DE1811374A1

DE1811374A1 - Kreissaegeblaetter bzw.scheibenfoermige Fraeser mit facettenfoermigen Zaehnen

Info

Publication number: DE1811374A1
Application number: DE19681811374
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Arno Willemeit
Original assignee: PAHLITZSCH DR ING GOTTHOLD
Current assignee: PAHLITZSCH DR ING GOTTHOLD
Priority date: 1968-11-28
Filing date: 1968-11-28
Publication date: 1970-06-04
Also published as: SE352549B; FR2024408A1; GB1235428A; US3619880A; BE742206A; CH491709A; NL6917664A; US3576061A; AT287440B; DE1811374B2

Description

An das

Deutsche Patentamt

8 München
Zweibrückenstr. 12

Betr.: Patentanmeldung: Kreissägeblätter bzw, scheibenförmige Fräser mit facettenförmigen Zähnen

Patentbeschreibung

Die Erfindung betrifft eine facettenförmige Gestaltung von Säge- bzw. Fräszähnen kreisscheibenförmiger Werkzeuge zum Trennen bzw. Schlitzen oder Nuten von metallischen Werkstoffen, wobei die Facetten symmetrisch zur Sägeblattiriittenebene so angeordnet sind, daß die Schneidenecken den zusammengesetzten Hauptschneiden in Schnittrichtung nacheilen und durch einen stumpfen Eckenwinkel sowie durch die gegenüber der ursprünglichen Hauptschneide geänderten' Span- und Freiwinkel wesentlich verstärkt werden und daß an den Nebenschneiden parallel zur Sägeblattmittenebene liegende Führungsflächen gebildet werden.

Für Kreissägeblätter und Scheibenfräser, die zum Trennen, m&

Schlitzen oder Nuten von metallischen Werkstoffen und insbesondere von unlegierten und legierten Stählen eingesetzt werden, sind in der Praxis bereits verschiedene Ausführungsformen von Säge- und Fräserzähnen bekannt geworden. Diese unterscheiden sich hauptsächlich in der Gestaltung des Zahnrückens und der damit verbundenen Form des Zahnlückenraumes (z.B. winkel- und bogenverzahnte Kreissägeblätter oder hinterdrehte und spitzge- »ahnte Fräser), Ihre Anwendung hängt ebenso wie die Auswahl optimaler Span- und Freiwinkel hauptsächlich von der jeweiligen Zerspanbarkeit des au spanenden Werkstoffes und seiner Abmessungen ab· Außerdem werden beim Kreissägen insbesondere

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zum Trennen von unlegierten und legierten Stählen Sägeblätter mit Vor- und Nachschneidzähnen und solche mit sogenanntem Hartschliff eingesetzt. Der Vorteil einer solchen Sägeblattgestaltung liegt in der Herabsetzung der Reibung zwischen den gestauchten Spänen und den Nebenschnittflächen.

Die Anordnung von Zahnpaaren, bestehend aus schmalen und hohen Vorschneidzähnen sowie breiten und niedrigen Nachschneidzähnen ermöglicht eine Dreiteilung der Gesamtspanungsbreite, wobei die Hauptschneidenlängen der Einzelzähne so gewählt werden, daß Vor- und Nachschneidzahn jeweils die Hälfte des gesamten Spanungsquerschnittes zerspanen· Symmetrisch zur Sägeblattmittenebene entstehen dann am Vorschneidzahn ein und am Nachschneidzahn zwei Späne. Die Anordnung von Zahnpaaren mit wechselseitig verkürzten Zahnbreiten (Hartschliff) bei gleicher Zahnhöhe ermöglicht eine Zweiteilung der Gesamtspanungsbreite, wobei die Hauptschneidenlängen der Einzelzähne ebenfalls so zu wählen sind, daß jeder Zahn etwa die Hälfte des gesamten Spanungsquerschnittes zerspant. Da die Spanungsquerschnitte der nacheinander in den zu zerspanenden Werkstoff eindringenden Zähne abwechselnd rechts oder links von der Sägeblattmittenebene liegen, tritt im Gegensatz zu Sägeblättern mit Vor- und Nachschneidzähnen und solchen ohne Spanbreitenaufteilung eine unsymmetrische Beanspruchung der Zähne und des gesasten Sägeblattes durch die Zerspankraft bzw. deren Komponenten auf.

