DE1298845B

DE1298845B - Metallbearbeitungswerkzeug

Info

Publication number: DE1298845B
Application number: DEP38607A
Authority: DE
Inventors: Vearncombe Richard Frank; Middle George Henry; Porter John Howard; Reiher Edward Karl; Moore Arthur Ivan Walter
Original assignee: PRODUCTION ENGINEERING RES ASS
Current assignee: PRODUCTION ENGINEERING RES ASS
Priority date: 1965-01-24
Filing date: 1966-01-24
Publication date: 1969-07-03
Also published as: US3670380A; GB1140842A; GB1140841A; SE345406C; SE345406B; NL6600891A; BE675526A; FR1465254A; US3464098A; GB1140843A; GB1140844A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Metallbearbeitungswerk- der in das Werkstück eingearbeiteten Spiralnut wirkzeug, bei dem der Vorschub parallel zur zu bearbeiten- sam, als dem Krümmungsradius des Schneidblättchens den Werkstückoberfläche und rechtwinklig zur entspricht. Die Vergrößerung des für die Schlichtung Schnittrichtung erfolgt, insbesondere einen Fräser- wirksamen Krümmungsradius und damit die Vermesserkopf mit einem Grundkörper und wenigstens 5 besserung der Schlichtung ist, unter sonst gleichen einem daran lösbar angeordneten ringscheiben- Verhältnissen wie beim bekannten Werkzeug, etwa förmigen Schneideinsatz, dessen Schneidkante von gleich dem Cotangens des Freiwinkels, also recht einer Stirnfläche und einer daran grenzenden Mantel- erheblich.

fläche gebildet wird. Dabei wird die Schlichtungsgüte unter sonst

Bei einem solchen Werkzeug gehen längs der io gleichen Verhältnissen auch noch dadurch verbessert, Schneidkante Schruppbereich und Schlichtbereich daß im Gegensatz zur vorbekannten Anstellungsart stufenlos ineinander über, wobei also in einem die ins Werkstück eingehobelte oder eingefräste Arbeitsgang eine bestimmte Schnittiefe bei bestimm- Spiralnut nicht kreisförmiges, sondern elliptisches ter Gleichförmigkeit der Schlichtung erzeugt wird. Profil hat, wobei der Nutengrund dem flachen Bogen-

Da die Schneidkante auch im Schlichtungsbereich 15 bereich der Ellipse entspricht, also die kleinsten gekrümmt ist, wird die geschruppte Werkstückfläche Krümmungsradien an beiden Nuträndern auftreten nicht völlig eben geschlichtet, sondern erhält die und selbst dort noch vielfach größer sind als der Form einer flachen Spirale. Die nachteilige Spiralen- Radius des bekannten Werkzeuges. Da nun beim tiefe ist um so geringer, je größer der wirksame Fortgang der Fräs- oder Hobelarbeit die jeweils beRadius der Schneidkante im Schlichtungsbereich wird. 20 nachbarten Nutenränder im Werkstück einander Bei bekannten Werkzeugen der eingangs erwähnten überlappen und abgetragen werden, bleiben nur die Gattung sitzt auf dem Grundkörper der Schneidein- mittleren Nutbereiche stehen, welche aber, mit dem satz so, daß die Stirnfläche als Spanfläche gegen das erfindungsgemäßen Werkzeug hergestellt, die Orte Werkstück angestellt wird und die Mantelfläche zur der größten Krümmungsradien sind.
Freifläche wird. Dabei verläuft die Werkzeugachse 35 Gleichzeitig wird durch die Erfindung das Schlichnahezu parallel gegenüber der Werkstückoberfläche, tungsergebnis auch noch dadurch verbessert, daß sich und nach dem Schlichten bleibt in dieser eine Spiral- die vorerwähnte Schraubbolzentoleranz beim Umnut, deren Radius praktisch gleich ist dem Scheiben- setzen der Schneidplatte lediglich noch mit der Proradius des Schneideinsatzes. jektion der genannten Parallelverschiebung zwischen Will man mit solch vorbekannten Werkzeugen bei 30 Schneidplatte und Grundkörper auf die Werkstückvorgegebener Leistung (Schnittiefe) die Schlichtungs- oberfläche auswirkt.

gute verbessern, dann könnte dies geschehen durch Eine so potenzierte Verbesserung der Schlichtungs-

