DE1222764B

DE1222764B - Form cutter

Info

Publication number: DE1222764B
Application number: DEH47231A
Authority: DE
Inventors: Fritz Hurth; Dipl-Kaufmann Felix Riebel
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Gleason Hurth Tooling GmbH
Priority date: 1960-08-08
Filing date: 1960-08-08
Publication date: 1966-08-11

Description

Formfräser Die Erfindung bezieht sich auf einen scheibenförmigen Formfräser mit konkav gekrümmter Freifläche. Bei der Schilderung der Erfindung werden die Bezeichnungen konkav und konvex auf die Fräserachse bezogen.Form milling cutter The invention relates to a disc-shaped form milling cutter with a concave curved open space. When describing the invention, the designations concave and convex related to the cutter axis.

Die Formfräser sind meistens hinterschliffen oder hinterdreht. Sie haben somit eine konvexe Freifläche, die in ihren Stirnschnitten im allgemeinen nach einer Spirale geformt ist. Die Freifläche wird einmal bei der Herstellung erzeugt. Der Scharfschliff wird an der Spannfläche vorgenommen, wobei die Form des Zahnquerschnitts erhalten bleiben muß, damit am zu schleifenden Werkstück keine Formfehler auftreten. Der hinterschliffene Fräser hat den Nachteil, daß er, um eine wirtschaftliche Anzahl von Scharfschliffen zuzulassen, längere Zähne aufweisen muß, als die Festigkeit es erfordert. Diese langen Zähne bedeuten eine kleine Zähnezahl des Fräsers, die, verglichen mit kürzeren Zähnen, bei gleichem Spanquerschnitt pro Zahn eine Verringerung der Vorschubgeschwindigkeit nach sich zieht. Die konvexe Freifläche hat auch den Nachteil, daß bei einer wirtschaftlichen Größe der Schleifscheibe, die gleichzeitig auch eine ausreichende Oberflächengüte gewährleistet, der an der Spanfläche ansetzende Freiwinkel verhältnismäßig klein. ist, was der Standzeit des Fräsers abträglich ist.The form cutters are mostly relief-ground or relief-turned. she thus have a convex open surface, which in their end cuts in general is shaped like a spiral. The open space is created once during manufacture. The sharpening is done on the clamping surface, taking the shape of the tooth cross-section must be maintained so that no form errors occur on the workpiece to be ground. The relief-ground milling cutter has the disadvantage that it is an economical number to allow sharpening, must have longer teeth than the strength it requires. These long teeth mean a small number of teeth on the cutter that, compared to shorter teeth, with the same chip cross-section per tooth a reduction the feed rate entails. The convex open surface also has the Disadvantage that with an economic size of the grinding wheel, the same time also ensures a sufficient surface quality, the one starting at the rake face Relatively small clearance angle. is what detrimental to the tool life is.

Es ist bekannt, die Freifläche von Formfräsern im Kopierverfahren konkav zu schleifen, entweder mit einer großen Schleifscheibe, deren Profil am Umfang meist entsprechend dem Kopierstift halbkreisförmig abgezogen ist, oder mit einem zylindrischen Schleifstift. In beiden Fällen ist die ausführbare Schneidenform beschränkt; die Zähnezahl dagegen konnte gesteigert werden. Da das Kopieren normalerweise von Hand erfolgt, ergeben sich leicht Formungenauigkeiten., die unter anderem auch von einem unterschiedlichen Anlagedruck des Kopierstiftes an die Schablone hervorgerufen werden können.It is known that the free surface of form milling cutters in the copying process To grind concave, either with a large grinding wheel, whose profile on the circumference is usually deducted in a semicircle according to the copying pen, or with a cylindrical mounted point. In both cases, the cutting edge shape that can be implemented is limited; the number of teeth, on the other hand, could be increased. Since copying from If done by hand, there are easily form inaccuracies caused a different contact pressure of the copying pen on the template can be.

