DE1934836A1

DE1934836A1 - Fraeswerkzeug

Info

Publication number: DE1934836A1
Application number: DE19691934836
Authority: DE
Inventors: Wirfelt Sven Axel Olof
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1968-07-12
Filing date: 1969-07-09
Publication date: 1970-01-15
Also published as: DK138210C; GB1280204A; DK138210B; NL6910613A; AT292411B; DE1934836B2; FR2012850A1; FI53791B; NO129838B; NL139475B; SE333856B; CA924888A; FI53791C; BE735948A; US3616507A; CH504267A

Description

IXR. ING. ERNST MAIER DIPL.-IWO. Kt.ATJS BEHN PATEiTTiSWAIT DIPI..-PHVS. HOBKRT MCNZUDBEn PATETTTiHWALT PATBNTAN wi LTE

8 MÜNCHEN SS 8 MÜNCHEN 2Ϊ

WIDINMAYKBSTH. WlDlimitlHSTH. s · ζ (osii) »«»βso. »osina

Δ 28969 fa» JuIt 1969

A 29069 B/My

Firma SANDVIKEITS JERWVERKS AKTIEBOLAG, Sandviken/Schweden

i^xäs werkzeug

Bei Iräswerkzeugen, insbesondere solchen mit auswechserbar eingespannten Einsätzen, ist es von größtem Wichtigkeit, u.a. beim Stirnfräsen, daß die Einsätze mit größer Genauigkeit so einjustiert werden können, daß eine ausreichend gute Oberiläcnengüte des Werkstücks erreicht wird. Sei Verwendung von Iräswerkzeugen mit eingelöteten Einsätzen wird eine ausreichende Präzision dadurch erreicht, daß die ■ 'Einsätze nach ihrer Montage in dem iKesserkopfkörper gesTöhliffen werden. Andererseits sind bei Verwendung von mechanisch eingespannten Einsetzen, die im Hinblick auf die ¥irts*chaft» üchkeit zu bevorzugen sind, sehr genaue Vorrichtungen für die Justierung erfo;rderli.ch, jedoch treten insbesondere bei Präswerkzeugen mit einer großen Zahl von Einsätzen im Vergleich zum Durchmesser gewisse grundsätzliche Schwierigkeiten auf. ' .-■".-".

9098B3/O446

Krelsipafküii« Srfirdmb.ro 51588 Bankhaus Merdt, Finde & Co., MOndien, Nr. 25 464 I Bankhaus H. Aufhäüur, Mönchen, Nr. 2ÄI300 Poitiditdc. MOncfi.n 153861 Tflltorommadroiie ι Paianlsenlö'r -

Unter anderem sind bisher in drei Beziehungen bei der Konstruktion von Planfräsern mit dicht beieinander ange ordneten Einsätzen (enge Zahnung) Schwierigkeiten aufgetreten, bei denen die Justierung der Einsätze einfach und schnell mit großer Genauigkeit erfolgte.

So sind im Messerkopf körper von Eräswerkzeugen mit

sehr kleiner Zahnteilung oft störende Spannungen aufgetre-

ten, welche die axiale Genauigkeit herabsetzen. Im übrigen

■'"■ "■■"■■-■■ ⁵- ■■- ■=-■ - ------ -

ist eine Art Keilvorrichtung bei den Spanneinsätzen Terwendet worden, und es ist bei den praktisch auftretenden Arbeitsbedingungen schwer zu vernreiden, daß die Keile ungleichmäßig verspannt werden, wodurch sich der Messerkopfkörper verzieht. Es ist auch oft schwer zu vermeiden, daß die Keile unnötig fest verspannt werden, insbesonder d;ann, wenn weniger geübte Arbeiter verwendet werden.

ist die Handhabung cter Elanfräser beim -Wechseln &&T Einsätze zeitraubend im Yergleirch mist xtent

schleifen von fräskopf en mit eingeliite-feen £BinsätzBit. Die lietztg«nann?te Arbeit wird heute 3ih der Segel mit HO2ße mehr weniger ;selbBttä-fcig arbeitenäen MaBOhiaen

Einsatz wird im allgemeinen durch einen Keiil· eingespannt, welcher bei jeUem Wechsel «tes Einsatzes geilüset

90 9 883/044 6 ~^.~ ■.

und wieder festgezogen werden muß.

Schließlich ist bei den bisher bestehenden Konstruktionen eine, gewisse technische Übung erforderlich, um die Einsätze in den Messerkörper einzusetzen. Vor dem Einspannen müssen alle Einsätze sorgfältig in Berührung mit den gewünschten Unterstützungspunkten gebracht werden. Es genügt, daß ein einziger Einsatz eines großen Messerkopfes ungenau eingesetzt wird, um die ganze Arbeit zu verderben.