Vergrößerung des Schneideinsatzes im Durchmesser. gute durch Vertauschung der Schneidfunktionen von Kubisch dazu wächst aber das Volumen des dazu Mantelfläche und Stirnfläche gegenüber der bekannbenötigten Werkzeugstahles. 35 ten Ausführung der eingangs erwähnten Werkzeug-Ferner wirkt sich die unvermeidliche Toleranz des gattung bedurfte der dargelegten komplizierten funkringscheibenförmigen Schneideinsatzes infolge seiner tionellen Überlegungen. Diese Raumform war auch bekanntermaßen mit einem Schraubbolzen ausgeführ- durch entfernter liegende Technik (Profilfräswerkten lösbaren Verbindung zum Grundkörper auf die zeug, Drehstahl) nicht nahegelegt.
Gleichmäßigkeit der Werkstückbearbeitung und damit 40 Zur Begrenzung des Herstellungsaufwandes kann auf die Schlichtungstoleranz beim vorbekannten die äußere Stirnfläche des ringscheibenförmigen Werkzeug ebenfalls ungünstig aus. Die Schraubbolzen- Schneideinsatzes, abgesehen von Montagebohrungen, Toleranz ist nämlich'ursächlich dafür, daß nach dem vollständig eben sein.

Verschleiß des spanabhebenden Schneidkanten- Die innere Stirnfläche des Schneideinsatzes wird

bereiches, wenn des ringscheibenförmige Schneid- 45 zweckmäßig einem Fassungsteil des Rundkörpers einsatz gelockert, verdreht und wieder festgezogen reibungsschlüssig und/oder formschlüssig angepaßt, ist, dieser auf seiner Spannfläche gegenüber dem um bei genauer Justierbarkeit große Schnittkräfte Grundkörper und damit auch radial-zum Werkstück ■ übertragen zu können.

um einen geringen unkontrollierbaren Betrag parallel Der ringscheibenförmige Schneideinsatz kann in an

versetzt ist. Um diesen vollen Betrag ändert sich bei 50 sich bekannter Weise mehrere Schneidkanten aufder vorbekannten Änstellungsart die Nutentiefe, was weisen^ die dann alle konvex sind, wobei vorteilhaft bei einem Werkzeug mit mehreren solcher Schneid-" deren .Krümmung vom Schlichtungsbereich (innen) einsätze eine entsprechend vergrößerte Ungleich- zum Schruppbereich (außen) abnimmt. Dadurch läßt mäßigkeit der Oberflächenbearbeitung ergibt. sich ohne Vergrößerung des Scheibenvolumens und

Demgegenüber ist" es Aufgabe der Erfindung, bei 55 ohne Verminderung der Schnittiefe die Schlichtungseinem Werkzeug der eingangs genannten Gattung gute nochmals verbessern.

ohne zusätzlichen: Aufwand und ohne Minderung der Die Erfindung wird an Hand der in den Figuren

Leistung (Schnittiefe) die Schlichtungsgüte zu ver- schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele weiter bessern. .. _ erläutert werden. Es zeigt

Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die 60 Fig. 1 eine schaubildliche Unteransicht auf einen Mantelfläche die Spanfläche und die Stirnfläche die Grundkörper mit Schneideinsätzen zum Planfräsen, Freifläche des ringscheibenförmigen Schneideinsatzes wobei ein erfindungsgemäßer Schneideinsatz mit ist. Letzterer ist dann also am Grundkörper mit der kreisrunder Kante vorgesehen ist,
Scheibenachse nahezu senkrecht gegen die Werk- . Fig. 2 eine Einzelheit in Richtung des Pfeiles II Stückoberfläche justiert, gegen die Senkrechte nur um 65 aus Fig. 1 gesehen,

den geringen Freiwinkel geneigt. Dadurch wird im Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles ΠΙ

Schlichtteil des kreisringförmigen Schneidblättchens aus Fig. 2,
an der Schneidkante ein größerer Krümmungsradius F i g. 4 eine Seitenansicht auf ein zylindrisches

Werkstück, bearbeitet von einem Schneideinsatz mit hörige Fassung 17 können gezackt oder sonstwie

kreisrunder Kante, gegeneinander formschlüssig ausgeführt oder gegen-

Fig. 5 eine Draufsicht zu Fig. 4, einander verstiftet sein, um eine drehfeste Halterung

Fig. 6 eine Stirnansicht zu Fig. 4, zu bekommen, wenn die Schneidkraft nicht durch die

