DE112017000520T5

DE112017000520T5 - Schaftfräser und Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts

Info

Publication number: DE112017000520T5
Application number: DE112017000520.5T
Authority: DE
Inventors: Yuusaku Takatake
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2016-01-27
Filing date: 2017-01-27
Publication date: 2018-10-11
Anticipated expiration: 2037-01-28
Also published as: US10722956B2; US20190061022A1; JPWO2017131173A1; CN108472748A; JP6708668B2; CN108472748B; WO2017131173A1; DE112017000520B4

Abstract

Ein Schaftfräser weist einen stangenförmigen Schaftfräserkörper auf, welcher eine Rotationsachse, ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist. Der Schaftfräserkörper weist eine erste Endschneidkante, welche an einer Seite des ersten Endes angeordnet ist, eine zweite Endschneidkante, welche an einer Seite des zweiten Endes angeordnet ist, eine erste Randschneidkante, welche sich ausgehend von der ersten Endschneidkante erstreckt und an einer Seitenfläche des Schaftfräserkörpers angeordnet ist, und eine zweite Randschneidkante auf, welche sich ausgehend von der zweiten Endschneidkante erstreckt und an der Seitenfläche des Schaftfräserkörpers angeordnet ist. In einem Querschnitt orthogonal zur Rotationsachse ist L2 kleiner als L1, wobei L1 eine Distanz ausgehend von der Rotationsachse zu der ersten Randschneidkante ist und L2 eine Distanz ausgehend von der Rotationsachse zu der zweiten Randschneidkante ist. Ein α2 ist größer als ein α1, wobei α2 ein Spanwinkel der ersten Randschneidkante ist und α2 ein Spanwinkel der zweiten Randschneidkante ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Schaftfräser und ein Verfahren des Herstellens eines maschinell- bzw. spanabhebend-bearbeiteten Produkts.
Technischer Hintergrund
Ein Schaftfräser weist Endschneidkanten und Randschneidkanten auf und wird z.B. in einem Nutbearbeitungsvorgang eines Werkstücks verwendet. Beispielsweise offenbart die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2005-096047 (Patentdokument 1) einen 4-Nut-Schaftfräser, welcher ein Paar von Hauptschneidkanten und ein Paar von Nebenschneidkanten aufweist. Die Nebenschneidkanten sind an Positionen mit einer Winkeldistanz von 90° bezogen auf die Hauptschneidkanten angeordnet. Die Nebenschneidkanten haben einen kleineren Durchmesser als die Hauptschneidkanten.
Jedoch besteht unlängst ein Bedarf für einen Schaftfräser, mit welchem eine glatt geschnittene Oberfläche erhalten werden kann durch Reduzieren von Bearbeitungsrückständen, für welche es wahrscheinlich ist, auf einer maschinell- bzw. spanabhebend-bearbeiteten Oberfläche aufzutreten.
Kurzerläuterung
In einer Ausführungsform der Offenbarung weist ein Schaftfräser einen stangenförmigen Schaftfräserkörper auf, welcher eine Rotationsachse, ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist. Der Schaftfräserkörper weist eine erste Endschneidkante, eine zweite Endschneidkante, eine erste Randschneidkante und eine zweite Randschneidkante auf. Die erste Endschneidkante ist an einer Seite des ersten Endes angeordnet. Die zweite Endschneidkante ist an einer Seite des ersten Endes angeordnet. Die erste Randschneidkante erstreckt sich ausgehend von der ersten Endschneidkante und ist an einer Seitenfläche des Schaftfräserkörpers angeordnet. Die zweite Randschneidkante erstreckt sich ausgehend von der zweiten Endschneidkante und ist an der Seitenfläche des Schaftfräserkörpers angeordnet. In einem Querschnitt orthogonal zur Rotationsachse ist L2 kleiner als L1, wobei L1 eine Distanz ausgehend von der Rotationsachse zur ersten Randschneidkante ist und L2 eine Distanz ausgehend von der Rotationsachse zur zweiten Randschneidkante ist. Ein α2 ist größer als ein α1, wobei α1 ein Spanwinkel der ersten Randschneidkante ist und α2 ein Spanwinkel der zweiten Randschneidkante ist.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht, welche einen Schaftfräser in einer der Ausführungsformen zeigt,
2 ist eine vergrößerte Ansicht einer Seite eines ersten Endes des Schaftfräsers, welcher in der 1 gezeigt ist, insbesondere eine Seitenansicht in einem Zustand, in welchem eine zweite Endschneidkante auf eine Rotationsachse projiziert ist,
3 ist eine Darstellung, wenn der Schaftfräser, welcher in der 2 dargestellt ist, um 90° gedreht ist, insbesondere eine Seitenansicht, in welcher eine erste Endschneidkante auf die Rotationsachse projiziert ist,
4 ist eine Vorderansicht, wenn der Schaftfräser, welcher in der 1 gezeigt ist, ausgehend vom ersten Ende betrachtet wird,
5 ist eine Schnittansicht des Schaftfräsers, welcher in der 2 gezeigt ist, entlang der Linie X-X,
6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils des Schaftfräsers, welcher in der 5 gezeigt ist,
7 ist eine vergrößerte Nahansicht einer ersten Randschneidkante des Schaftfräsers, welcher in der 5 gezeigt ist,
8 ist eine vergrößerte Nahansicht einer zweiten Randschneidkante des Schaftfräsers, welcher in der 5 gezeigt ist, und
9 ist eine schematische Darstellung, welche ein Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts in einer der Ausführungsformen zeigt.