Die vorliegende Erfindung stellt eine einfache Lösung der oben erwähnten und anderer Probleme bei Fräswerkzeugen mit eingespannten Einsätzen dar. Erfindungsgemäß werden die Einsätze in dem Messerkopfkörper nicht in Ausnehmungen festgeklemmt, wie es früher üblich gewesen ist, sondern sie werden in den Ausnehmungen ausschließlich durch Federanordnungen gehalten, welche eine ausreichend große Haltekraft erzeugen, um den während der Drehung des Fräswerkzeuges auftretenden Zentrifugalkräften entgegenzuwirken, welche es aber den Einsätzen ermöglichen, sich parallel zu der Tragfläche, die aus einer Bodenfläche in der Ausnehmung besteht, unter dem Einfluß der Schneidkräfte zu bewegen. Diese Spannvorrichtung ermöglicht die Verwendung eines Trägers für die Seitenkanten des Einsatzes, bestehend aus Anlageelementen in der Ausnehmung, vorzugsweise in Form kleiner

80 9 883/044S " ⁴ "

■ ■- 4 -

Tragflächen oder Tragpunkte. Beim Schlichten, d.h. beim Fräsen mit geringer Schnittiefe, wird der Einsatz selbsttätig gegen die gleichen Flächen oder Punkte an den Seitenkanten des Einsatzes gelegt, die auch beim Schleifen des Einsatzes als Tragpunkte dienen. Auf diese Weise wird eine genaue Lage des Einsatzes beim Schlichten unabhängig von der Genauigkeit erreicht, mit welcher die Einsätze in dem Messerkopfkörper montiert worden sind. Ein weiterer Vorteil der Spannvorriehtung ist der, daß die Vorrichtung leicht zugänglich gemacht werden kann, beispielsweise von der Bückseite des Messerkopf körpers her, und zwar in solcher Weise, daß es möglich ist, die Einsätze einzeln oder alle zusammen durch eine einfache Vorrichtung zu lösen und wieder einzuspannen.

Bei dem Fräswerkzeug gemäß der Erfindung ist, wie
bereits erwähnt, der Messerkopfkörper mit Ausnehmungen für die auswechselbare Anordnung von Einsätzen mit zwei gegen-) überliegenden, im wesentlichen ebenen Stirnflächen und mit Seitenkanten zwischen ihnen versehen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder Einsatz so angeordnet ist, daß er ausschließlich durch eine in dem Messerkopfkörper
angeordnete ,Federanordnung an einer in der Ausnehmung vorgesehenen Tragfläche gehalten wird, daß ein Ende der Federanordnung eine der Stirnflächen dee Einsatzes berührt, und daß die beiden Seitenkanten des Einsatzes an Anlageelemen-

9 0 98 8 37 CU 4 S " ⁵ -""

ten gehalten werden, die in der Ausnehmung so angeordnet sind, daß der Einsatz durch die beim Gebrauch des Werkzeugs auftretenden Schneidkräfte gegen die AnIageelemente' gedrückt wird. Ferner kann die Federanordnung auf den Einsatz in Richtung auf die Anlageglieder in der Ausnehmung wirken.

Pur den Kontakt gegen eine Stirnfläche des Einsatzes kann die Federanordnung mit einem Keil versehen sein, welcher beispielsweise mit einer Zugstange verbunden sein kann, welche mit einer Feder zusammenarbeitet.

Die Federanordnung sollte so ausgebildet sein, daß ihre Haltekraft die während der Arbeit des Fräswerkzeugs auf den Einsatz wirkende Zentrifugalkraft übersteigt, jedoch wesentlich geringer ist als die beim Gebrauch des Werkzeugs auf den Einsatz einwirkende ^schneidkraft.

-Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen.?

Fig. 1 einen Teil eines· S chne idwerks zeugs in pe'r^ spektiviseher DarstellUJaS ^mit montierten Einsätzen,

Fig. 2 einen Teil des Fräswerkzeugs in Fig. 1 in Seitenansicht,

Fig. 3 einen S_ehnitt durch einen Teil des in Fig.. dargestellten Fräswerkzeugs,

909883/0446

1934bJb - 6 - ■■ -

Pig. 4 bis 7 das Prinzip der Anlage des Einsatzes und

Fig. 8 bis 10 einige wahlweise Anordnungen für das Lösen und das Einspannen der Einsätze.