Es ist auch ein scheibenförmiger Formfräser bekannt, dessen Freifläche kurvenförmig konkav gekrümmt ist, und zwar teilweise nur am Fräserzahnkopf oder nur am Fuß oder sowohl am Kopf als auch am Fuß. Die dargestellte kurvenförmige Freifläche erfordert dort wegen ihrer besonderen Form eine besondere Führung der Schleifscheibe. Es ist auch, da ein Vorschub der Schleifscheibe relativ zur Freifläche notwendig ist, ein, verhältnismäßig langer Zahn erforderlich. Der Formfräserzahn ist dabei so geformt, daß er in allen Stirnschnitten gleiche Radren aufweist, woraus hervorgeht, daß er an der Spanfläche zu schärfen ist, was ebenfalls einen langen Zahn notwendig macht und den an sich ursprünglich günstigen Freiwinkel verschlechtert. Aufgabe der Erfindung ist es, die Spanleistung und die Standzeit des scheibenförmigen Formfräsers zu erhöhen; insbesondere soll der Fräser mit einem großen, konstant bleibenden Freiwinkel versehen werden können.A disk-shaped form milling cutter is also known, the flank of which is curved concavely, partially only on the cutter tooth head or only on the foot or on both the head and the foot. The curvilinear open area shown requires a special guidance of the grinding wheel because of its special shape. It is also necessary because the grinding wheel needs to be advanced relative to the free surface is required, a relatively long tooth. The milling cutter tooth is included shaped in such a way that it has the same wheels in all frontal sections, from which it can be seen that it is to be sharpened on the rake face, which also requires a long tooth makes and worsens the originally favorable clearance angle. task of the invention is the cutting performance and the service life of the disc-shaped milling cutter to increase; In particular, the milling cutter should have a large, constant clearance angle can be provided.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in; allen durch die Spanfläche des Formfräsers verlaufenden, senkrecht auf seiner Achse stehenden Schnitten (Stirnschnitten) die Freifläche sowohl am Umfang als auch an den Flanken Kreisbögen mit unterschiedlichen, vom Kopf zum Fuß größer werdenden Radien aufweist, deren Krümmungsmittelpunkte auf einer gemeinsamen Achse liegen.The object on which the invention is based is achieved in that in; all running through the rake face of the form cutter, perpendicular to his Axis standing cuts (end cuts) the free area both on the circumference and on the flanks circular arcs with different, increasing from head to foot Has radii whose centers of curvature lie on a common axis.

Der scheibenförmige Formfräser nach der Erfindung hat gegenüber den bekannten Fräsern dieser Art den Vorzug, daß seine Freifläche im Eintauchverfahren geschliffen werden kann, wobei die Schleifscheibe einen wesentlich größeren Durchmesser erhalten kann als beim Hinterschleifen. Hieraus folgt, daß der Fräser nicht an der Spanfläche, sondern hauptsächlich an der Freifläche geschärft werden kann. Da der Freiflächenverschleiß in Richtung des Fräserradius wesentlich geringer ist als in Umfangsrichtung, kann der Fräserzahn so kurz ausgebildet sein, daß er gerade noch für die Festigkeit ausreicht, ohne daß die Anzahl der möglichen Schärfungen dadurch vermindert ist. Daraus folgt ferner, daß der erfindungsgemäße scheibenförmige Formfräser eine hohe Zähnezahl erhalten kann, die eine Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit möglich macht.The disc-shaped milling cutter according to the invention has compared to the known milling cutters of this type have the advantage that its free surface in the immersion process can be ground, the grinding wheel having a much larger diameter than with relief grinding. It follows that the cutter is not at the Rake face, but mainly on the flank can be sharpened. Since the Flank wear in the direction of the cutter radius is significantly less than in In the circumferential direction, the cutter tooth can be made so short that it is barely Sufficient for strength without reducing the number of possible sharpening is decreased. It also follows from this that the disk-shaped form milling cutter according to the invention a high number of teeth can be obtained, which increases the feed rate makes possible.

