DE19846060A1

DE19846060A1 - Fräswerkzeug

Info

Publication number: DE19846060A1
Application number: DE19846060A
Authority: DE
Inventors: Hermann Oehler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 2000-06-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug mit einem Werkzeughalter und mindestens einer Schneidplatte, wobei der Werkzeughalter eine Werkzeug-Aufnahme für die Schneidplatte aufweist, in der die Schneidplatte auf einer Bodenfläche abgestützt und befestigt ist. Zur Verbesserung der Einsatzparameter und insbesondere der Lebensdauer einer solchen Schneidplatte ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Schneidplatte zwei voneinander beabstandete Befestigungsaufnahmen aufweist, in die Befestigungselemente einführbar und in Halteaufnahmen des Werkzeughalters einschraubbar sind, und daß die Befestigungsaufnahmen an ihren der Bodenfläche abgekehrten Bereich mit trichterförmigen Zentrier-Erweiterungen versehen sind, an denen die Befestigungselemente mit ihren Befestigungsköpfen anliegen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug mit einem Werkzeughalter und mindestens einer Schneidplatte, wobei der Werkzeughalter eine Werkzeug- Aufnahme für die Schneidplatte aufweist, in der die Schneidplatte mit einer Bodenfläche abgestützt und befestigt ist.

Solche Fräswerkzeuge sind in vielfältigen Ausführungen bekannt. Beispielsweise werden Schneidplatten mit einem quadratischen, rechteckförmigen, runden etc. Grundriß eingesetzt. Diese Schneidplatten besitzen in ihrer geometrischen Mitte eine Befestigungsaufnahme, beispielsweise eine Schraubaufnahme. Diese Schraubaufnahme kann in Flucht zu einer Gewindeaufnahme des Werkzeug halters angeordnet werden. Mittels eines Befestigungselementes, beispielsweise einer Befestigungsschraube, die durch die Schraubaufnahme geführt und in die Gewindeaufnahme eingeschraubt ist, läßt sich die Schneidplatte mit dem Werk zeughalter verspannen. Bei der Verschraubung wird die Schneidplatte gegen Anschläge des Werkzeughalters gezogen, so daß sie in einer vorbestimmten Position ausgerichtet ist. Bei solchen Schneidplatten kann es im Laufe des Werkzeugeinsatzes vorkommen, daß sich die Befestigungsschraube lockert. Dies ist vor allem bei Werkzeugeinsätzen mit hohen Werkzeugbeanspruchungen möglich. Sobald aber keine feste Verspannung der Schneidplatte mehr vor handen ist, kann es zum Bruch der Schneidplatte und damit zum vorzeitigen Werkzeugausfall kommen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Fräswerkzeug der eingangs erwähnten Art zu schaffen, daß sich durch eine hohe Betriebssicherheit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schneidplatte zwei voneinander beabstandete Befestigungsaufnahmen aufweist, in die Befestigungselemente einführbar und in Halteaufnahmen des Werkzeughalters einsetzbar sind, und daß die Befestigungsaufnahmen an ihrem der Bodenfläche abgekehrten Bereich mit trichterförmigen Zentrier-Erweiterungen versehen sind, an denen die Befestigungselemente mit ihren Befestigungsköpfen anliegen.

Infolge der erfindungsgemäßen Verwendung zweier Befestigungselemente erhält man nahezu eine Verdopplung der Befestigungskräfte, die die Schneidplatte an dem Werkzeughalter fixieren. Dadurch, daß beide Befestigungsaufnahmen mit trichterförmigen Zentrier-Erweiterungen versehen sind, kann auf einfache Weise eine exakte Fixierung und Ausrichtung der Schneidplatte erreicht werden. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn die Schneidplatte zunächst mit einem Befestigungselement an einer ersten Befestigungsaufnahme vorzentriert und anschließend mit dem zweiten Befestigungselement und der zweiten Befesti gungsaufnahme endzentriert wird. Bei praktischen Versuchen hat sich gezeigt, daß die Gefahr des Lösens der Schneidplatte durch Aufhebung der Verspannung um bis zu 70% verringert wurde.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist es vor gesehen, daß der Werkzeughalter zwei Anlageflächen aufweist, die zueinander im Winkel stehen, daß die Schneidplatte zwei Gegenflächen aufweist, und daß die Befestigungsköpfe der beiden Befestigungselemente derart an den Zentrier- Erweiterungen anliegen, daß im montierten Zustand der Schneidplatte die Gegenflächen an die zugeordneten Anlageflächen gepreßt sind. Über die beiden winkligen Anlageflächen kann eine sichere und stabile Abstützung der Schneid platte erfolgen.