In den Fig. 1 bis 3 ist mit 1 der Messerkopfkörper bezeichnet, der mit Ausnehmungen 14 versehen ist, in die
Einsätze 9 eingesetzt werden können. Diese Einsätze 9 be-
_ sitzen vorzugsweise ebene Stirnfläche 10 und 11 und zwischen diesen Stirnflächen Seitenkanten 12. Die Einsätze können im wesentlichen dreieckförmig sein, wie es dargestellt ist.
Sie können aber irgendeine andere geeignete Form aufweisen, beispielsweise eine fünfeckige Form. :

: Der Einsatz 9 ist in der Ausnehmung 14 angeordnet, wo er durch eine Federanordnung gegen eine Tragfläche 13
gedrückt wird. Die Federanordnung 13 enthält in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine keilförmige Vorrichtung
w j 21, einen Zugstab 22, der mit der keilförmigen Vorrichtung verbunden ist, und eine Feder, beispielsweise eine Schraubenfeder^. Die Federanordnung kann selbstverständlich auf verschiedene Weise hergestellt sein, und es kann die Feder aus einer Federscheibe bestehen, die beispielsweise an der Rückseite 24 des Messerkopf körpers angeordnet ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Einsatz mittels der Feder 23 gehalten, welche über den Zugstab 22 und die

909883/0446 "⁷~

keilförmige Vorrichtung 21»welche die Stirnfläche 10 berührt, den Einsatz 9 gegen die Tragfläche 13 spannt. Die Federanordnung besitzt im vorliegenden Fall eine Bewegungsrichtung, die im wesentlichen parallel zur Achse des Fräswerkzeugs verläuft. Durch die Anlage und die Bewegungsrichtung der Federanordnung ist eine gewisse Wirkung auf den Einsatz in Richtung auf eine oder mehrere Kantenträger in der Ausnehmung erreichbar. Wesentlich ist auch, daß die Fe-

die Einsätze
deranordnung/mit einer Kraft einspannt, welche die während der Drehung des Fräswerkzeugs auf die Einsätze wirkenden Zentrifugalkräfte übersteigt, die aber wesentlich unterhalb der während des Gebrauchs auf den Einsatz wirkenden Schneidkraft liegt.

Wie sich ohne weiteres aus Fig. 3 ergibt, sind in der Ausnehmung 14- zwei oder mehr Kantentragflächen oder Tragpunkte 15» 16-, 17 und 18 für die Seitenkanten 25 und 26 des Einsatzes vorgesehen» Die Kantentragflächen können auf gewissen Stiften 31 und 32 angeformt sein oder Teile von Kugeln 35 und 34, Zylindern oder dergl. bilden, und sie können mehr oder weniger punktförmig oder linienförmig ausgebildet sein. Auch sind andere Formen möglich,beispielsweise Kontaktebenen. Ea kann häufig vorteilhaft sein, die Anlageelemente aus gesintertem Wolframcarbid oder anderem harten und abriebfesten Material herzustellen.

- 8 909883/0446

^ρ - ■ / 1934831

©ie fig* 4 Mi 7 zeigen das Prinzip für die <ftig$£e«<V rung des Einsatzes.. Wie sich ohne weiteres Sttidiesen Figu« ren ergibt, sind die AnX age elemente als Trjigej? für die Sei-* tenkanten 25. und 26 des Einsatzes in zwei Haiipt?iohtungen 15 und 16 (Fig, 4 bis 6) und 19 (Fig. 7) bzw* 17» 18.(Fig, 4 bis 6) und 20 (Fig, 7) angeordnet. Diese beiden Hauptriehtungen, welche in dem Ausfülirungsbeispiel gemäß deii Fig. 4 bis 6 '-.--

k durch die Verbindungslinie zwischen den beiden kleinen Kantentragflächen octer -'punkten 15, 16 bzw. 17? 13 bestimmt sind, bilden einen spitzen Winkel miteinander· Dieser spitze Winkel zwischen den Verbindungslinien ist etwjas kleiner als der Winkel zwischen gehaltenen Seitenkanten 25, 26 des Ein- Satzes. Dureh diese Winkelabweichung zwischen den Seitenkanten des Einsatzes und den Kant ent ragf liehen oder den Ver*^ bindungslinien zwischen den kleinen KantentragfläeJien oder Punkten wird erreicht, daß sich der Einsatz in Berührung mit den Kantentragflächen oder «punkten 16 und 18 befindet,

" wobei aber nur eine der Kantentragflachen Gde-i? -punkte 15 und 17 berührt wird.

Wenn die Schneidkrlfte während des Schlichtens mit geringer Schneidtiefe gegen den unteren Teil der Haupt·* schneidkante und die zwischen einer Stirnfläche 10 und den Seitenkanten 27, 28 des Einsatzes gebildete Sehrägkan-* te wirken, wird eine resultierende Kraft erhalten, welche im wesentlichen in Richtung des Pfeils A in Fig, 6 verläuft.