Die Erfindung macht nicht ausschließlich ein Schleifen der Freifläche erforderlich. Es ist z. B. möglich, die Freifläche bei der Herstellung zu fräsen und erst im Verlauf des Nachschärfens zu schleifen. Da bei der Bearbeitung der Freifläche nach der Erfindung auf eine Hinterdreh- oder Hinterschleifbewegung verzichtet werden kann, kann die Schleifscheibe, falls eine solche benutzt wird, so groß gehalten werden, daß die Erfindung nicht nur auf Vollstahlfräser, sondern auch auf Hartmetallfräser angewendet werden kann.The invention does not only involve grinding the open surface necessary. It is Z. B. possible to mill the open space during manufacture and to be sharpened only in the course of resharpening. As when processing the open area According to the invention, a back-turning or back-grinding movement can be dispensed with can, the grinding wheel, if one is used, can be kept as large that the invention applies not only to solid steel milling cutters, but also to hard metal milling cutters can be applied.

Der Formfräser nach der Erfindung kann verschiedene Formen aufweisen, die- je nach dem Verwendungszweck und den herbei gewünschten Schnittwinkeln und der Herstellungsart zu wählen sind. Der Formfräser kann beispielsweise so geformt sein, daß die Freifläche am Fräserkopf eine an der Spanfläche ansetzende- gerade Fläche ist, die tangential -in. eine konkave Fläche übergeht, und daß die Freifläche am Fräserzahnfuß eine an der Spanfläche ansetzende konkave Fläche ist. Diese Form ist zu Wählen, wenn am Fräserkopf aus Gründen: der Spanabnahme eine gerade Freifläche erwünscht ist. Zu beachten ist, daß am Fräserfuß die konkave Freifläche erhalten bleibt.The form milling cutter according to the invention can have various shapes, depending on the intended use and the desired cutting angles and the type of production are to be selected. The form milling cutter can, for example, be shaped in this way be that the flank on the milling head is a straight one starting at the rake face Face is tangent -in. a concave surface passes over, and that the free surface there is a concave surface attached to the rake face at the cutter tooth root. This form should be selected if there is a straight flank on the milling head for reasons: the chip removal is desirable. It should be noted that the concave free surface is retained at the cutter base remain.

Gewissermaßen die Umkehrung hierzu ist ein Formfräsen bei dem die Freifläche am Fräserzahnkopf eine an der Spanfläche ansetzende konkave Rotationsfläche ist, die zum Zahnrücken hin tangential in eine gerade Fläche übergeht, und daß die Freifläche am Fräserzahnfuß gerade ist.To a certain extent, the reverse of this is form milling in which the Flank on the cutter tooth head is a concave surface of revolution that attaches to the rake face is that merges tangentially to the tooth back into a straight surface, and that the The free surface on the cutter tooth root is straight.

Ist aus Gründen der Kinematik der Herstellvorrichtung ein Vorschub notwendig, jedoch sowohl am Zahnkopf als auch am Zahnfuß eine an der Spanfläche ansetzende konkave Freifläche erwünscht, so wird eine ,solche Formgebung vorgeschlagen, daß die Freifläche am Fräserzähnkopf eine an der Spanfläche ansetzende-konkave Fläche ist, die tangential in eine :gerade Freifläche übergeht, und daß die Freifläche am Fräserzahnfuß ebenfalls eine an der Spanfläche ansetzende konkave Fläche ist, die tangential in eine gerade Fläche übergeht.Is a feed for reasons of the kinematics of the manufacturing device necessary, but one on the rake face both at the tooth tip and at the tooth root a concave free surface should be attached, such a shape is proposed, that the free surface on the milling cutter head has a concave surface that attaches to the rake face is that merges tangentially into a: straight free surface, and that the free surface there is also a concave surface attached to the rake face at the cutter tooth root, which merges tangentially into a straight surface.