Ausführungsformen
Ein Schaftfräser 1, welcher in den 1 bis 8 gezeigt ist, ist ein einstückiger Schaftfräser und weist einen Schaftfräserkörper 2 auf, welcher eine Rotationsachse O hat, die durch eine strichlierte Linie in den 1 bis 3 gezeigt ist. Der Schaftfräserkörper 2 hat eine Stangengestalt, die ein erstes Ende (eine linke Seite in der 1) und ein zweites Ende hat (eine rechte Seite in der 1). Der Schaftfräserkörper 2 weist einen Schneidteil 4 an einer Seite des ersten Endes des Schaftfräserkörpers 2 und einen Schaftteil 6 an einer Seite des zweiten Endes des Schaftfräserkörpers 2 auf. Die 1 zeigt eine Ausführungsform, in welcher ein Wurzelteil 8 zwischen dem Schneidteil 4 und dem Schaftteil 6 angeordnet ist.
Ein Teil des Schaftfräsers 1, welcher zumindest den Schneidteil 4 aufweist, ist aus einem harten Material gemacht, wie beispielsweise Hartmetall, Cermet oder cBN. Der Schaftfräser 1 kann einer sein, welcher eine Beschichtungsschicht auf einer Oberfläche des harten Materials hat. Der Schaftfräserkörper 2 hat in etwa eine Kreiszylindergestalt mit einen Durchmesser D um die Rotationsachse O herum. Der Schaftfräser 1 ist gestaltet, so dass eine Seite des zweiten Endes im Schaftteil 6 durch eine Werkzeugmaschine gehalten wird (nicht gezeigt).
Wie es in den 1 bis 3 gezeigt ist, weist der Schaftfräserkörper 2 eine erste Endschneidkante 10, eine zweite Endschneidkante 12, eine erste Randschneidkante 14 und eine zweite Randschneidkante 16 auf. Die erste Endschneidkante 10 und die zweite Endschneidkante 12 sind an einer Seite des ersten Endes angeordnet. Mit anderen Worten sind die erste Endschneidkante 10 und die zweite Endschneidkante 12 nahe am ersten Ende angeordnet. Die erste Randschneidkante 14 erstreckt sich ausgehend von der ersten Endschneidkante 10 in Richtung zu einer Seite des zweiten Endes und ist an einer Seitenfläche des Schaftfräserkörpers 2 angeordnet. Die zweite Randschneidkante 16 erstreckt sich ausgehend von der zweiten Endschneidkante 12 in Richtung zu einer Seite des zweiten Endes und ist an der Seitenfläche des Schaftfräserkörpers 2 angeordnet.
Unter Bezug auf die 4 und 5 sind die erste Randschneidkante 14 und die zweite Randschneidkante 16 entlang eines Außenrands des Schaftfräserkörpers 2 alternierend angeordnet. In den Zeichnungen der vorliegenden Ausführungsform sind solche, welche in den Zeichnungen nicht dargestellt sind, aber Positionen davon angegeben sind, in Klammern angegeben. In den 4 und 5 gibt eine strichlierte Kreisbogenlinie einen Rotationspfad der ersten Randschneidkante 14 an. Die 5 zeigt einen Querschnitt orthogonal zur Rotationsachse O.
In der vorliegenden Ausführungsform gibt eine strichlierte Kreisbogenlinie einen Rotationspfad der ersten Randschneidkante 14 an und gibt eine durchgezogene Kreisbogenlinie einen Rotationspfad der zweiten Randschneidkante 16 in der 6 an, welche eine partiell-vergrößerte Ansicht der 5 ist. Wie es in der 6 gezeigt ist, ist eine Distanz L2 ausgehend von der Rotationsachse O zur zweiten Randschneidkante 16 kleiner als eine Distanz L1 ausgehend von der Rotationsachse O zur ersten Randschneidkante 14. Ein Spanwinkel α2 der zweiten Randschneidkante 16, welche in der 8 gezeigt ist, ist größer als ein Spanwinkel α1 der ersten Randschneidkante 14, welche in der 7 gezeigt ist.