909803/0^46

Aus diesem Grund wird der Einsatz so bewegt, daß er die Kantentragflächen oder -punkte 17» 18 berührt. Die Kantentragflächen oder, -punkte 17, 18 entsprechen den Tragpunkten, welche beim Schleifen des Einsatzes verwendet werden, und es wird die gewünschte hohe Genauigkeit beim Schlichten erreicht. Beim Schruppen mit größerer Schnittiefe liegen die Schneidkräfte unterschiedlich, so daß die Seitenkante 25 des Einsatzes gegen den Kantenträger 15 gedrückt werden kann, wie es" aus ".Mg. 5 ersichtlich ist. Aus diesem G-runde wird die Genauigkeit geringer, jedoch spielt diese Tatsache keine wesentliche Rolle beim Schruppen. ·

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Pig. 7 ist in jeder der beiden Hauptrichtungen, die einen Winkel miteinander bilden, nur^ «in Kantenträger 39» 40 mit einer mehr oder weniger länglichen Kantentragfläche oder Kontaktebene 19, 20 angeordnet.· Das Prinzip für die Justierung des Einsatzes ist in allen wesentlichen Teilen gleich wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen. "

Wie vorher erwähnt, ist der Winkel zwischen den beiden Hauptrichtungen der Anlageelemente kleiner als'der Winkel zwischen den gehaltenen Seitenkanten des Einsatzes. Die Winkeldifferenz ( V* in Fig. 7) beträgt in der Regel höchstens 2° und liegt normalerweise zwischen 1 und 1/4°, beispielsweise bei etwa 1/2^P. - "^;J: = ^;

9 0 9883/0U6

; ,,;:u " Ij₁-V-? - 10 -

- 10 -■■■..

Die Federanordnung ..sollte..in demMesserkopf kirper -....-... so angeordnet sein, daß sie in leichter Weise von .außen be- _;, tätigt werden kann, um den Einsatz zu lösen und einzuspannen. Dies sollte vorzugsweise an einem Teil erfolgen, der sich in einigem Abstand von dem Element der Federanordnung , befindet, welcher den Einsatz einspannt. So kann beispielsweise die Zugstange 22, die ein Teil der Federanordnung ist und in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Feder 23 durchsetzt, an der Rückseite 24 des Messerkopfkörpers unbedeckt sein und beispielsweise mit einem dünnen Teil 37hervorragen. Bei einem Druck auf diesen hervorragenden Teil 37 entgegen der Federkraft wird dann der Keil 21 von dem Einsatz gelöst.

Die Federanordnung kann ferner mit einer besonderen Schulter 44 (Fig. 2) versehen sein, welche.bei Betätigung, der Federanordnung zum lösen des Einsatzes 9 den Einsatz in ψ Richtung aus der Ausnehmung 14 herausdrückt. Die Schulter 44 kann beispielsweise an der Zugstange 22 angeordnet sein.

Die Fig. 8 bis 10 zeigen Ausführungsbeispiele verschiedener Mittel für das Lösen und Einspannen der Einsätze. Um einen Einsatz zur Zeit zu lösen, kann beispielsweise ein Hebel 36 verwendet werden. Der Hebel wird in eine Ausnehmung 35 in dem Messerkopfkörper 1 eingesetzt und gegen die Zug-

9 0 9 8 8 3 /(H A 6

.:·. κ.- ■ ■■ - - - 11 -."■"■

stange 37 bewegt, indem auf ihn in Richtung des Pfeils B
gedrückt wird. Wenn alle Einsätze gleichzeitig gelöst wer» den sollen, kann beispielsweise der Präser auf einen ring·«» förmigen Träger 38 (Fig. 9) aufgesetzt werden, worauf auf das Zentrum des Messerkopfkörpers eine Kraft in Richtung
des Pfeils C aufgebracht wird. Auf diese Weise werden alle Zugstangen gleichzeitig gedrückt, und es können die Einsätze gewechselt werden.

Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 10 gezeigt. Der Messerkopfkörper 1 ist auf einer Spindel 41 angeordnet, welche nach rückwärts bewegt wird, so daß die
Scheibe 43 gegen die Rückseite des Messerkopfkörpers abgedrückt wird. Die Scheibe ist auf einer Welle 42 ^angeordnet, die senkrecht zur Messerwelle verläuft. Die Scheibe ist so angeordnet, daß ihre -Mantelfläche die Zugstangen 37 in dem Messerkopfkörper berührt. Wenn der Messerkopfkörper 1 gedreht wird, werden die Einsätze einer nach dem anderen ge-

löst und wieder verspannt»

Claims

193483b

- 12 -Pa te η t ans ρ r Ü c h e

Fräswerkzeug mit in Ausnehmungen des Messerkopfkörpers auswechselbar eingeepannten Einsätzen mit zwei gegenüberliegenden, im wesentlichen ebenen Stirnflächen und mit zwischen diesen vorgesehenen Seitenkanten, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Einsatz so angeordnet ist, daß er ausschließlich durch eine in dem Messerkopfkörper angeordnete Federanordnung (21-23) an einer in der Ausnehmung (14) vorgesehenen Trägfläche (13) gehalten wird, daß ein linde (21) der Federanordnung eine der Stirnflächen (10) des Einsatzes berührt und daß die beiden Seitenkanten (25,26) des Einsatzes an Anlageelementen (15-20) gehalten werden, die in der Auenehmung so angeordnet sind, daß der Einsatz durch die beim Gebrauch des Werkzeugs auftretenden Schneidkräfte gegen die Anlageelemente gedruckt wird.

2. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsrichtung der Federanordnung (21-23) in wesentlichen parallel zur Drehachse des Fräswerkzeug verläuft.

3. Fräswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Einsatz (9) haltende Federanordnung (21-23) so ausgebildet ist, daß ihre Haltekraft die während der Arbeit des Fräsers auf den Einsatz wirkende Zentrifugalkraft übersteigt, daß diese Haltekraft jedoch we-

9098 83/0446

- 13 -

-ti"""

sentlioh geringer ist als die beim Gebrauch des Werkzeugs auf den Einsatz einwirkende Schneidkraft.

4· Fräswerkzeug nach einem de"r Ansprüche 1 bis 3* da,- ■ durch gekennzeichnet, daß die Federanordnung ein keilförmiges Element (21) aufweist, das an der Stirnfläche des Einsatzes anliegt.

5. Fräswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das keilförmige Element mit einem Zugstab (22) oder dergl. verbunden ist, welcher von einer Feder (23) beaufschlagt ist.

6. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung (21-23) in dem Messerkopfkörper (1) so angeordnet ist, daß sie von außerhalb an einem von dem den Einsatz verspannenden Element entfernten Teil beeinflußbar ist.

7. Fräswerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugstab (22), welcher vorzugsweise die Feder (23) durchsetzt, an dem rückwärtigen Teil (24) des Messerkopfkörpers zugänglich ist.

8. Fräswerkzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung, z.B. der Zugstab (22), aus

9098837044t

- 14 -

dem rückwärtigen Tell (24) des Fräswerkzeugs vorsteht, daß bei einem Druck auf die Stange derg Keil - voji dem Einsatz gelöst wird*

9. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die AnIageelemente (15-20) in zwei Hauptrichtungen angeordnet sind. - , -_; ,: .

h 10. Fräswerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich- _;. net, daß die Anlageelemente in der einen Hauptrichtung und vorzugsweise auch in der anderen Hauptrichtung aus zwei kleinen Tragflächen oder Tragpunkten (15-18) bestehen. ,,

11. Fräswerkzeug nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge->. kennzeichnet, daß die Seitenkanten (25,26) des Einsatzes sjo. ,. ausgebildet sind, daß sie in einer Hauptrichtung an zwei „* Kantenträgflächen (15-18), in der anderen Hauptrichtung an einer Tragfläche (16,18) anliegen.

12. Fräswerkzeug nach Anspruch 9» dadurch gekennzeich-i net, daß die Anlagelemente als Kontaktebenen (39,40) ausgebildet sind.

13. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ( Y» ) zwischen den bei-

- 15 90988 3/0446 ν

den Hauptrichtungen der Inlageelemente kleiner als der,Winkel zwischen"den Tragflächen (25,26) des Einsatzes ist.

14. Fräswerkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkeldifferenz ( iri ) höchstens 2° beträgt.

15. Fräswerkzeug nach Anspruch 14,dadurch gekennzeichnet, daß die Winkeldifferenz ( jp ) zwischen 1° und 1/4° liegt, vorzugsweise etwa 1/2° betragt.

16. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung (21-23) mit einer besonderen Schulter (44) versehen ist, welche so angeordnet ist, daß bei einer Einwirkung auf die Federanordnung zum Lösen des Einsatzes dieser aus der Ausnehmung herausgedrückt wird* -

17. Fräswerkzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (44) an dem Zugstab angeordnet ist, der einen Teil der Federanordnung bildet.

90988 3/OAA6