Stehen Vorrichtungen zur Verfügung, bei denen das Werkzeug auf einer Schwinge gelagert ist, so ändert sich die Fräserform dahingehend; daß der gerade Teil der Freifläche durch eine gekrümmte Fläche ersetzt ist.Are devices available where the tool is on a Rocker is mounted, the cutter shape changes accordingly; that the straight Part of the open space is replaced by a curved surface.

Die Fig.1 bis 6 stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.FIGS. 1 to 6 illustrate exemplary embodiments of the invention.

F i g. 1 zeigt einen Zahn eines scheibenförmigen Formfräsers, bei dem sowohl am Zahnkopf als auch am Zahnfuß eine Freifläche vorhanden ist, die eine einzige konkave Fläche darstellt; F i g. 2 zeigt einen Zahn, bei dem sich die Freifläche am Zahnkopf aus einer geraden Fläche und einer konkaven Fläche zusammensetzt und am Zahnfuß nur eine durchgehende konkave Fläche vorgesehen ist; F i g. 3 zeigt einen Zahn, bei dem sich die Freifläche am Zahnkopf aus -einer konkaven Fläche und einem geraden Teil zusammensetzt, während sie am Zahnfuß .gerade ist; F i g. 4 -zeigt einen Zahn, bei dem sich die Freifläche sowohl am Zahnfuß als auch am Zahnkopf aus einer konkaven Fläche und einer geraden Fläche zusammensetzt; F i g. 5 und 6 zeigen Ausgestaltungen der Erfindung, die im wesentlichen darin bestehen, daß die vorgenannten geraden Flächen durch gekrümmte Flächen ersetzt sind, deren Radien nicht identisch sind mit den Radien der Kreisbögen der vorher erwähnten konkaven Freiflächen nach der Erfindung. F i g. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem scheibenförmigen Formfräser 10, dessen Fräserzähne 11 durch Eintauchen der Freifläche 12 in ein Formwerkzeug oder umgekehrt bei der Fräserherstellung und beim Schärfen ihre Form erhalten. Im Unterschied zu den bekannten Formfräsern braucht nun nicht an der Spanfläche 13 geschärft zu werden; diese wird bei Bedarf lediglich geglättet. Aus F i g. 1 wird deutlich, daß der Freiwinkel 14 bei gleichem Werkzeugradius 15 wesentlich größer gehalten werden kann als beim Hinterschleifen. Auch ist ein verhältnismäßig kurzer Zahn vorhanden, der eine große Zähnezahl des Formfräsers und somit eine hohe Vorschubgeschwindigkeit zul'äßt. Bei diesem Formfräser ist die gesamte Freifläche eine Kreisbogen= fläche mit einer einzigen Krümmungsachse 16.F i g. 1 shows a tooth of a disk-shaped form milling cutter, in which both the tooth tip and the tooth root have a free surface which represents a single concave surface; F i g. 2 shows a tooth in which the free surface on the tooth tip is composed of a straight surface and a concave surface and only one continuous concave surface is provided on the tooth base; F i g. 3 shows a tooth in which the free surface on the tooth tip is composed of a concave surface and a straight part, while it is straight on the tooth base; F i g. 4 shows a tooth in which the free surface is composed of a concave surface and a straight surface both at the tooth base and at the tooth tip; F i g. 5 and 6 show embodiments of the invention which essentially consist in that the aforementioned straight surfaces are replaced by curved surfaces, the radii of which are not identical to the radii of the circular arcs of the aforementioned concave open surfaces according to the invention. F i g. 1 shows a section from a disk-shaped form milling cutter 10, the cutter teeth 11 of which are given their shape by immersing the free surface 12 in a forming tool or vice versa during milling cutter manufacture and sharpening. In contrast to the known form milling cutters, there is now no need to sharpen the rake face 13; this is only smoothed if necessary. From Fig. 1 it is clear that the clearance angle 14 can be kept much larger with the same tool radius 15 than with relief grinding. There is also a relatively short tooth which allows a large number of teeth on the form cutter and thus a high feed rate. In this form milling cutter, the entire open area is an arc of a circle with a single axis of curvature 16.

