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Formfräser mit Mehrfachschneiden Es sind mehrere Verfahren bekannt,
um bei F ormfräsern, Wälzfräsern und anderen Fräswerkzeugen eine zweckmäßige Spanu@nterteilung
herbeizuführen. Bei einer Art wird eine Unterteilung zwischen den Kopf- und Seitenschneiden
dadurch bewirkt, daß jeder zweite Zahn des Werkzeuges im Sinne der Schnittfolge
die normale bzw. eine etwas vergrößerte Kopfhöhe und etwas zurückgesetzte Seitenschneiden
erhält. Die dazwischenliegenden Zähne erhalten eine verminderte bzw. die normale
Kopfhöhe, aber die volle Breite. Dann schneidet die eine Gruppe von Zähnen nur am
Kopf, die anderen nur an den Flanken. Bei einer anderen Art ist jeweils eine Gruppe
aufeinanderfolgender Zähne mit unterschiedlicher Form der Kopfschneiden ausgeführt,
derart, daß eine Unterteilung des gesamten von der Gruppe abzunehmenden Spanquerschnittes
in Einzelspäne verschiedener Dicke und Form eintritt, so besonders bei Kreissägeblättern.
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Die Erfindung beschreitet einen anderen Lösungsweg. Sie geht von der
Tatsache aus, daß bei Formfräsern am Profil Schneidenbereiche mit verschiedenen
Neigungswinkeln zur Drehachse vorhanden sind, die infolgedessen zum Teil stark unterschiedliche
Spanstärken zu nehmen haben. Sie begegnet der sich daraus ergebenden, für die Standzeit
der Werkzeuge ungünstigen, weil ungleichmäßigen Beanspruchung der Schneiden dadurch,
daß sie die Zahl der Schneiden, die infolge geringer Neigungswinkel durch stärkere
Spanquerschnitte belastet sind, gegenüber derjenigen der minderbelasteten Schneiden
vergrößert. Dies geschieht dadurch, daß die hinterarbeiteten Profilzähne im Verlauf
ihrer Hinterarbeitungsfläche mindestens einmal stufenförmig radial nach außen auf
den Außendurchmesser der Brustfläche erhöht sind, so daß sie dort ein dem Verlauf
der Hinterarbeitung nach gegenüber der Brustfläche erhöhtes Profil besitzen. Dadurch
ezhält jeder Fräserzahn mindestens zwei Kopfschneiden, während die Seitenschneiden
nur einmal vorhanden sind.
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Die Spanstärkenverhältnisse und die Ausführung der Fräserzähne
sind an Hand der Zeichnung noch »ähez zu zzkläx@en. In der Zeichnung stellt dar:
Abb. 1 die Spanstärkenverhältnisse bei einem Formfräser, Abb. 2 und 3 einen Fräserzahn
mit Doppelschneide, von der Seite und von der Brustfläche gesehen, Abb. 4 Formen
des mehrschneidigen Zahnes, Abb. 5 Anschnittzähne eines Wälzfräsers, Abb.6 die Lage
der Schneiden bei einem Wälzfräser.
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Bei dem trapezförmigen Profilzahn (Abb. 1) hat die Seitenschneide
FK den Neigungswinkel y zur Fräserachse, während für die Kopfschneide
KK W = 0 ist. Wird nun beim Schneiden dem Fräser ein radialer Vorschub
s mm/Fräserzahn gegeben, der auch als Komponente neben einer weiteren tangentialen
Komponente des Vorschubes auftreten kann, so tritt - wie aus den Werten von Abb.
1 ersichtlich - an der Kopfschneide KK die volle Größe s als Spannstärke auf, an
den Seitenschneiden jedoch nur die Spannstärke s - cos yp. Mit der Spannstärke ist
somit die Beanspruchung der Schneiden vom Neigungswinkel abhängig, und zwar wächst
mit fallendem Winkel yp die Größe ihrer Beanspruchung.
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Ein Fräserzahn mit dem verlangten Profil FKAF (Abb. 3) wird mit dem
überhöhten Profil FK'K'F in üblicher Weise, z. B. durch Hinterdrehen, Hinterstoßen
oder Hinterschleifen, hergestellt. Dann ist die Hinterdrehkurve K'K2E in Abb. 2
durch den verwendeten Hinterdrehnocken bestimmt. Nun wird im vorderen Teil des Zahnes
auf dem Bogen K'K2 der überhöhte Teil des Profils z. B. durch einen I#ormfräser
oder Hobelstahl weggenommen, so daß auf dem Bogen KlK,, die richtige Profilhöhe
hergestellt ist. Nebenschneide Kjx und Hauptschneide K,Fi erhalten dabei denselben
Winkel y gegen ihren Halbmesser. Der neue Bogen K1K, ist mit der ursprünglichen
Hinterdrehkurve K'K2 etwa gleichlaufend. Bei Nutenfräsern, wie z. B. Modulfräsern,
hat die Nebenschneide K., den gleichen Halbmesser wie die Hauptschneide K1, also
0K2 = 0K1.