Deshalb, sogar, wenn ein Werkstück maschinell- bzw. spanabhebendbearbeitet wird, welches dazu tendiert, faserige Bearbeitungsrückstände zu verursachen, wie beispielsweise kohlenfaserverstärkte Kunststoffe (CFRP), hat die zweite Randschneidkante 16 einen relativ großen Spanwinkel und eine gute Schneidleistungsfähigkeit, wodurch die Bearbeitungsrückstände reduziert werden, für die es wahrscheinlich ist, dass sie an der bearbeiteten Oberfläche auftreten. Es ist folglich möglich, eine glatte Schnittoberfläche durch einen Schneidvorgang zu erhalten, welcher eine hohe Schneideffizienz hat und welcher weniger Bearbeitungsrückstände verursacht. Darüber hinaus, da die zweite Randschneidkante 16 eine kleinere Bearbeitungstoleranz bzw. Bearbeitungszugabe bzw. ein kleineres Bearbeitungsmaß hat, wird ein Schneidwiderstand klein, der auf die zweite Randschneidkante 16 ausgeübt wird. Deshalb ist es für die zweite Randschneidkante 16 weniger wahrscheinlich, zu brechen, sogar, wenn die zweite Randschneidkante 16 einen großen Spanwinkel α2 hat.
Im Schneidvorgang unter Verwendung des Schaftfräsers 1 der vorliegenden Ausführungsform sind sowohl die erste Randschneidkante 14 wie auch die zweite Randschneidkante 16 gestaltet, um das Werkstück zu schneiden durch In-Kontakt-Bringen mit dem Werkstück. Hier, da die Distanz L1 ausgehend von der Rotationsachse O zur ersten Randschneidkante 14 größer ist als die Distanz L2 ausgehend von der Rotationsachse O2 zur Randschneidkante 16, ist eine Spanmenge, welche während des Schneidens mit der ersten Randschneidkante 14 erzeugt wird, größer als eine Spanmenge, welche während des Schneidens mit der zweiten Randschneidkante 16 erzeugt wird.
Wenn in der vorliegenden Ausführungsform 0,965 bis 0,998 ein Verhältnis L2/L1 der Distanz L1 ausgehend von der Rotationsachse O zur ersten Randschneidkante 14 und der Distanz L2 ausgehend von der Rotationsachse O zur zweiten Randschneidkante 16 ist, ist es möglich, eine Schnittmenge mit der ersten Randschneidkante 14 und der zweiten Randschneidkante 16 zu optimieren. Es ist ebenfalls möglich, eine Bruchwiderstandsfähigkeit der ersten Randschneidkante 14 und der zweiten Randschneidkante 16 zu erhöhen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Spanwinkel α1 der ersten Randschneidkante 14, wie es in der 7 gezeigt ist, 10° bis 25° und ist ein Spanwinkel α2 der zweiten Randschneidkante 16, wie es in der 8 gezeigt ist, 15° bis 35°. Wenn 12° bis 18° der Spanwinkel α1 ist und 21° bis 30° der Spanwinkel α2 ist, ist es möglich, die Bruchwiderstandsfähigkeit der ersten Randschneidkante 14 und der zweiten Randschneidkante 16 zu verbessern. Ebenfalls, wenn ein Verhältnis α1/ α2 der Spanwinkel 0,5 - 0,8 ist, ist es möglich, die Bruchwiderstandsfähigkeit der ersten Randschneidkante 14 und der zweiten Randschneidkante 16 zu verbessern.
Der Schaftfräserkörper 2 weist zumindest eine erste Endschneidkante 10 und zumindest eine zweite Endschneidkante 12 auf, von welchen sich jede ausgehend von einer Seite der Rotationsachse O, welche in einer Mitte des Schaftfräserkörpers 2 angeordnet ist, in Richtung zum Außenrand erstreckt. In der 4 weist der Schaftfräserkörper 2 ein Paar von ersten Endschneidkanten 10 und ein Paar von zweiten Endschneidkanten 12 auf, und die ersten Endschneidkanten 10 und die zweiten Endschneidkanten 12 sind entlang der Rotationsrichtung R der Rotationsachse O alternierend angeordnet. Eine erste Endfreifläche 22 ist in der Rotationsrichtung R mit Bezug auf die erste Endschneidkante 10 an einer hinteren Seite angeordnet, und eine zweite Endfreifläche 24 ist in der Rotationsrichtung R mit Bezug auf die zweite Endschneidkante 12 an einer hinteren Seite angeordnet.
Der Schaftfräserkörper 2 der vorliegenden Ausführungsform weist einen Meißelteil 20 auf, welcher am ersten Ende angeordnet ist. Der Schaftfräserkörper 2 weist ebenfalls die zwei ersten Endschneidkanten 10 und die zwei zweiten Endschneidkanten 12 auf. Wie es in den 2 bis 4 gezeigt ist, weist der Meißelteil 20 die Rotationsachse O auf. Die ersten Endschneidkanten 10 sind an der Seite des ersten Endes im Schneidteil 4 angeordnet.
