DE19951931B4

DE19951931B4 - Fräswerkzeug, insbesondere Fräskopf zum Plan- und Eckfräsen

Info

Publication number: DE19951931B4
Application number: DE19951931A
Authority: DE
Inventors: Torsten Maul; Jens Holger Neumann; Petra Preiß
Original assignee: GFE PRAEZ STECHNIK SCHMALKALDE; Gfe-Prazisionstechnik Schmalkalden GmbH
Current assignee: GFE-PRAEZISIONSTECHNIK SCHMALKALDEN GMBH, 9857, DE
Priority date: 1999-10-28
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2019-10-29
Also published as: DE19951931A1

Abstract

Fräswerkzeug, insbesondere Fräskopf (1) zum Plan- und Eckfräsen, mit einem Grundkörper, an dessen Umfang in nach außen offenen, zur Drehachse des Grundkörpers parallelen Aufnahmenuten (2) auswechselbare, in axialer und radialer Richtung zum Grundkörper einstell- und justierbare auf einer Kassette (3) durch Klemmen befestigte Schneidkörper (5) angeordnet sind, wobei
– die Kassette (3) als zweiteiliger Baukörper ausgeführt ist, nämlich aus einem in Aufnahmenuten (2) des Fräskopfes (1) radial nach außen durch eine T-nutartige Verbindung formschlüssig gehaltenen Stellkeil (6) und einem auf dessen nach der Rotationsachse nach vorne geneigt liegender Keilfläche aufliegenden Fräsmeißel (4);
– beide Baukörper (6; 4) miteinander durch Befestigungsschrauben (9) sowie durch einen an den einander zugekehrten Körperflächen angebrachten, in axialer Richtung wirkenden, durch eine Nut (7) und eine Feder (8) gebildeten Formschluss lagegesichert verbunden sind und zusammen durch eine am Stellkeil (6) ausgebildete T-nutartige Verbindung (12) in radialer Richtung festgelegt sind und gegen die Wirkung von...