F i g. 7 in Draufsicht einen Schneideinsatz mit drei 5 Achse des Schraubbolzens 19 geht und ein entspre-

konvexen Schneidkanten. chendes Drehmoment auf den Schneideinsatz über-

Der Planfräser nach F i g. 1 und 9 besteht aus trägt.

einem Grundkörper 11, welcher den kegelstumpf- Das Werkzeug nach F i g. 1 bis 3 hat nur einen

förmigen Schneideinsatz 12 trägt, dessen Arbeitskante einzigen Schneideinsatz. Die Leistung kann vergrößert also kreisfönnig ist und der aus Werkzeugstahl be- ίο werden durch Verteilung mehrerer Schneideinsätze steht, wie Schnellschnittstahl oder Hartmetall oder am gleichen Radius, so daß sich ein Vielfachwerkzeug Wolframkarbid granuliert in einer Matrix von Kobalt. ergibt. Jedoch müssen dann die Werkzeuge sehr genau Die Schneidkante 13 ist gebildet durch die konische gegeneinander justiert sein, damit sie gleichmäßig Mantelfläche 14 und die größere Stirnfläche 15 des zum Tragen kommen. Um das zu erleichtern, können Schneideinsatzes, welcher auf einer Fassung 17 des 15 getrennt hergestellte Sitze auf einem Grundkörper Grundkörpers 11 mit seiner inneren Stirnfläche 18 von einfacher Form befestigt sein, an Stelle der Versitzt und durch den zentralen versenkten Schraub- Wendung der mit dem Grundkörper einstückigen erbolzen 19 dort angepreßt ist. habenen Fassungen 17 oder entsprechender vertiefter

Die Drehrichtung des Grundkörpers ist durch den Fassungen. Durch die getrennte Herstellung können Pfeil M in F i g. 1 bezeichnet und die Schnittrichtung ao nämlich die Sitze genau passend bearbeitet und dann durch den Pfeil N in F i g. 2. Wie F i g. 2 zeigt, ist mit dem Grundkörper verbunden, beispielsweise verdie Fassung 17 so gestaltet, daß die äußere Stirnfläche zapft werden. Die Schneideinsätze selbst können 15 des Schneideinsatzes zum Schneidrücken wird und ebenfalls leicht in der erforderlichen Toleranz hereinen Freiwinkel α gegenüber der bearbeiteten Werk- gestellt werden, vor allem bezüglich deren Dicke, Stückoberfläche 16 erhält, während der Anstell- as worauf später noch eingegangen werden wird, winkel β gleich ist dem halben Konuswinkel, ver- Da die erfindungsgemäßen Schneideinsätze sowohl

mindert um den Freiwinkel <x. Anstatt erhaben kann vorschneiden wie auch schlichten, ist für das Vordie Fassung für den Schneideinsatz auch vertieft im schneiden kein besonderer Arbeitsgang erforderlich, Grundkörper 11 ausgeführt sein. sofern das Werkzeug die verlangte Schnittiefe bewäl-

In F i g. 2 ist vorausgesetzt, daß die Achse des 30 tigen kann. Wenn dies nicht der Fall ist, könnte der Schraubbolzens 19 in der Zeichenebene liegt, also in Grundkörper 11 mehrere Vorschneid-Einsätze auf einer Ebene senkrecht zur gerade bearbeiteten Werk- seinem Umfang verteilt haben, wie gestrichelt bei 22 Stückoberfläche. Dies ist normalerweise der Fall, je- in F i g. 1 angedeutet ist. Diese Einsätze 22 können doch kann die Schraubenachse um den kleinen von herkömmlicher Form als Stoß-Einsätze ausge-Winkel γ (F i g. 3) geneigt sein: Der Schneidrücken 35 führt sein. Dabei ist wichtig, daß derjenige Teil der 15 ist dann gegenüber der Zustellrichtung (Pfeil F) Schneidkante des Einsatzes 12, welcher zuerst in das um diesen kleinen Winkel γ ansteigend. F i g. 3 läßt Werkstück dringt, näher zur Achse des Grundkörpers auch die Bogenlänge der Arbeitskante erkennen, 11 liegt als die entsprechenden Teile der Vorschneidlängs welcher der Span mit der größten Tiefe d ab- Einsätze 22; es muß also der radiale Abstand R1 in getragen wird, ebenso den Schneidrücken-Durch- 40 Fig. 1 kleiner sein als der Abstand R2, so daß die messer D. Vorschneid-Einsätze das Werkstück vor dem Einsatz

Die Strichlierung 21 bedeutet das Profil des Spanes, 12 bearbeiten.