Wie es in der 4 gezeigt ist, erstrecken sich in einer Vorderendansicht die ersten Endschneidkanten 10 ausgehend vom Meißelteil 20 in Richtung zum Außenrand. Die zwei ersten Endschneidkanten 10 sind mit der Rotationsachse O als ein Symmetriezentrum an punktsymmetrischen Positionen angeordnet. Die ersten Endschneidkanten 10 sind Endschneidkanten, welche als lange Schneidkanten bezeichnet sind. Hier bezeichnet der Begriff „Vorderendansicht“ einen Zustand, wenn das erste Ende betrachtet wird.
Die zweiten Endschneidkanten 12 sind jeweilig zwischen den zwei ersten Endschneidkanten 10 in einer Umfangsrichtung der Rotationsachse O angeordnet. Die zweiten Endschneidkanten 12 erstrecken sich ausgehend von Positionen mit einem Abstand zum Meißelteil in Richtung zum Außenrand. Anders ausgedrückt erstrecken sich die zweiten Endschneidkanten 12 ausgehend vom Außenrand in Richtung zur Rotationsachse O. Die zweiten Endschneidkanten 12 sind Endschneidkanten, welche als kurze Schneidkanten bezeichnet sind.
In der vorliegenden Offenbarung müssen die ersten Endschneidkanten 10 nicht notwendigerweise die langen Schneidkanten sein und müssen die zweiten Endschneidkanten 12 nicht notwendigerweise die kurzen Schneidkanten sein. Wenn der Schaftfräser 1 die langen Schneidkanten und die kurze Schneidkanten aufweist, ist es möglich, eine Bodenfläche zu glätten, welche dem Schneidvorgang mit dem Schaftfräser 1 unterzogen wird.
Obwohl die zwei zweiten Endschneidkanten 12 wie in der 4 angeordnet sind, kann die Anzahl der zweiten Endschneidkanten 12 eins sein, oder alternativ drei oder mehr sein. Eine gut ausbalancierte Schnittbelastung wird auf den Schaftfräser 1 während des Schneidvorgangs ausgeübt, wenn eine gerade Anzahl der zweiten Endschneidkanten 12 vorliegt und die zweiten Endschneidkanten 12 an punktsymmetrischen Positionen mit der Rotationsachse O als das Symmetriezentrum angeordnet sind.
Wie es in der 5 gezeigt ist, weist der Schaftfräserkörper 2 eine erste Randnut 26, welche in der Rotationsrichtung R der Rotationsachse O mit Bezug auf die erste Randschneidkante 14 an einer vorderen Seite angeordnet ist, und eine zweite Randnut 28 auf, welche in der Rotationsrichtung R der Rotationsachse O mit Bezug auf die zweite Randschneidkante 16 an einer vorderen Seite angeordnet ist. Die ersten Randschneidkanten 14 sind Randschneidkanten, welche sich jeweilig ausgehend von den ersten Endschneidkanten 10 erstrecken, welche die langen Schneidkanten sind. Wenn ein Öffnungswinkel γ1 der ersten Randnut 26 größer ist als ein Öffnungswinkel γ2 der zweiten Randnut 28, ist es für eine Spanausgabeleistungsfähigkeit weniger wahrscheinlich, sich aufgrund von Spanverstopfen in der ersten Randnut 26 zu verschlechtern, sogar, wenn eine Bearbeitungstoleranz bzw. Bearbeitungszugabe bzw. ein Bearbeitungsmaß der ersten Randschneidkante 14 größer ist als eine Bearbeitungstoleranz bzw. Bearbeitungszugabe bzw. ein Bearbeitungsmaß der zweiten Randschneidkante 16.
Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist wirkt eine erste Ecke 38, welche ein Außenrandende der ersten Endschneidkante 10 ist, ebenfalls als eine Schneidkante, wenn die erste Randschneidkante 14 und die erste Endschneidkante 10 sanft an der ersten Ecke 38 verbunden sind. Eine zweite Ecke 40, welche ein Außenrandende der zweiten Endschneidkante 12 ist, wirkt ebenfalls als eine Schneidkante, wenn die zweite Randschneidkante 16 und die zweite Endschneidkante 12 sanft an der zweiten Ecke 40 verbunden sind.
Wie es in der 5 gezeigt ist, weist der Schaftfräserkörper 2 eine erste Fase 32 an einer hinteren Seite in der Rotationsrichtung R mit Bezug auf eine erste Randfreifläche 30 und eine zweite Fase 36 an einer hinteren Seite in der Rotationsrichtung R mit Bezug auf eine zweite Randfreifläche 34 auf.
Wie es in der 5 gezeigt ist, ist die erste Fase 32 ein Schnittpunkt der zweiten Randnut 28, welche in der Rotationsrichtung R an einer hinteren Seite benachbart zur ersten Randfreifläche 30 angeordnet ist, und der ersten Randfreifläche 30. Die zweite Phase 36 ist ein Schnittpunkt der zweiten Randnut 26, welche in der Rotationsrichtung R an einer hinteren Seite benachbart zur zweiten Randfreifläche 34 angeordnet ist, und der zweiten Randfreifläche 34.