Ein Ausrichten der Schneidplatte an den Anlageflächen der Werkzeugaufnahme läßt sich zuverlässig dann erreichen, wenn vorgesehen ist, daß die Mittel längsachsen der als Schraubaufnahmen ausgebildeten Befestigungsaufnahme im montierten Zustand der Schneidplatte beabstandet zu den Mittellängsachsen der als Gewindeaufnahmen ausgebildeten Halteaufnahme stehen, wobei die Mittel längsachsen der Befestigungsaufnahmen in Richtung zu den Anlageflächen der Werkzeug-Aufnahme versetzt angeordnet sind. Es kann also erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß beide Schraubaufnahmen zur Ausrichtung und Fixierung der Schneidplatte herangezogen werden. Damit lassen sich sehr hohe Be festigungskräfte erzeugen.

Ein erfindungsgemäßes Fräswerkzeug kann dadurch gekennzeichnet sein, daß die Schneidplatte als Wendeschneidplatte ausgebildet ist, die in Ansicht in Richtung der Mittellängsachsen der Befestigungsaufnahmen zwei, zueinander parallele Neben-Schneidkantenbereiche aufweist, die an ihren Enden mittels zweier kreisbogenförmiger Haupt-Schneidkantenbereiche verbunden sind. Insbesondere die gerundete Geometrie ermöglicht gute Spanabtrags- und Spanabflußeigenschaften. Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, daß die Mittellängsachsen der Befestigungsaufnahmen der Schneidplatte im Kreis zentrum der beiden bogenförmigen Haupt-Schneidkantenbereich angeordnet sind. Damit ist die Befestigungsstelle der Schneidplatte bis dicht an den Krafteinleitungspunkt herangeführt, was eine direkte Ableitung der Schneidkräfte in den Werkzeugträger möglich macht.

Beim Fräsen von Stahlwerkstoffen ergeben sich günstige Fertigungsparameter bei der Verwendung kreisbogenförmiger Haupt-Schneidkantenbereiche, wenn es vorgesehen ist, daß der Radius der kreisbogenförmigen Haupt-Schneidkanten bereich im Bereich zwischen 2,5 mm und 8 mm, vorzugsweise 3 mm bis 5 mm liegt und die Breite der Schneidplatte im Bereich zwischen 8 mm und 60 mm, vorzugsweise 12 mm bis 40 mm liegt.

Wenn ebene Haupt-Schneidkantenbereiche Verwendung finden sollen, so sind diese günstigerweise derart ausgestaltet, daß die Haupt-Schneidkantenbereiche jeweils aus zwei zueinander parallel versetzten Teil-Ebenen gebildet sind.

Die erfindungsgemäßen Schneidplatten können auf unterschiedliche Weise an einem Werkzeugträger befestigt werden. Beispielsweise ist es denkbar, daß die Verbindungslinie, welche die Mittellängsachsen der beiden Befestigungs aufnahmen der Schneidplatten verbindet, parallel zur Fräswerkzeug- Rotationsachse verläuft.

