindung und dem Schutzumfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims (2)

1. Sinterkarbid-Radius- oder Kugel(schaft)fräser mit einem Schneidabschnitt (4), der an seinem Ende einen halbkugelförmigen Abschnitt (1) aufweist, mindestens einer Schneidkante (5), die entlang einem Außenumfang des Fräsers einschließlich des Kugelabschnitts ausgebildet ist, und einer Spanabführnut angrenzend an die Schneidkante, dadurch gekennzeichnet, dass, wann eine Schnittlinie (10) zwischen einer Spanfläche (8) der Schneidkante und einer Spanabführnut (7) am Kugelabschnitt auf eine Ebene projiziert wird, die eine Mittelachse (14) des Sinterkarbid-Radius- oder Kugel(schaft)fräsers umfasst und die parallel zu der Schneidkante (5) an einem Mittelabschnitt einer Spitze des Kugelabschnitts ist, die auf die Ebene projizierte Schnittlinie (10) eine konvex gekrümmte Linie oder eine gerade Linie ist, ein Winkel (θ), der durch eine gerade Linie (15), welche einen Scheitel (11) des Kugelabschnitts dort, wo die Schnittlinie hindurchläuft und ein anderes Ende (12) der Schnittlinie verbindet, in Bezug auf die Mittelachse (14), gebildet ist, 30° bis 50° in einer Ebene senkrecht zu der Schnittlinie (10) beträgt, ein Winkel (α), der durch die Spanfläche (8) und einen geradlinigen Abschnitt am Boden der Spanabführnut gebildet ist, in einem Bereich von 100° bis 150° und in der senkrechten Ebene liegt, und eine Breite (β) des geradlinigen Bodenabschnitts der Spanabführnut in Bezug auf die senkrechte Ebene 0,5-5 mal so groß ist wie der Radius des Kugelabschnitts.
2. Sinterkarbid-Radius- oder Kugel(schaft)fräser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidabschnitt (4) ferner eine erste Überzugsschicht, die Titankarbid (TiC) oder Aluminiumtitannitrid (TiAlN) aufweist und auf einer Oberfläche des Schneidabschnitts ausgebildet ist, und eine zweite Überzugsschicht, die auf der ersten Überzugsschicht ausgebildet ist und eine Titankarbid- Systemschicht (TiC/C) mit einer physikalischen Eigenschaft ähnlich derjenigen von Diamant, eine amorphe Siliziumkarbid- Systemschicht (SiC/C) mit der physikalischen Eigenschaft ähnlich derjenigen von Diamant, eine Chromkarbid- Systemschicht (CrC/C) oder eine Borkarbid- Systemschicht (BC/C) aufweist, umfasst.
DE10317103A 2002-04-18 2003-04-14 Sinterkarbid-Kugelschaftfräser Expired - Fee Related DE10317103B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002115640A JP2003311524A (ja) 2002-04-18 2002-04-18 超硬ボールエンドミル
JP2002-115640 2002-04-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10317103A1 true DE10317103A1 (de) 2003-11-13
DE10317103B4 DE10317103B4 (de) 2005-10-13

Family

ID=29207724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10317103A Expired - Fee Related DE10317103B4 (de) 2002-04-18 2003-04-14 Sinterkarbid-Kugelschaftfräser

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6953310B2 (de)
JP (1) JP2003311524A (de)
DE (1) DE10317103B4 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005043842A1 (de) * 2005-09-13 2007-03-15 Franken GmbH + Co KG Fabrik für Präzisionswerkzeuge Kugel- oder Torusfräser
DE202016102153U1 (de) 2016-04-22 2016-06-10 Daniel Gruber Fräswerkzeug
DE102020002907A1 (de) 2020-05-14 2021-11-18 HMT Höfer Metall Technik GmbH & Co. KG Verfahren und Vorrichtung zur Metallbearbeitung