Wie es in der 5 gezeigt ist, ist ein Öffnungswinkel γ1 der ersten Randnut 26 ein Winkel, welcher durch eine gerade Linie, die durch die Rotationsachse O und die zweite Phase 36 hindurchtritt, und eine gerade Linie geformt ist, welche durch die Rotationsachse O und die erste Randschneidkante 14 hindurchtritt. Der Öffnungswinkel γ2 der zweiten Randnut 26 ist ein Winkel, welcher durch eine gerade Linie, die durch die Rotationsachse O und die erste Fase 32 hindurchtritt, und eine gerade Linie geformt ist, welche durch die Rotationsachse O und die zweite Randschneidkante 16 hindurchtritt.
Bevorzugt ist 30° bis 80°ein Bereich des Öffnungswinkels γ1, wenn die Anzahl der ersten Randschneidkanten 14 und der zweiten Randschneidkanten 26 zwei ist, ist 20° bis 50° der Bereich des Öffnungswinkels γ1, wenn die Anzahl davon drei ist, und ist 15° bis 40° der Bereich des Öffnungswinkels γ1, wenn die Anzahl davon vier ist. Wenn der Öffnungswinkel γ1 innerhalb der obigen Bereiche liegt, ist es für Späne weniger wahrscheinlich, in der ersten Randnut 26 gefangen zu werden, und ist es für die Späne weniger wahrscheinlich, vom Inneren der ersten Randnut 26 hinauszugelangen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist eine gute Spanausgabeleistungsfähigkeit sichergestellt, wenn 1,1 bis 1,3 ein Verhältnis γ1/γ2 des Öffnungswinkels γ1 der ersten Randnut 26 und des Öffnungswinkels γ2 der zweiten Randnut 28 ist.
Die 1 bis 3 zeigen eine Ausführungsform, in welcher die ersten Randschneidkanten 14 und die zweiten Randschneidkanten 16 relativ zur Rotationsachse O verdrillt sind und entlang des Außenrands des Schaftfräserkörpers 2 wendelmäßig bzw. schraubenmäßig angeordnet sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Wendelwinkel β1 der ersten Randschneidkante 14 mit Bezug auf die Rotationsachse O identisch zu einem Wendelwinkel β2 der zweiten Randschneidkante 16 mit Bezug auf die Rotationsachse O.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf das obige beschränkt. Beispielsweise kann der Wendelwinkel β2 größer sein als der Wendelwinkel β1. Dies führt zu einer weiteren Verbesserung in der Schneidleistungsfähigkeit der zweiten Randschneidkanten 16, wodurch die Bearbeitungsrückstände weiter reduziert werden. Der Wendelwinkel β1 der ersten Randschneidkante 14 bezüglich der Rotationsachse O ist 5° bis 25°, und der Wendelwinkel β2 der zweiten Randschneidkante 16 mit Bezug auf die Rotationsachse O ist 7° bis 30°.
Der Wendelwinkel β1 ist ein Winkel, welcher durch die Rotationsachse O und eine Tangentenlinie Z1 geformt ist, die an einem Schnittpunkt der ersten Randschneidkante 14 und der Rotationsachse O geformt ist, und der Wendelwinkel β2 ist ein Winkel, welcher durch die Rotationsachse O und eine Tangentenlinie Z2 an einem Schnittpunkt der zweiten Randschneidkante 16 und der Rotationsachse O geformt ist.
Ein Rand-Stegteil (nicht gezeigt) kann entlang des Außenrands des Schaftfräserkörpers 2 angeordnet sein. Der Rand-Stegteil ist benachbart zur ersten Randschneidkante 14 an einer in der Rotationsrichtung R hinteren Seite angeordnet und hat die gleiche Distanz ausgehend von der Rotationsachse O wie die erste Randschneidkante 14. Ein Rand-Stegteil (nicht gezeigt) kann ebenfalls ähnlich angeordnet sein. Der Rand-Stegteil ist benachbart zur zweiten Randschneidkante 16 an einer in der Rotationsrichtung R hinteren Seite angeordnet und hat ausgehend von der Rotationsachse O die gleiche Distanz wie die zweite Randschneidkante 16.
Wie es in der 1 gezeigt ist, erstrecken sich die erste Randnut 26 und die zweite Randnut 28 ausgehend von einer Seite des ersten Endes im Schneidteil 4 zu einer Seite des Wurzelteils 8 wendelmäßig bzw. schraubenmäßig. Der Wurzelteil 8 weist einen Anstiegsteil 42 auf. Der Anstiegsteil 42 erstreckt sich ausgehend von der ersten Randnut 26 und der zweiten Randnut 28 im Schneidteil 4 und reduziert eine Tiefe der ersten Randnut 26 und eine Tiefe der zweiten Randnut 28.