Es ist jedoch auch denkbar, daß die Verbindungslinie, welche die Mittellängs achsen der beiden Befestigungsaufnahmen zumindest einer der am Werkzeug halter befestigten Schneidplatten verbindet, im Winkel zur Fräswerkzeug- Rotationsachse verläuft. Bei dieser Ausgestaltung kann es insbesondere vorgesehen sein, daß eine Schneidkante der schräggestellten Schneidplatte auf die Rotationsachse trifft oder diese schneidet. Damit kann das Fräswerkzeug auch zum Bohren eingesetzt werden, was insbesondere beim Formfräsen von Vorteil ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Seitenansicht eine auf einem Werkzeughalter aufgesetzte Schneidplatte,

Fig. 2 die Darstellung gem. Fig. 1 in Ansicht von rechts,

Fig. 3 die Darstellung gem. den Fig. 1 und 2 in Draufsicht,

Fig. 4a eine mögliche Ausgestaltungsvariante eines Fräswerkzeuges in Frontansicht,

Fig. 4b die Darstellung gem. Fig. 4a in Seitenansicht,

Fig. 5a eine weitere mögliche Ausgestaltungsvariante eines Fräswerkzeuges in Frontansicht und

Fig. 5b die Darstellung gemäß Fig. 5a in Seitenansicht.

In den Fig. 1 bis 3 ist in teilweiser Darstellung und im Schnitt ein Werk zeughalter 20 in verschiedenen Ansichten gezeigt. Der Werkzeughalter 20 besitzt eine Werkzeugaufnahme, in der eine Schneidplatte 10 aufgenommen ist.

Die Schneidplatte 10 ist mit einer Stützfläche auf einer ebenen Bodenfläche 23 Werkzeugaufnahme aufgesetzt. In diese Bodenfläche 23 sind zwei als Gewinde aufnahmen 21, 22 ausgebildete Halteaufnahmen eingearbeitet, die zueinander beabstandet angeordnet sind. Die Bodenfläche 23 ist an zwei Seiten von Anlageflächen 24, 25 begrenzt. Es ergibt sich damit eine taschenförmige Aufnahmen für die Schneidplatte 10.

Die Schneidplatte 10 besitzt im Wesentlichen in der Draufsicht eine ovale Geometrie, wie diese die Fig. 3 erkennen läßt. Zur Ausbildung dieser Geometrie sind zwei Neben-Schneidkantenbereiche 12.1 vorgesehen, die zueinander pa rallel beabstandet angeordnet sind. Diese beiden Neben-Schneidkantenbereiche 12.1 sind miteinander über vermittelnde Haupt-Schneidkanten 12.2 verbunden. Die Haupt-Schneidkantenbereiche 12.2 sind kreisbogenförmig ausgebildet. Das Kreiszentrum dieser kreisbogenförmigen Bereiche fällt dabei mit der Mittel längsachse von als Schraubaufnahmen 21, 22 ausgebildete Befestigungsauf nahmen zusammen, die in die Schneidplatte 10 eingearbeitet sind. Es ergibt sich somit eine symmetrische Geometrie für die Schneidplatte 10, so daß diese als Wendeschneidplatte verwendet werden kann. Die Schraubaufnahmen 15, 16 er strecken sich ausgehend von einer oberen Spanfläche 13 der Schneidplatte 10 bis durch die Stützfläche hindurch. Wie die Fig. 2 erkennen läßt, sind die Schraubaufnahmen 15, 16 im Bereich der Spanfläche 13 mit trichterförmigen Zentriererweiterungen 17 versehen. Zur Ausrichtung der Schneidplatte 10 an dem Werkzeughalter 20 dienen Formschrägen 11, die sich unterhalb der Haupt- und Nebenschneidkantenbereiche 12.2, 12.1 an die Spanfläche 13 anschließen. Die Schneidplatte 10 wird mit diesen Formschrägen 11 an die Anlageflächen 24, 25 des Werkzeughalters 20 angelegt, wie dies die Fig. 3 erkennen läßt. Dabei sind die Mittellängsachsen der Schraubaufnahmen 15, 16 der Schneid platte beabstandet zu den Mittellängsachsen der Gewindeaufnahmen 21, 22 des Werkzeughalters 20 angeordnet (Abstände t und s). Im vorliegenden Aus führungsbeispiel sind die Mittellängsachsen der Schraubaufnahmen 15, 16 um das Maß t in Richtung auf die Anlagefläche 24 und um das Maß s in Richtung auf die Anlagefläche 25 versetzt angeordnet. Das Maß s entspricht dem Maß t. Es ist aber auch denkbar, daß die Maße s und t sich unterscheiden. Hierdurch kann eine Variation der Anpreßkraft der Schneidplatte 10 gegen die Anlage flächen 24, 25 vorgenommen werden. In die Schraubaufnahmen 15, 16 der Schneidplatte 10 können als Befestigungsschrauben ausgebildete Befestigungs elemente eingeführt und in die Gewindeaufnahmen 21, 22 eingeschraubt werden. Dabei gelangt der als Schraubenkopf ausgebildete Befestigungskopf der Befestigungsschrauben in Wirkverbindung mit den Zentriererweiterungen 17. Aufgrund der Verschiebung der Schraubaufnahmen 15, 16 gegenüber den Gewindeaufnahmen 21, 22 übt der Schraubenkopf eine gerichtete Spannkraft auf die Zentriererweiterung 17 aus, die sich über die Formschrägen 11 der Schneidplatte 10 in die Anlageflächen 24, 25 überträgt. Zur Befestigung der Schneidplatte 10 wird zuerst die Befestigungsschraube in die erste Gewinde aufnahme 21 eingeschraubt. Hierdurch erfolgt eine Vor-Ausrichtung der Schneidplatte 10. Anschließend kann eine weitere Befestigungsschraube in die zweite Gewindeaufnahme 22 eingeschraubt und somit die Schneidplatte 10 endfixiert werden.