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Die gewünschte Lage von K2 und die Größe des Hinterdrehhubes bestimmen
die Überhöhung K.K., = KIK'. Bei der in Abb. 3 dargestellten geradlinigen
Verlängerung der Flanken zur Überhöhung des Profils wird anderNebenschneideK2diever
ringerteProfilbreite K'K' ausgeschnitten. Gleiche Spanstärke auf Haupt-und Nebenschneiden
ergibt sich bei Lage der Nebenschneide mitten zwischen den Hauptschneiden, also
für den Fall K'K2 = K2K3. In Rücksicht auf gleichmäßigen
Abschliff
wird man sich begnügen, KW, = K.E zu machen.
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Das Scharfschleifen kann auf jeder handelsüblichen Maschine erfolgen,
indem erst alle Hauptschneiden geschliffen werden, z. B. an der Stelle KSKS auf
volle Tiefe, und dann die Nebenschneiden bei K,' bis zur Tiefe KRK,. Maßstabstriche
auf den Bogen KRK, und K.E an einem Zahn erleichtern gleichmäßigen Abschliff an
den Haupt- und Nebenschneiden.
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Die Überhöhung des Profils braucht in der Form nicht immer genau dem
gegebenen Profil zu entsprechen, wie in Abb. 4 durch die halbkreisförmige Überhöhung
KK'K des gegebenen Profils für einen Modulfräser gezeigt ist.
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Besondere Bedeutung hat der Doppelzahn auch für Wälzfräser aller auswälzbaren
Profile; denn hier sind Durchmesser und damit die Zähnezahl auf .einen Umgang des
Fräsers besonders beschränkt. Der Doppelzahn gestattet hingegen eine Verdopplung
der Schneiden für den am meisten beanspruchten Fräserzahnkopf, ohne die nutzbare
Zahnlänge (K,E in Abb. 2) zu verringern, wie dies bei Erhöhung der Gesamtzähnezahl
der Fall wäre, die eine Vermehrung der Nuten EK3 mit sieh bringt.
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Da Wälzfräser für große Spanleistungen mit »Anschnitt« versehen werden,
d. h. mit einer gesetzmäßigen Zunahme der Zahnhöhen (Abb. 5, rechts, und 6) an der
Einlaufseite des Werkstückes, hat gerade bei diesen Anschnittzähnen, die den größten
Teil der Zerspanungsarbeit leisten, der Doppelzahn besondere Bedeutung. Die gesetzmäßige
Zunahme der Zahnhöhen ist in Abb. 5 und 6 durch gestrichelte Linien dargestellt,
die in Abb. 5 die Mantellinie eines Rotationskörpers und in Abb. 6 eine Spirale
darstellen. Diese Linien sind somit geometrischer Ort für Haupt- und Nebenschneiden,
damit für beide eine etwa gleiche Spanstärke auftreten kann.
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Bei Walzfräsern mit kegeligem Grundkörper sind die Zahnbögen am großen
Durchmesser am längsten, dadurch wird gerade in diesem Werkzeug am großen Durchmesser
die Ausführung von Doppelzähnen nach dem Erfindungsgedanken besonders leicht ermöglicht
und auch sehr wirkungsvoll, weil gerade die Fräserzähne am großen Durchmesser die
große Zerspanungsarbeit leisten müssen. In den meisten Fällen wird die Verteilung
der Zerspanungsarbeit auf mehrere Zähne und die Angleichung der Arbeit an den verschieden
geneigten Stellen des Profils durch Einschaltung einer Stufe mit Nebenschneide,
die zur Bildung des Doppelzahnes führt, praktisch erreicht. Selbstverständlich läßt
sich durch Bildung von zwei oder mehr Nebenschneiden eine noch weitere Verteilung
der Zerspanungsarbeit erreichen. Ein Beispiel für diese Möglichkeit bietet Zahn
4 in Abb. 6 mit zwei Nebenschneiden.
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Der Doppelzahn oder der Zahn mit zwei und mehr Nebenschneiden läßt
sich natürlich wirkungsvoll mit sonst bekannten Maßnahmen zur Erhöhung der Spanleistung
vereinigen, z. B. Ausführung mit Kreuzverzahnung oder Wechselschnitt bei Wälzfräsern.
Ebenso kann der Zahn als eingesetztes Schnellstahlmesser in einen Körper aus billigerem
Werkstoff eingesetzt werden.