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2030713B1 (de) * 2002-12-26 2013-05-01 Mitsubishi Materials Corporation Abgerundeter Schaftfräser
DE102004010372A1 (de) * 2004-03-03 2005-09-22 Gühring, Jörg, Dr. Werkzeug zum Entgraten von Bohrungen
JPWO2005102572A1 (ja) * 2004-04-20 2008-07-31 オーエスジー株式会社 ボールエンドミル
CA2578774A1 (en) * 2004-09-01 2006-03-16 Berkshire Precision Tool, Llc Multiple-axis cutting toroidal end mill
IL174775A (en) * 2006-04-04 2013-06-27 Hanita Metal Works Ltd Milling face
US20080223359A1 (en) * 2006-12-11 2008-09-18 Lee Lisheng Huang Energy Efficient Cookware
US9079260B2 (en) * 2007-11-01 2015-07-14 GM Global Technology Operations LLC Polycrystalline diamond cutting tool with coated body
WO2009060833A1 (ja) * 2007-11-07 2009-05-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha ボールエンドミル
KR101513329B1 (ko) * 2008-03-31 2015-04-17 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 라디우스 엔드밀 및 절삭 인서트
KR20110003317A (ko) * 2008-03-31 2011-01-11 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 라디우스 엔드밀 및 절삭 인서트
US20100084412A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-08 Lee Lisheng Huang Energy efficient range
US20100083949A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-08 Huang Lee Lisheng Energy efficient griddle plate
JP5013435B2 (ja) * 2008-10-29 2012-08-29 住友電工ハードメタル株式会社 ボールエンドミル
US8037602B2 (en) * 2009-03-27 2011-10-18 Eneron, Inc. Methods of making energy efficient cookware
US20120039677A1 (en) * 2010-08-11 2012-02-16 Kennametal Inc. Contour end mill
JP5842708B2 (ja) * 2012-03-29 2016-01-13 三菱マテリアル株式会社 ボールエンドミル
JP6344391B2 (ja) * 2013-08-06 2018-06-20 三菱日立ツール株式会社 多刃ボールエンドミル
US10118237B2 (en) * 2014-01-07 2018-11-06 Mitsubishi Electric Corporation End mill and scroll for scroll compressor
JP6973069B2 (ja) * 2015-02-23 2021-11-24 住友電気工業株式会社 回転工具
CN105252060A (zh) * 2015-11-27 2016-01-20 上海科弦精密工具有限公司 一种铝合金高光刀具
JP7140786B2 (ja) * 2020-01-10 2022-09-21 ユニオンツール株式会社 硬脆材切削加工用回転切削工具
CN115720536A (zh) 2020-06-22 2023-02-28 住友电工硬质合金株式会社 旋转切削工具
US11865629B2 (en) 2021-11-04 2024-01-09 Kennametal Inc. Rotary cutting tool with high ramp angle capability
CN115805666A (zh) * 2022-12-16 2023-03-17 汨罗市福缘新材料有限公司 一种适用于石墨制品的修坯铣刀

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3409965A (en) * 1966-06-07 1968-11-12 Universal American Corp Tipped ball end cutter
US4175896A (en) * 1977-07-25 1979-11-27 Toshiba Tungaloy Co., Ltd. Ball endmill
JPS60207711A (ja) * 1984-03-31 1985-10-19 Morio Kitani 大捻角、大スクイ角の円筒面捻刃、円錐捻刃のボ−ルエンドミル
DE3684531D1 (de) * 1985-08-30 1992-04-30 Kyocera Corp Voller cermetschaftfraeser.
JP2513645Y2 (ja) * 1991-05-22 1996-10-09 三菱マテリアル株式会社 ボ―ルエンドミル
GB2259263B (en) * 1991-08-08 1995-11-22 Habit Diamond Ltd Wear resistant tools
US5193943A (en) * 1992-02-06 1993-03-16 Hyundai Motor Co. Cutting tool for use in a milling machine
US5209612A (en) * 1992-03-27 1993-05-11 The Budd Company Cutting tool
DE4312101A1 (de) 1993-04-08 1994-10-13 Mannesmann Ag Verfahren zum Transportieren verschmutzter Kühlschmierstoffe
DE19824212B4 (de) 1997-06-13 2007-11-15 Nachi-Fujikoshi Corp. Hartmetall-Kugelschneidkopfschaftfräser
KR100291563B1 (ko) * 1998-11-12 2001-07-12 송호근 구형전삭공구
JP3739591B2 (ja) * 1999-04-05 2006-01-25 三菱マテリアル株式会社 ソリッドエンドミル
JP2001293611A (ja) 2000-04-17 2001-10-23 Nachi Fujikoshi Corp 超硬エンドミル
JP4936495B2 (ja) * 2000-10-27 2012-05-23 株式会社不二越 超硬エンドミル

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005043842A1 (de) * 2005-09-13 2007-03-15 Franken GmbH + Co KG Fabrik für Präzisionswerkzeuge Kugel- oder Torusfräser
DE102005043842B4 (de) * 2005-09-13 2008-09-11 Franken GmbH + Co KG Fabrik für Präzisionswerkzeuge Kugel- oder Torusfräser
DE202016102153U1 (de) 2016-04-22 2016-06-10 Daniel Gruber Fräswerkzeug
DE102020002907A1 (de) 2020-05-14 2021-11-18 HMT Höfer Metall Technik GmbH & Co. KG Verfahren und Vorrichtung zur Metallbearbeitung

Also Published As

Publication number Publication date
DE10317103B4 (de) 2005-10-13
US20030198525A1 (en) 2003-10-23
JP2003311524A (ja) 2003-11-05
US6953310B2 (en) 2005-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10317103B4 (de) Sinterkarbid-Kugelschaftfräser
DE4417166B4 (de) Bohrgerät
DE10331328B4 (de) Tieflochbohrer mit nach hinten schräg verlaufendem Rücken und Verfahren zum Bohren eines Loches
DE102018126753B4 (de) Rotierendes schneidwerkzeug mit kühlmittelkanälen und verfahren zu dessen herstellung
DE60126278T2 (de) Bohrer
DE69930449T3 (de) Drehendes Schneidwerkzeug mit Wendeschneideinsatz
DE112007003489B4 (de) Spiralgewindebohrer
EP1511590B1 (de) Fräser mit wiper-radius
DE10159431A1 (de) Werkzeug für Feinstbearbeitung von Oberflächen
DE10204105A1 (de) Rundlaufschneidwerkzeug
EP3038776B1 (de) Bohrer
DE112013003461T5 (de) Rotierendes Schneidwerkzeug und reversibler Schneideinsatz dafür
DE102005033920A1 (de) Schneideinsatz, Werkzeug sowie Verfahren zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks
DE102012012479A1 (de) Bohrer
DE19824212B4 (de) Hartmetall-Kugelschneidkopfschaftfräser
DE10052963A1 (de) Stirnfrässchneidwerkzeug
DE102015012337A1 (de) Rotierendes Schneidwerkzeug und reversibler Schneideinsatz mit breitenvariablen Nebenfreiflächen dafür
DE102005043842B4 (de) Kugel- oder Torusfräser
DE102011016960A1 (de) Bohrwerkzeug und Verfahren zur Herstellung von Bohrungen
EP2848342A1 (de) Vollfräswerkzeug zur rotierenden Materialbearbeitung
EP1610919B2 (de) Einlippenbohrer und verfahren zu dessen herstellung
WO2020035551A1 (de) Faswerkzeug
DE10354000A1 (de) Gewindebohrer mit einem mit einer diamantartigen Kohlenstoffbeschichtung beschichteten Gewindeabschnitt
CH637048A5 (de) Bohrwerkzeug fuer bohrungen in metallvollmaterial von werkstuecken.
EP3768452B1 (de) Tieflochbohrer mit mehreren spanformern und mulden in der spanfläche

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20131101