der durch eine Zustellbewegung vom Betrag / ab- Die F i g. 4 bis 6 zeigen die Anstellung eines ergehoben wird. Die Spandicke vermindert sich von findungsgemäßen Schneideinsatzes gegen ein dreheneinem Maximum am in Schneidrichtung hinteren, in 45 des zylindrisches Werkstück. Der Grundkörper 11 Zustellrichtung jedoch vorderen Ende der Schneid- ist hier stabförmig und zum Einklemmen in einem kante bis gegen den Wert 0 am tiefsten Schneid- Schlitten in bekannter nicht dargestellter Weise einkantenende. gerichtet. Der Einsatz hat seinen Schneidrücken

Die Schräge der Schneidkante zur Schnittrichtung tangential zur Werkstückoberfläche in Vorschubrichist Null im untersten Ende und wächst gegen das 50 tung, könnte jedoch auch hier etwas ansteigend ausandere Ende zu einem Größtwert. Der Winkel zwi- geführt sein.

sehen der Tangente an diesem Schneidkantenende Ein Schneideinsatz ähnlich demjenigen nach

und der ZustellrichtungF sollte mindestens 30° be- Fig. 4 und 6 kann zum Schruppen oder Hobeln vertragen, um ein befriedigendes Arbeitsergebnis zu wendet werden.

erhalten. Das bedeutet, daß der Winkel δ nicht größer 55 Fig. 1 bis 6 zeigen Schneideinsätze mit einer einsein soll als 60°, bei kleinen zulässigen Abweichungen fachen kreisrunden Arbeitskante. Wie eingangs erentsprechend der Neigung des Schneidrückens 15 um läutert, kann deren als Schneidkante tragende Bogendie Winkel <x und 7. Eine Betrachtung der F i g. 2 länge vergrößert werden ohne Überschreitung des und 3 läßt erkennen, daß mit der Vergrößerung jedes kritischen Anstellwinkels, oder dieselbe könnte bei der Winkel <x und β die Schnittiefe d bei gleich- 60 gegebener Bogenlänge der Arbeitskante verkleinert bleibender Bogenlänge der Schneidkante wächst. Aus werden durch Abwandlung der Kurvenform, was zu den F i g. 1 bis 3 geht hervor, daß nach dem Ab- einer Verringerung des Werkzeugvolumens bei vorstumpfen oder Verschleiß der Arbeitskante das gegebenem Spanquerschnitt führt, wie aus F i g. 7 Werkzeug bei gelockertem Schraubbolzen 19 so weit ersichtlich. Dort sind drei vom Schlichtbereich zum gedreht werden kann, daß mindestens der Schlicht- 65 Vorschneidbereich mit abnehmender Krümmung ausbereich der Schneidkante erneuert wird, wonach die geführte Schneidkanten vorgesehen, wobei für jeden Verschraubung wieder anzuziehen ist. Die innere der drei möglichen Schneidkurvenzüge die zugehörige Stirnfläche 18 des Schneideinsatzes und die züge- Schnittrichtung CD markiert ist, ebenso die Tan-

gente Γ am Vorschneidende der Schneidkante und die Enden c, e der letzteren.

Hier hat die Schneidkante einen vom Schlichtungsende zum Vorschneidende zunehmenden Krümmungsradius. Anfang und Ende jedes Kurvenzuges sind Überleitungsbögen zum nächsten Kurvenzug, die nicht als Schneidkanten zum Tragen kommen.

Claims

Patentansprüche: IO

1. Metallbearbeiturigswerkzeug, bei dem der Vorschub parallel zur zu bearbeitenden Werkstückoberfläche und rechtwinklig zur Schnittrichtung erfolgt, insbesondere Fräsermesserkopf mit einem Grundkörper und wenigstens einem daran lösbar angeordneten ringscheibenförmigen Schneideinsatz, dessen Schneidkante von der Stirnfläche und einer daran grenzenden Mantelfläche gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche die Spanfläche (14) und die Stirnfläche die Freifläche (15) ist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine äußere Stirnfläche (15), abgesehen von Montagebohrungen, vollständig eben ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß seine innere Stirnfläche (18) einem Fassungsteil (17) auf dem Grundkörper (11) reibungsschlüssig und/oder formschlüssig angepaßt ist.

4. Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere konvexe Schneidkanten (L) längs des Umfanges des Schneideinsatzes, wobei vorteilhaft deren Krümmung vom Schlichtungsbereich (innen) zum Vorschneidbereich (außen) abnimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen