DE19855803A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Fase oder einer Keilnut an einem Werkstück - Google Patents

Abstract

Zum Herstellen einer Fase oder einer Keilnut an einem Werkstück wird das Werkstück bei einem dem Fasen- oder Nutverlauf folgenden Längsvorschub spanabhebend bearbeitet. Um auf rationelle Weise eine saubere Fase oder Nut zu erhalten, erfolgt die spanabhebende Bearbeitung durch einen Schälvorgang mittels eines Schälmessers, das mit seiner schneidenbildenden Breitseite während des Längsvorschubes quer zur Vorschubrichtung ausgerichtet und vorzugsweise über einen Gleitschuh zur Bestimmung der Schnittiefe der Werkstückoberfläche entlang geführt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Fase oder einer Keilnut an einem Werkstück, nach dem das Werkstück bei einem dem Fasen- oder Nutverlauf folgenden Längsvorschub spanabhebend bearbeitet wird, sowie auf ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens.

Das spanabhebende Anfasen von Werkstückkanten erfolgt bisher meist durch einen Fräsvorgang mittels spezieller Fräser, was allerdings mit einer unerwünschten Staubentwicklung und einem erheblichen Späneanfall verbunden ist, wozu noch kommt, daß sich mit dem Fräsen nur einfache Konturen anfasen lassen. Außerdem kann beim Fräsen nicht auf eine bestimmte relative Schnittiefe gegenüber der Werk­ stückoberfläche bearbeitet werden, so daß beträchtliche, von der Materialdicke ab­ hängige Herstellungstoleranzen in Kauf zu nehmen sind.

Darüber hinaus ist auch schon ein Anfasen durch einen Schneidvorgang mittels schräggestellter Messer oder Scheibenmesser bekannt, welcher Schneidvorgang aber verhältnismäßig aufwendige Schneidmaschinen verlangt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs ge­ schilderten Art anzugeben, das ein rationelles Anfasen von Werkstücken aus leicht zerspanbarem Material, insbesondere Kunststoffen, erlaubt und dabei zu einer ein­ wandfreien Bearbeitungsqualität innerhalb enger Toleranzen führt. Außerdem soll ein zweckmäßiges Werkzeug zur Durchführung dieses Verfahrens geschaffen werden.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die spanabhebende Bearbeitung durch einen Schälvorgang mittels eines Schälmessers erfolgt, das mit seiner schnei­ denbildenden Breitseite während des Längsvorschubes quer zur Vorschubrichtung ausgerichtet und vorzugsweise über einen Gleitschuh zur Bestimmung der Schnitt­ tiefe der Werkstückoberfläche entlang geführt wird. Durch den Schälvorgang ergibt sich ein sauberer Schälschnitt mit einer von der Materialstärke unabhängigen Schäl­ tiefe, die sich mit Hilfe des auf der Werkstückoberfläche aufsetzenden Gleitschuhs und der genauen Justierung des Schälmessers diesem Gleitschuh gegenüber ein­ halten läßt. Auf Grund des Schälens entsteht außerdem ein fortlaufender Span ohne Staubentwicklung, der leicht zu entsorgen ist, und neben dem eigentlichen Anfasen von Werkstückkanten können in gleicher Weise auch Keilnuten in die Werkstück­ oberfläche geschnitten werden, was eine Oberflächengestaltung mit speziellen opti­ schen Effekten erlaubt. Da das Schälmesser um seine Achse verdrehbar ist und ge­ mäß der jeweiligen Vorschubrichtung orientiert wird, kann ein Fasen beliebig verlau­ fender Werkstückkanten oder -konturen durchgeführt werden, ohne eine Beeinträch­ tigung der Bearbeitungsgüte befürchten zu müssen.

Wird das Schälmesser während des Schälvorganges einer Vibration, insbesondere einer Vibration mit Ultraschallfrequenz unterworfen, reduziert sich die Schnittkraft und es sind bei gesteigerter Schnittqualität höhere Schnittgeschwindigkeiten zu er­ reichen. Außerdem wird durch eine dem Schnittvorgang überlagerte Vibration der Entstehung von Aufbauschneiden vorgebeugt.

Zum Anfasen der Ränder eines aus einem Ausgangsmaterial geschnittenen Werk­ stückes werden bisher die Kanten der bereits geschnittenen Werkstücke abgefräst, was den erforderlichen Aufwand weiter erhöht. Erfindungsgemäß wird nun der Kon­ tur des Werkstückes folgend eine Keilnut mit der Fase entsprechenden Flanken in das Ausgangsmaterial geschält und das Werkstück dem Nutengrund entlang aus dem Ausgangsmaterial geschnitten, so daß durch die Keilnut gleichzeitig die Ränder beider voneinander zu trennender Teile angefast werden und sich zusätzlich durch das Vorfasen der gesamten Werkstückkontur eine überaus präzise und geschickte Werkstückfertigung erreichen läßt. Dabei können das Schälen der Keilnut und das Durchschneiden des Materials in aufeinanderfolgenden Schritten, aber auch gleich­ zeitig in einem einzigen Bearbeitungsschritt erfolgen.

Werden aus zwei verschiedenen Ausgangsmaterialien angefaste Ausschnitte glei­ cher Umrißform ausgeschnitten und diese wechselseitig in die durch das Ausschnei­ den entstandenen Ausnehmungen der jeweils anderen Ausgangsmaterialien einge­ setzt, ergibt sich eine spezielle Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen spezieller Bodenbelagsplatten oder Intarsien u. dgl., die durch die Aufnahmen der entsprechend unterschiedlichen Ausschnitte in ihren Aus­ nehmungen besondere Ziereffekte mit sich bringen, wobei gleichzeitig gewisser­ maßen spiegelbildlich gemusterte Werkstücke entstehen.

Ein Schälmesser besteht im wesentlichen aus einem Messerplättchen, das eine einem Halterungsansatz gegenüberliegende Schneide aufweist. Um mit einem sol­ chen Schälmesser das erfindungsgemäße Verfahren einwandfrei durchführen zu können, besitzt das Messerplättchen eine zu einer mittigen Spitze zusammenlau­ fende pfeilförmige Schneide, wobei die Schneide zu einer Breitseite des Messer­ plättchens, der Vorderseite, hin ausgerichtet und zwischen einer stirnseitigen Frei­ fläche und einer breitseitigen, in eine Spanmulde übergehenden Spanfläche ausge­ bildet ist. Durch den Einsatz eines solchen Messerplättchens wird aus der Werk­ stückoberfläche eine Keilnut herausgeschält, die zum Anfasen eines Werkstückes anschließend durch einen Trennschnitt dem Nutengrund entlang zerteilt wird und so jeweils die Fasen für die voneinander getrennten Werkstückteile bildet. Bei Einsatz jeweils des einen oder anderen Schneidenabschnittes der pfeilförmigen Schneide könnte auch die Randkante eines bereits ausgeschnittenen Werkstückes direkt an­ gefast werden, wobei auch hier der Fasenwinkel von der Pfeilform der Schneide abhängt.

Weist das Messerplättchen eine normal zur Vorderseite hin ausgerichtete Zusatz­ schneide auf, die ein rückseitiger mittiger Steg des Messerplättchens bildet und in axialer Verlängerung der Spitze der pfeilförmigen Schneide frei vorragt, kann gleich­ zeitig mit dem Schälschnitt ein Trennschnitt ausgeführt werden, wodurch Anfasen und Ausschneiden eines Werkstückes in einem erfolgt.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen

Fig. 1 und 2 ein erfindungsgemäßes Schälmesser in Vorderansicht bzw. in Seiten­ ansicht,

Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III der Fig. 1, die

Fig. 4a bis c das Anfasen einer Werkstückkante nach dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren an Hand dreier Verfahrensschritte jeweils im Querschnitt durch ein Werkstück sowie

Fig. 5 und 6 ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schälmes­ sers in Vorderansicht bzw. in Seitenansicht.

Wie in Fig. 1 bis 3 angedeutet, besteht ein Schälmesser 1 zum Anfasen von Werk­ stücken aus leichtzerspanbarem Material oder zum Herstellen einer Keilnut in die Oberfläche eines solchen Werkstückes aus einem Messerplättchen 2, das gegen­ über einem Halterungsansatz 3 eine zu einer mittigen Spitze 4 zusammenlaufende pfeilförmige Schneide 5 aufweist. Diese Schneide 5 ist zu einer Breitseite 6 des Messerplättchen 2, der Vorderseite, hin ausgerichtet und bildet eine stirnseitige Freifläche 7 sowie eine breitseitige Spanfläche 8, die in eine Spanmulde 9 übergeht.

Um mit diesem Schälmesser 1 auf rationelle Weise die Ränder eines aus einem Kunststoffmaterial od. dgl. geschnittenen Werkstückes anzufasen, wird, wie in Fig. 4a bis c angedeutet, zuerst in das Kunststoffmaterial K eine der Kontur des Werk­ stückes folgende Keilnut N eingeschält, wobei das über einen Gleitschuh auf exakte Schnittiefe geführte Schälmesser 1 mit seiner schneidenbildenden Breitseite 6 quer zur Vorschubrichtung steht und auch entsprechend der Richtungsänderung des Längsvorschubes um seine vertikale Achse verdreht wird. Nach dem Schälen der Keilnut N wird entlang dem Nutengrund G ein Trennschnitt S mit einem üblichen Schneidmesser gezogen und aus dem Kunststoffmaterial K das Werkstück W geschnitten, das nun entsprechend der Nutenflanken an seiner Randkante mit einer Fase F versehen ist. Da so auch am verbleibenden Materialstück die Randkante angefast wird, weist das nächste, aus dem Kunststoffmaterial K geschnittene Werk­ stück im Bereich dieses Schnittrandes bereits eine Fase auf, wodurch sich eine ra­ tionelle Herstellung solcher Werkstücke erreichen läßt.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 und 6 kann das Messerplättchen 2 auch noch mit einer normal zur Vorderseite 6 hin ausgerichteten Zusatzschneide 10 ausgestattet sein, die von einem mittigen Steg 11 an der Rückseite des Messerplätt­ chens 2 gebildet wird und in axialer Verlängerung der Spitze 4 der Schneide 5 frei vorragt, so daß gleichzeitig mit dem Schälen der Keilnut auch der Trennschnitt zum Durchschneiden des Kunststoffmaterials erfolgt und Ausschneiden und Anfasen des Werkstückes in einem einzigen Bearbeitungsschritt vorgenommen werden.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen einer Fase oder einer Keilnut an einem Werkstück aus Kunststoff, nach dem das Werkstück bei einem dem Fasen- oder Nutverlauf folgenden Längsvorschub spanabhebend bearbeitet wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die spanabhebende Bearbeitung durch einen Schälvorgang mit­ tels eines Schälmessers erfolgt, das mit seiner schneidenbildenden Breitseite wäh­ rend des Längsvorschubes quer zur Vorschubrichtung ausgerichtet und vorzugs­ weise über einen Gleitschuh zur Bestimmung der Schnittiefe der Werkstückober­ fläche entlang geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schäl­ messer während des Schälvorganges einer Vibration, insbesondere einer Vibration mit Ultraschallfrequenz unterworfen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zum Anfasen der Ränder eines aus einem Ausgangsmaterial geschnittenen Werkstückes, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontur des Werkstückes folgend eine Keilnut mit der Fase entsprechenden Flan­ ken in das Ausgangsmaterial geschält und das Werkstück dem Nutengrund entlang aus dem Ausgangsmaterial geschnitten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus zwei verschiedenen Ausgangsmaterialien angefaste Ausschnitte gleicher Umrißform aus­ geschnitten und diese wechselseitig in die durch das Ausschneiden entstandenen Ausnehmungen der jeweils anderen Ausgangsmaterialien eingesetzt werden.

5. Schälmesser zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, mit einem Messerplättchen, das eine einem Halterungsansatz ge­ genüberliegende Schneide aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Messerplätt­ chen (2) eine zu einer mittigen Spitze (4) zusammenlaufende pfeilförmige Schneide (5) besitzt, wobei die Schneide (5) zu einer Breitseite (6) des Messerplättchens (2), der Vorderseite, hin ausgerichtet und zwischen einer stirnseitigen Freifläche (7) und einer breitseitigen, in eine Spanmulde (9) übergehenden Spanfläche (8) ausgebildet ist.

6. Schälmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mes­ serplättchen (2) eine normal zur Vorderseite (6) hin ausgerichtete Zusatzschneide (10) aufweist, die ein rückseitiger mittiger Steg (11) des Messerplättchens (2) bildet und in axialer Verlängerung der Spitze (4) der Schneide (5) frei vorragt.