Die Freifläche des Formfräsers nach F i g. 2 wird in der Weise hergestellt, daß das Werkzeug in Richtung des Pfeiles 17 eingetaucht wird, und zwar, vom äußersten Schneidenpunkt 18 aus gerechnet, mit einem größten Eintauchweg 19, der zwar am Fräserzahnkopf 20 eine an der Spanfiäche ansetzende gerade Freifläche, aber am Fräserzahnfuß 21 Kreisbögen ergibt.The free surface of the form cutter according to FIG. 2 is produced in such a way that the tool is immersed in the direction of arrow 17 , namely, calculated from the outermost cutting point 18 , with a largest immersion path 19, which on the cutter tooth head 20 has a straight open surface attached to the chip surface, but at the cutter tooth foot 21 arcs result.

Beim Formfräser nach F i g. 3 wird das Werkzeug in Richtung des Pfeiles 22 eingetaucht, so daß im Unterschied zu F i g. 2 am Fräserzahnkopf, an. der Spanfläche, eine als konkave Kreisbogenfäche geformte Freifläche ansetzt, während sie am Fräserzahnfuß gerade ist.With the form cutter according to Fig. 3, the tool is immersed in the direction of arrow 22 , so that in contrast to F i g. 2 on the cutter tooth head. the rake face, a flank shaped as a concave circular arc face attaches, while it is straight at the cutter tooth root.

F i g. 4 zeigt eine Abart, bei der der Eintauchweg kürzer ist als bei F i g. 3. Bei F i g. 4 ergibt sich auch am Zahnfuß eine an, der Spanfläche ansetzende konkave Freifläche.F i g. 4 shows a variant in which the immersion path is shorter than at F i g. 3. At F i g. 4 there is also one at the tooth root, which is attached to the rake face concave open space.

Die F i g. 5 und. 6 zeigen Formfräser der Typen entsprechend den F i g. 2 und 4 (F i g. 5 entspricht F i g. 4, F i g. 6 entspricht F i g. 2), bei denen der gerade Eintauchvorschub durch einen bogenförmigen ersetzt ist, d. h. bei denen Vorrichtungen verwendet werden, deren Werkzeuge auf einer Schwinge mit den Radien 23 oder 24 verwendet werden.The F i g. 5 and. 6 show milling cutters of the types corresponding to FIGS. 2 and 4 (FIG. 5 corresponds to FIG. 4, FIG. 6 corresponds to FIG. 2), in which the straight plunge feed is replaced by an arcuate one, ie in which devices are used whose tools are on a rocker arm with radii 23 or 24 can be used.

Claims

Claims: 1. Disc-shaped form milling cutter with a concavely curved flank, characterized in that in all cuts (end cuts) running through the rake face (13) of the milling cutter and perpendicular to its axis, the flank (12) both on the circumference and on the flanks of circular arcs with different, increasing radii from head to foot, the centers of curvature of which lie on a common axis ..

2. Disc-shaped milling cutter according to claim 1, characterized in that the free surface on the cutter tooth head consists of a straight surface (20) attached to the rake surface (13 ) and a concave surface adjoining it tangentially.

3. Disc-shaped milling cutter according to claim 1, characterized in that the free surface on the cutter tooth head is a concave surface attached to the rake face which merges tangentially into a straight surface (22) towards the back of the tooth, and that the free surface on the cutter tooth foot is straight.

4. Disc-shaped milling cutter according to claim 3, characterized in that that the free Surface at the cutter tooth root. starting from the rake face is a concave surface that merges tangentially into a straight surface.

5. Disc-shaped Form milling cutter according to Claims 2 to 4, characterized in that the straight parts the free surface are replaced by a curved surface. Considered publications: U.S. Patent No. 2,053,392; Machinery magazine, July 17. 1952, p. 102; a book from the series »Werkstattkniffe«, episode 15, about: »Maintenance of the machining Tools for metalworking «, published in 1952 by Carl Hanser Verlag, Munich, Pp. 75 to 77.