Die Fig. 1 und 2 lassen deutlich erkennen, daß die Spanfläche 13 mit einer Einmuldung versehen ist, so daß sich im Bereich der Haupt-Schneidkanten bereiche 12.2 Erhebungen ausbilden, die für den Spanabtrag benötigt werden.

In den Fig. 4a und 4b ist beispielhaft die Verwendung der in den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Schneidplatte 10 an einem Werkzeug gezeigt. Wie sich aus dieser Darstellung entnehmen läßt, sind an einem Werkzeug, das im Wesent lichen aus einem Spannschaft 26 und einem Werkzeugkopf 27 besteht, drei Schneidplatten 10 befestigt. Der Spannschaft 26 ist mit Abflachungen 29 zur formschlüssigen Festlegung des Werkzeuges in einer Werkzeugmaschine ver sehen. Der Werkzeugkopf 27 besitzt im Anschluß an die Werkzeugaufnahme, in denen die Schneidplatten 10 gehalten sind, Spantaschen 28, über die die abgehobenen Späne kontrolliert abgeleitet werden können. Wie die Fig. 4b erkennen läßt, sind die Verbindungslinien, die durch die beiden Schraub aufnahmen 15, 16 der Schneidplatten 10 hindurchgehen, parallel zu der Werkzeug-Rotationsachse angeordnet.

In den Fig. 5a und 5b ist eine weiteren Ausgestaltungsvariante eines Werkzeuges gezeigt. Dieses Werkzeug entspricht im Wesentlichen dem Werkzeug gem. den Fig. 4a und 4b. Bei dem Werkzeug gem. Fig. 5a und 5b sind jedoch nur zwei Schneidplatten 10 verwendet. Dabei ist eine Schneidplatte 10 derart angeordnet, daß die Verbindungslinie, die durch die Mittellängsachsen der Schraubaufnahmen 15, 16 verläuft, parallel zur Werkzeug-Rotationsachse angeordnet ist. Die Verbindungslinie der zweiten Schneidplatte 10 hingegen verläuft im Winkel zur Werkzeug-Rotationsachse.

Die beiden vorbeschriebenen Werkzeuge eignen sich insbesondere zum Form fräsen. Hier erzielen sie bei hohen Vorschub- und Schnittgeschwindigkeiten bei gleichzeitig hoher Standzeit eine besonders gute Oberflächenqualität.