Description

Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug, insbesondere einen Fräskopf zum Plan- und Eckfräsen, mit einem Grundkörper, an dessen Umfang in nach außen offenen, zur Drehachse des Grundkörpers parallelen Aufnahmenuten auswechselbare, in axialer und radialer Richtung zum Grundkörper einstell- und justierbare, auf einer Kassette durch Klemmen befestigte Schneidkörper angeordnet sind.
Derartige Fräswerkzeuge bzw. Fräsköpfe werden in der modernen Zerspanungstechnik vorwiegend auch zum Fräsen mit hohen Drehzahlen eingesetzt und unterliegen daher entsprechend hohen Beanspruchungen. Von besonderer Bedeutung ist es dabei, dass die gewöhnlich auf einem Trägerteil beispielsweise durch Löten oder Klemmen befestigten Schneidkörper aus hochverschleißfestem Werkstoff, also die Schneideinssätze, ihre einmal aufgegebene räumliche Lage und Anordnung beibehalten, um einesteils die angestrebte Bearbeitungsgenauigkeit aufrechtzuerhalten und andernteils auch die bei hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten vorhandenen Schleudergefahren zu vermindern bzw. gänzlich auszuschließen.
Bei einem nach der DE 35 30 745 A1 gestalteten Messerkopf weist der Grundkörper mehrere, im wesentlichen in radialer Richtung angeordnete, in einem Außenumfangsbereich sowie in einen Stirnflächenbereich mündende Nuten auf, in denen jeweils ein Schneideinsatz angeordnet ist, der mittels Verstelleinrichtungen in axialer und radialer Richtung verstellbar ist. Da die Nuten sowohl in den Stirnflächenbereich als auch in den Außenumfangsbereich des Grundkörpers münden, ist es möglich, Schneideinsätze mit unterschiedlichen Abmessungen zu verwenden. Zur Fixierung des Schneideinsatzes am Grundkörper ist eine Spanneinrichtung in Form einer Spannschraube vorgesehen.
Bei einem anderen Messerkopf sind die Schneideinsätze in Ausnehmungen des Grundkörpers durch einen in Umfangsdrehrichtung hinter dem Schneidplattenträger gegen den Grundkörper anliegenden Radialverstellkeil sowie durch einen Axialverstellkeil festgespannt, was zu einer besonders festen Halterung des Schneidplattenträgers auch bei höheren Drehgeschwindigkeiten führen soll.
Aus der EP 0860227 A1 , aus der WO 94/25211 A1 sowie aus der DE 33 17 916 A1 , der DE 197 25 219 A1 und der DE 198 00 440 A1 sind schließlich Messerköpfe der bezeichneten Art bekannt, denen gemeinsam ist, dass die Schneideinsätze radial und axial verstellbar in den umfangsseitigen Aufnahmetaschen des Werkzeuggrundkörpers lagebestimmend aufgenommen und festgespannt sind. Sie sind für viele Anwendungsfälle einsetzbar, wenngleich bei der einen oder anderen Ausführung verschiedentlich die Erwartungen nach einfacherer, leichterer Einstell- und Justierbarkeit der Schneideinsätze offen bleiben. Auch die schon immer erforderliche verlässlich sichere Halterung der Schneidplattenträger und der Schneideinsätze gegenüber der Schleuderwirkung hoher Drehzahlen und spanungstechnischen Arbeitswerten ist bei den bekannten Werkzeugkonstruktionen nur unvollkommen gelöst.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fräswerkzeug mit in zwei Richtungen einstellbaren Schneidkörpern zu schaffen, das bei exakter hochgenauer Einstellbarkeit des die Schneidkörper tragenden Trägerteils und damit der Werkzeugschneiden eine hohe Betriebssicherheit gegen ein etwaiges Verstellen und Herausschleudern der Trägerteile aus ihren Aufnahmetaschen auch bei hohen Drehzahlen gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung nach dem Patentanspruch 1 ist die Einstellung und Justierung bzw. die sichere Befestigung der den Schneidkörper tragenden Kassette auf recht einfache Weise möglich, weil die Einstell- und Befestigungselemente sehr einfach zugänglich sind und auch ihre konstruktiv-funktionellen Eigenschaften sich vorteilhaft darstellen.
Ebenso zweckdienlich stellt sich die konstruktive Lösung der sowohl axial als auch radial durch Formschluss bewirkten Sicherung der Kassette gegen Herausschleudern dar, die dadurch auch den erhöhten Sicherheitsansprüchen bei der HSC-Bearbeitung Rechnung trägt.
Es wird natürlich davon ausgegangen, dass die Aufnahmenuten im Fräskopfgrundkörper als auch die Kassettenteile mit ausreichend hoher Genauigkeit gefertigt sind, um jegliche durch Bearbeitungsungenauigkeiten mögliche technisch-funktionelle Unzulänglichkeiten im vorhinein auszuschalten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.