Sowohl bei Kreissägeblättern mit Spanungsbreitenaufteilung als auch ohne Spanungsbreitenaufteilung sowie bei geradverzahnten Scheibenfräsern tritt beim Auftreffen des Zahnes auf den zu zerspanenden Werkstoff eine außerordentlich hohe Beanspruchung der Haupt- und Nebenschneiden sowie der Schneidenecken auf. Dabei bestimmen häufig die von der jeweiligen Lage des Werkstückes zum Sägeblatt (Scheibenfräser) sowie von der jeweiligen geometrischen Gestalt und den Stoffeigenschaften der Werkstücke abhängigen Auftreffbedingungen der Säge- bzw. Fräserzähne die Größe der Beanspruchung von Schneiden und Schneidenecken· Darüber

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hinaus führen die durch die periodische Änderung der Zerspankraftkomponenten hervorgerufenen Werkzeug-Biegeachwingungen zu einer unerwünschten zusätzlichen Beanspruchung der Haupt- und Nebenschneiden sowie der Schneidenecken. Insbesondere bei großen Werkzeug- und kleinen Spannflanschdurchmessern neigen scheibenförmige .Verkzeuge zu Biegeschwingungen.

Das Auftreten von Schwingungen insbesondere an Kreissägeblättern setzt nicht nur die Standzeit infolge erhöhten Verschleißes herab, sondern führt auch zu einer Minderung der Schnittflächengüte sowie zu Werkstückstoffverlust und Anstieg der Schnitt- bzw. Vorschubleistung mit der proportional zu den Biegeschwingungen zunehmenden Schnittfugenbreite. Dies macht sich besonders störend bemerkbar bei Werkstoffen hoher Festigkeit, Zähigkeit und Härte. Solche Werkstoffe wie ζ,.Β. hochlegierte Stähle sind daher mit Zähnen aus Schnellarbeitsstahl (z.B. Schnellarbeitsstahl-Segmentsägeblätter) nicht mehr wirtschaftlich zu trennen bzw. zu fräsen. Derartige Zähne werden im Bereich der Schneidenecken bereits nach wenigen Schnitten soweit zerstört, daß ein Neuanschliff erforderlich wird.

Um die Wirtschaftlichkeit des Kreissägens und des Fräsens mit Scheibenfräsern hinsichtlich der Bearbeitungs- und Standzeiten zu verbessern, wurden hartmetallbestückte Kreissägeblätter und Scheibenfräser mit dem Ziel entwickelt, die große Verschleißfestigkeit der Hartmetalle auch für diese Zerspanungsprozesse auszunutzen. Die begrenzte Stoß- und Biegefestigkeit der Hartmetalle stand aber einer erfolgreichen Anwendung hartmetallbestückter Kreissägeblätter beim Trennen von Werkstoffen mit großer Festigkeit, Härte und Zähigk It entgegen. Infolge ungünstiger Auftreffbedingungen und Sägeblattschwingungen, hauptsächlich an den Schneidenecken, traten unzulässig große Ausbrüche auf, die die Standzeit der Sägeblätter sehr rasch beendeten. Zwar konnte eine gewisse Verbesserung der Standzeit durch Vergrößerung des Keilwinkels mittels negativer Spanwinkel erzielt werden, jedoch traten auch hierbei sehr häufig Eckenausbrüche auf.

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Zwecks Vermeidung der vorerwähnten Nachteile wird nun nach der erfindungsgemäßen Lösung eine Zahnform vorgeschlagen, bei der durch Anwendung facettenförmiger Span- und Freiflächenaufteilung für jeden neuentstehenden Hauptschneidenabschnitt ein nach Größe und Lage unterschiedlicher Schneidkeil erzeugt wird.