Der Schaftfräser 1 hat in einem wie in der 5 gezeigten Querschnitt 0,5 bis 0,8 als ein Verhältnis d/D einer Kerndicke d zu einem Durchmesser D des Schaftfräserkörpers 2. Wenn das Verhältnis d/D Innerhalb dieses Bereichs liegt, hat der Schaftfräser 1 eine große Festigkeit und ist es für den Schaftfräser 1 weniger wahrscheinlich, zu brechen. Die Kerndicke d ist als ein Durchmesser eines größten Kreises c beschrieben, welcher in einem zentralen Teil des Schaftfräsers 1 in der 5 eingezeichnet ist. Die Kerndicke d ist zur doppelten Distanz zwischen der Rotationsachse O und einer tiefsten Position der Randnut proportional.
Eine Spanausgabeleistungsfähigkeit in sowohl der ersten Randnut 26 wie auch der zweiten Randnut 28 kann verbessert werden, wenn t1 kleiner ist als t2, wobei t1 eine Nuttiefe der ersten Randnut 26 ist und t2 eine Nuttiefe der zweiten Randnut 28 ist, wie es in der 5 gezeigt ist. Insbesondere, wenn 0,940 bis 0,998 ein Verhältnis t1/t2 ist, kann die Spanausgabeleistungsfähigkeit sowohl in der ersten Randnut 26 wie auch in der zweiten Randnut 28 weiter verbessert sein.
Hier, in der vorliegenden Ausführungsform, bezeichnet die Tiefe t1 der ersten Randnut 26 eine größte Tiefe einer Tiefe ausgehend von einem Kreisbogen, welcher durch die erste Randschneidkante 14 hindurchtritt, zur ersten Randnut 26, wie es in der 5 gezeigt ist, insbesondere eine Distanz eines tiefsten Abschnitts zum Kreisbogen auf einer geraden Linie, welche durch die Rotationsachse O und den tiefsten Abschnitt hindurchtritt. Auf gleiche Weise bezeichnet die Tiefe t2 der zweiten Randnut 28 eine größte Tiefe einer Tiefe ausgehend von einem Kreisbogen, welcher durch die zweite Randschneidkante 16 hindurchtritt, zur zweiten Randnut 28, wie es in der 5 gezeigt ist.
Wie es in den 2 bis 4 gezeigt ist, kann der Schaftfräserkörper 2 eine erste Kerbe 44 benachbart zur ersten Endschneidkante 10 aufweisen und welche zwischen der ersten Endschneidkante 10 und der ersten Randnut 26 angeordnet ist. Wenn der Schaftfräserkörper 2 die erste Kerbe 44 aufweist, ist eine planare erste Endspanfläche 46 zwischen der ersten Endschneidkante 10 und der ersten Randnut 26 geformt, wie es in der 2 gezeigt ist.
Der Schaftfräserkörper 2 kann ebenfalls eine zweite Kerbe 48 benachbart zur zweiten Endschneidkante 12 aufweisen und welche zwischen der zweiten Endschneidkante 12 und der zweiten Randnut 28 angeordnet ist. Wenn der Schaftfräserkörper 2 die zweite Kerbe 48 aufweist, wird ist planare zweite Endespanfläche 50 zwischen der zweiten Endschneidkante 12 und der zweiten Randnut 28 geformt, wie es in der 3 gezeigt ist.
Ein Bereich, welcher an einem Schnittteil der ersten Endspanfläche 46 und der ersten Endfreifläche 22 geformt ist und welcher sich ausgehend von der Rotationsachse O zu einer Seite des Außenrands erstreckt, ist ebenfalls in der ersten Endschneidkante 10 enthalten. Ein Bereich, welcher an einem Schnittteil der zweiten Endspanfläche 50 und der zweiten Endfreifläche 24 angeordnet ist und welcher sich ausgehend von der Rotationsachse O in Richtung zu einer Seite des Außenrands erstreckt, ist ebenfalls in der zweiten Endschneidkante 12 enthalten.
Eine Anordnung der ersten Endschneidkante 10 und der zweiten Endschneidkante 12 hat eine asymmetrische Gestalt, wenn zumindest eine von der ersten Endschneidkante 10 und der zweiten Endschneidkante 12 einer ungleichmäßigen Abstandsanordnung unterzogen wird, um keine punktsymmetrische Gestalt zur anderen Schneidkante zu haben. Deshalb ist es weniger wahrscheinlich, dass Ratterschwingungen aufgrund von Resonanzen des Schaftfräsers 1 während des Schneidvorgangs auftreten. Zudem, durch Anwenden der asymmetrischen Anordnung der ersten Endschneidkante 10 und der zweiten Endschneidkante 12 ist es möglich, ein Verfahren des Änderns des Wendelwinkels bzw. eines Schraubenwinkels von einer der ersten Randschneidkante 14 und der zweiten Randschneidkante 16 anzuwenden.
Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform die erste Randnut 26, die erste Randschneidkante 14, die zweite Randnut 28 und die zweite Randschneidkante 16 wiederholend in dieser Reihenfolge gemäß der Anzahl der Randschneidkanten in einer Richtung zu einer hinteren Seite in der Rotationsrichtung angeordnet sind, ist es nicht gedacht, hierauf beschränkt zu sein. Mit anderen Worten können sowohl die Anzahl von einer von den ersten Randnuten 26 und den ersten Randschneidkanten 14 wie auch die Anzahl von einer von den zweiten Randnuten 28 und den zweiten Randschneidkanten 16 kleiner sein als die Anzahl der anderen.
Mit dem Schaftfräser 1 der vorliegenden Ausführungsform können die Schneidkanten durch Nachpolieren bzw. Nachschleifen wieder hergestellt werden. Insbesondere können die ersten Endschneidkanten 10 und die ersten Randschneidkanten 14 wieder hergestellt werden durch einen Nachpolier- bzw. Nachschleifvorgang der ersten Endfreifläche 22 und einen Nachpolier- bzw. Nachschleifvorgang der ersten Kerbe 44, welche die erste Endspanfläche 46 aufweist. Gleichermaßen können die zweiten Endschneidkanten 12 und die zweiten Randschneidkanten 16 nachgearbeitet werden durch einen Nachpolier- bzw. Nachschleifvorgang der zweiten Endfreifläche 24 und einen Nachpolier- bzw. Nachschleifvorgang der zweiten Kerbe 44, welche die zweite Endspanfläche 50 aufweist.
Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts
Ein Verfahren des Herstellens eines maschinell- bzw. spanabhebend bearbeiteten Produkts in der vorliegenden Ausführungsform ist nachfolgend mit Bezug auf die 9 beschrieben.
Die 9 ist eine schematische Darstellung, welche ein Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts zeigt, welches einen Schulterbearbeitungsvorgang eines Werkstücks unter Verwendung des Schaftfräsers 1 der 1 enthält. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Schaftfräser 1 an einer Spindel (nicht gezeigt) befestigt und wird nahe an das Werkstück 100 heran gebracht durch Bewegen des Schaftfräsers 1 in der Pfeilrichtung B, während der Schaftfräser 1 in der Pfeilrichtung A mit Bezug auf die Rotationsachse O des Schaftfräsers 1 rotiert wird, wie es in der 9A gezeigt ist.
Nachfolgend wird der Schaftfräser 1, welcher rotiert wird, mit einer Oberfläche des Werkstücks 100 in Kontakt gebracht, wie es in der 9B gezeigt ist. Insbesondere wird der Schaftfräser 1, welcher rotiert wird, in der Pfeilrichtung C bewegt, während er mit dem Werkstück 100 in Kontakt gebracht wird. Deshalb wird eine Schnittoberfläche des Werkstücks 100, nach dem diese durch die Randschneidkanten geschnitten worden ist, eine seitliche Schnittoberfläche 101. Eine Schnittoberfläche des Werkstücks 101 nach dem Schneiden durch die Endschneidkanten wird eine Bodenschnittoberfläche 102.
Wie es in der 9C gezeigt ist, durch Bewegen des Schaftfräsers 1 wie er ist in der Pfeilrichtung C, um den Schaftfräser 1 vom Werkstück 100 weg zu bewegen, wird ein Schneidvorgang beendet und ist ein gewünschtes maschinellbearbeitetes Produkt 110 erhaltbar. Das maschinell-bearbeitete Produkt 110 mit exzellenter Oberflächenbearbeitungsgenauigkeit ist erhaltbar, da der Schaftfräser 1 die exzellente Schnittleistungsfähigkeit aufgrund der oben beschriebenen Gründe hat.
Wenn der Schneidvorgang fortgesetzt wird, ist es erforderlich, den Schritt des In-Kontakt-Bringens der Schneidkanten des Schaftfräsers 1 mit verschiedenen Abschnitten des Werkstücks 100 zu wiederholen, während der Schaftfräser 1 weiter rotiert wird. Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform der Schaftfräser 1 nahe an das Werkstück 100 herangebracht wird, müssen der Schaftfräser 1 und das Werkstück 100 relativ nahe zueinander bewegt werden. Beispielsweise kann das Werkstück 100 nahe an den Schaftfräser 1 heran gebracht werden. Dies trifft ebenfalls für den Schritt des Bewegens des Schaftfräsers 1 vom Werkstück 100 weg zu.
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung oben beschrieben und dargestellt worden sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorhergehenden Ausführungsformen beschränkt. Es ist natürlich möglich, beliebige Ausführungen auszuführen, insofern diese nicht vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abweichen.
Bezugszeichenliste

1: Schaftfräser
2: Körper
4: Schneidteil
6: Schaftteil
8: Wurzelteil
10: erste Endschneidkante
12: zweite Endschneidkante
14: erste Randschneidkante
16: zweite Randschneidkante
20: Meißelteil bzw. Querschneide
22: erste Endfreifläche
24: zweite Endfreifläche
26: erste Randnut
28: zweite Randnut
30: erste Randfreifläche
32: erste Fase bzw. Kante
34: zweite Randfreifläche
36: zweite Fase bzw. Kante
38: erste Ecke
40: zweite Ecke
42: Anstiegsteil
44: erste Kerbe
46: erste Endspanfläche
48: zweite Kerbe
50: zweite Endspanfläche
O: Rotationsachse
D: Kerndicke
L1: Distanz ausgehend von der Rotationsachse zur ersten Randschneidkante
L2: Distanz ausgehend von der Rotationsachse zur zweiten Randschneidkante
α1: Spanwinkel der ersten Randschneidkante
α2: Spanwinkel der zweiten Randschneidkante
β1: Wendelwinkel der ersten Randschneidkante
β2: Wendelwinkel der zweiten Randschneidkante
γ1: Öffnungswinkel der ersten Randnut
γ2: Öffnungswinkel der ersten Randnut
t1: Nuttiefe der ersten Randnut
t2: Nuttiefe der zweiten Randnut

Claims

Ein Schaftfräser, aufweisend: einen stangenförmigen Schaftfräserkörper, welcher eine Rotationsachse aufweist und welcher ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei der Schaftfräserkörper eine erste Endschneidkante, welche an einer Seite des ersten Endes angeordnet ist, eine zweite Endschneidkante, welche an einer Seite des ersten Endes angeordnet ist, eine erste Randschneidkante, welche sich ausgehend von der ersten Endschneidkante erstreckt und an einer Seitenfläche des Schaftfräserkörpers angeordnet ist, und eine zweite Randschneidkante aufweist, welche sich ausgehend von der zweiten Endschneidkante erstreckt und an der Seitenfläche des Schaftfräserkörpers angeordnet ist, in einem Querschnitt orthogonal zur Rotationsachse, L2 kleiner ist als L1, wobei L1 eine Distanz ausgehend von der Rotationsachse zur ersten Randschneidkante ist und L2 eine Distanz ausgehend von der Rotationsachse zur zweiten Randschneidkante ist, und α2 größer ist als α1, wobei α1 ein Spanwinkel der ersten Randschneidkante ist und a2 ein Spanwinkel der zweiten Randschneidkante ist.
Der Schaftfräser gemäß Anspruch 1, wobei 0,965 bis 0,998 ein Verhältnis L2/L1 von L1 und L2 ist.
Der Schaftfräser gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei 0,5 bis 0,8 ein Verhältnis α1/ α2 von α1 und α2 ist.
Der Schaftfräser gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schaftfräserkörper einen Meißelteil aufweist, welcher an dem ersten Ende angeordnet ist und die Rotationsachse aufweist, ein Paar von ersten Endschneidkanten und ein Paar von zweiten Endschneidkanten aufweist, ein Paar der ersten Endschneidkanten und ein Paar der zweiten Endschneidkanten entlang der Rotationsrichtung der Rotationsachse alternierend angeordnet sind, in einer Ansicht des vorderen Endes sich die ersten Endschneidkanten ausgehend vom Meißelteil in Richtung zu einem Außenrand erstrecken und sich die zweiten Endschneidkanten ausgehend von einer Position, welche vom Meißelteil entfernt ist, in Richtung zum Außenrand erstrecken.
Der Schaftfräser gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schaftfräserkörper eine erste Randnut, welche in der Rotationsrichtung der Rotationsachse mit Bezug auf die erste Randschneidkante an einer vorderen Seite angeordnet ist, und eine zweite Randnut aufweist, welche in der Rotationsrichtung mit Bezug auf die zweite Randschneidkante an einer vorderen Seite angeordnet ist, und 1,1 bis 1,3 ein Verhältnis γ1/γ2 von γ1 und γ2 ist, wobei γ1 ein Öffnungswinkel der ersten Randnut ist und γ2 ein Öffnungswinkel der zweiten Randnut ist.
Der Schaftfräser gemäß Anspruch 5, wobei t1 kleiner ist als t2, wobei t1 eine Nuttiefe der ersten Randnut ist und t2 eine Nuttiefe der zweiten Randnut ist.
Der Schaftfräser gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei β1 kleiner ist als β2, wobei β1 ein Wendelwinkel der ersten Randschneidkante ist und β2 ein Wendelwinkel der zweiten Randschneidkante ist.
Ein Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts, aufweisend: Rotieren eines Schaftfräsers gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, In-Kontakt-Bringen des Schaftfräsers, welcher rotiert wird, mit einem Werkstück, und Bewegen des Schaftfräsers vom Werkstück weg.