Claims

1. Fräswerkzeug mit einem Werkzeughalter und mindestens einer Schneid platte, wobei der Werkzeughalter eine Werkzeug-Aufnahme für die Schneidplatte aufweist, in der die Schneidplatte auf einer Bodenfläche abgestützt und befestigt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schneidplatte (10) zwei voneinander beabstandete Befestigungs aufnahmen (Schraubaufnahmen (15, 16)) aufweist, in die Befestigungs elemente (Befestigungsschrauben) einführbar und in Halteaufnahmen (Gewindeaufnahmen (21, 22)) des Werkzeughalters (20) einschraubbar sind, und
daß die Befestigungsaufnahmen (Schraubaufnahmen (15, 16)) an ihrem der Bodenfläche (23) abgekehrten Bereich mit trichterförmigen Zentrier- Erweiterungen (17) versehen sind, an denen die Befestigungselemente mit ihren Befestigungsköpfen anliegen.

2. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Werkzeughalter (20) zwei Anlageflächen (24, 25) aufweist, die zueinander im Winkel stehen,
daß dis Schneidplatte (10) zwei Gegenflächen aufweist, und
daß die Befestigungsköpfe der beiden Befestigungselemente derart an den Zentrier-Erweiterungen (17, 18) anliegen, daß im montierten Zustand der Schneidplatte (10) die Gegenflächen an die zugeordneten Anlageflächen (24, 25) gepreßt sind.

3. Fräswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellängsachsen der beiden Befestigungsaufnahmen (Schraubaufnahmen (15, 16)) im montierten Zustand der Schneidplatte (10) beabstandet zu den Mittellängsachsen der Halteaufnahmen (Gewindeaufnahmen (21, 22)) stehen, wobei die Mittellängsachsen der Befestigungsaufnahmen (Schraubaufnahmen (15, 16)) in Richtung zu den Anlageflächen (24, 25) der Werkzeug-Aufnahme versetzt angeordnet sind.

4. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidplatte (10) als Wendeschneidplatte ausgebildet ist, die in Ansicht in Richtung der Mittellängsachsen der Befestigungsaufnahmen (Schraubaufnahmen (15, 16)) zwei, zueinander parallele Neben-Schneid kantenbereiche (12.1) aufweist, die an ihren Enden mittels zweier ebener oder kreisbogenförmiger Haupt-Schneidkantenbereiche (12.2) verbunden sind.

5. Fräswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt-Schneidkantenbereiche (12.2) jeweils aus zwei zueinander parallel versetzten Teil-Ebenen gebildet sind.

6. Fräswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der kreisbogenförmigen Haupt-Schneidkantenbereiche (12.2) im Bereich zwischen 2,5 mm und 8 mm, vorzugsweise 3 mm bis 5 mm liegt und die Breite der Schneidplatte (10) im Bereich zwischen 8 mm und 60 mm, vorzugsweise 12 mm bis 40 mm liegt.

7. Fräswerkzeug nach Anpruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellängsachse der Befestigungsaufnahme (Schraubaufnahmen (15, 16)) der Schneidplatte (10) im Kreiszentrum der beiden bogen förmigen Haupt-Schneidkantenbereiche (12.2) angeordnet sind.

8. Fräswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslinie, welche die Mittellängsachsen der beiden Befestigungsaufnahmen (Schraubaufnahmen (15, 16)) der Schneidplatten (10) verbindet, parallel zur Fräswerkzeug-Rotationsachse verläuft.

9. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslinie, welche die Mittellängsachsen der beiden Befestigungsaufnahmen (Schraubaufnahmen (15, 16)) zumindest einer der am Werkzeughalter (20) befestigten Schneidplatte (10) verbindet, im Winkel zur Fräswerkzeug-Rotationsachse verläuft.

10. Fräswerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schneidkante (Nebenschneidkantenbereich (12.1)) der schräg gestellten Schneidplatte (10) auf die Rotationsachse trifft oder dieser schneidet.