Zwar ist bekannt, daß bei Sägeblättern mit Vor- und Nachschneidzähnen und Sägeblättern mit dem sogenannten Hartschliff mehr als eine Hauptfreifläche verwendet wird, jedoch dient diese Freiflächenanordnung lediglich einer zweckmäßigen Spanbreitenteilung. Eine Verbesserung der wirksamen Schneidkeile hinsichtlich Form, Lage und Spanablauf kann jedoch hierdurch nicht erreicht werden, zumal auch dann die größte Beanspruchung beim Trennen der gleichzeitig mit der Hauptschneide eingreifenden Schneidenecke zufällt. Darüber hinaus bestätigt die praktische Erfahrung, daß auch diese Sägeblätter die vorerwähnten Nachteile aufweisen.

Bei der Zahnform gemäß c "* Erfindung werden die infolge des Auftreffstoßes und der Sägeblattschwingungen auftretenden Beanspruchungen der gefährdeten Schneidenecken 1 bzw. 1' (Definition der Schneidenecke nach DIN 6581: Spanflächenbereich in dem Haup*· und Nebenschneiden zusammentreffen) durch facettenförmige Anordnung von Span-(4) Frei- (10) und Nebenfreiflächen (12) bzw. der entsprechenden Fasen (5, 10, 14) vermindert.

Zur Entlastung der Schneidenecken 1 und 1* werden die den Nebenschneiden 2 des Säge- bzw. Fräszahnes benachbarten Spanflächenbereiche 3 und 3' um in der Spanfläche 4- bzw. Spanflächenfase 5 liegende Achsen 6 und 6' in Richtung auf den Zahnrücken zuriickgeneigt, wobei die Schwenkachsen 6 und 6* die seitlichen Grenzen des mittleren Spanflächen- (4-) bzw. Spanflächenfasenabschnittes (5) bilden und gegenüber der Werkzeugmittenebene etwas geneigt oder parallel zu dieser angeordnet sind. Die Schneidenecken 1 und 1· eilen auf diese Weise bei der Schnittbewegung den Hauptschneiden 7, 8, 9 und 8*, 9¹ nach.

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Die Widerstandsfähigkeit der Schneidenecken wird zusätzlich durch schmale Freiflächen 11 und 11' erhöht, so daß sich zwei Hauptschneidenecken 13 und 13* mit sehr stumpfen Eckenwinkeln ' symmetrisch zur Sägeblattmittenebene ergeben, die erst nach dem Eindringen der stabilen mittleren Hauptschneiden 7 in den zu zerspanenden Werkstoff zum Eingriff gelangen.

Des weiteren wird das Werkzeug durch je eine kleine zur Werkzeugmittenebene etwa parallele, zusätzliche Nebenfreiflächenfase 14 und 14* am Säge- bzw. Fräszahn geführt. Dadurch werden Werkzeugbiegeschwingungen weitgehend gedämpft, die Beanspruchung der Werkzeugschneiden erheblich vermindert und die Schnittgüte wesentlich verbessert.

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Claims

Pat entanapruch ' ,

Kreissägeblätter bzw. scheibenförmige Präser zum Trennen, Schlitzen oder Nuten von metallischen Werkstücken dadurch gekennzeichnet, daß Spanfläche und/oder Freifläche bzw. deren Fasen aus symmetrisch zur Werkzeugmittenebene geneigten facettenförmig angeordneten Span- und Freiflächen bzw. -Fasen bestehen und, daß gegebenenfalls zusätzlich die Nebenfreiflächen bzw. deren Fasen etwa parallel zur Werkzeugmittenebene verlaufende Führungsflachen aufweisen, derart, daß die dabei entstehenden Schneidenecken in Schnittrichtung einander nacheilen und die an den Nebenfreiflächen entstandenen Flächen als Führungsflächen für das Werkzeug während des Schnittes dienen.

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