1 zeigt die Seitenansicht eines Eckfräskopfes nach der Erfindung im Schnitt;
2 zeigt eine teilweise Ansicht auf die Stirnseite mit Werkzeugkassette und Spannkeil;
3 zeigt die Seitenansicht eines Eckfräskopfes entspr. 1.
Wie die 1 zeigt, handelt es sich um einen Fräskopf 1 in prinzipiell bekannter Bauart, bei dem in am Umfang eingearbeiteten, axial verlaufenden, nach außen offenen Nuten 2 Schneideinsätze in der Art von Kassetten 3 angeordnet sind. Diese bestehen aus dem eigentlichen Fräsmeißel 4 mit auf diesem befestigten Schneidkörper 5 und aus einem mit dem Fräsmeißel 4 form- und kraftschlüssig verbundenen, der Radialeinstellung der Schneideinsätze 3 dienenden Stellkeil 6. Dessen mit dem Fräsmeißel 4 in axialer Richtung wirkender Formschluss wird durch eine am Fräsmeißel 4 vorgesehene Nut 7 und einer am Stellkeil 6 entsprechend angearbeiteten Feder 8 hergestellt, während der erwähnte Kraftschluss durch Befestigungsschrauben 9 bewirkt wird.
Der Stellkeil 6 ist fernerhin auch in Bezug auf die Aufnahmenut 2 formschlüssig wirkend ausgeführt, indem der Nutgrund der Aufnahmenut 2 verbreitert hinterarbeitet ist und der Stellkeil 6, wie in 2 gezeigt ist, die Aufnahmenut 2 in einer T-förmigen Verbindung 12 hintergreift.
Dabei ist über die Befestigungsschrauben 9 zwischen Fräsmeißel 4 und Stellkeil 6 eine weitere sichere Verbindung hergestellt, die selbst unter den Bedingungen einer bei der HSC-Bearbeitung auftretenden Schleudergefahr die sichere Halterung des Fräsmeißels 4 bzw. der Kassetten 3 zu gewährleisten im Stande ist.
Für die Radialeinstellung der Schneideinsätze 3 sind Stellschrauben 10 angeordnet, die sich im Fräskopfgrundkörper auf druckfesten Stützplatten 11 abzustützen vermögen und dabei über die T-nutförmige Verbindung 12 zwischen Stellkeil 6 und Fräsmeißel 4 die Kassetten 3 fest mit dem Fräskopfgrundkörper verspannen. Der Axialeinstellung der Kassetten 3 dienen im Fräskopfgrundkörper angeordnete Stell- und Stützschrauben 13, die mit den Kassetten 3 in üblicherweise im Wirkeingriff stehen.
Zum Zwecke einer weiteren Sicherung und Befestigung der Kassetten 3 sind schließlich diesen Kassetten je ein im Fräskopfgrundkörper angeordneter Spannkeil 14 zugeordnet, mit dem durch Keilwirkung ein abermaliges Verspannen bzw. Festspannen der Schneideinsätze 3 im Fräskopfgrundkörper durch die Spannschraube 16 erfolgt.
Der Spannkeil 14 sitzt dabei in nach außen sich verengenden, keilförmigen Nuten 15, so dass auch unter der Wirkung der Fliehkräfte einem Herauslösen derselben entgegengewirkt wird.
Ein ungewolltes Lösen der Kassetten 3 aus dem Fräskopf 1 ist damit auch bei hochtourigem Arbeiten mit hoher Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen.
Die Einstellung der Kassetten 3 und deren lagebestimmende Justierung im Fräskopf 1, etwa bei einem notwendig gewordenen Kassetten- bzw. Werkzeugwechsel, geschehen wie folgt:
Die Kassette 3 wird im vormontierten Zustand, also bei allen gelösten Verschraubungen von der Stirnseite des Fräskopfes 1 her in seine Aufnahmenut 2 eingeschoben, wobei der Stellkeil 6 in der T-förmigen Verbindung 12 mit Hilfe der Befestigungsschraube 9 nach außen hin lockeren aber spielfreien Formschluss erhält.
Dann wird mit Hilfe der sich auf den Stützplatten 11 abstützenden, den Stellkeil 6 durchgreifenden Stellschrauben 10 entlang der Keilfläche 17 die Radialeinstellung der Fräsmeißel 4 vorgenommen. Ist das geschehen, wird durch Anziehen der Befestigungsschraube 9 der Stellkeil 6 mit dem Fräsmeißel 4 fest verspannt. Unter einer gewissen Lockerung der Stellschrauben 10, wodurch der Stellkeil 6 in seiner T-förmigen Verbindung leichtgängiger aber ohne jegliches Spiel verschiebbar wird, erfolgt anschließend die axiale Einstellung der Kassette 3 bzw. der Fräsmeißelschneide auf die Stirnflugkreisebene mit Hilfe der Stell- und Stützschraube 13, bis der erforderliche Stirnlauf der Schneiden eingerichtet ist. Schließlich erfolgt noch ein festes Verspannen der Kassette 3 in die Aufnahmenut 2 des Fräskopfes 1 durch die dem Spannkeil 14 zugeordnete Spannschraube 16, womit der Fräskopf 1 wieder einsatzfähig ist.

1: Fräskopf
2: Nuten
3: Schneideinsätze
4: Fräsmeißel
5: Schneidkörper
6: Stellkeil
7: Nut am Fräsmeißel 4
8: Feder am Stellkeil 6
9: Befestigungsschrauben
10: Stellschrauben
11: Stützplatten
12: T-förmige Verbindung
13: Stell- und Stützschrauben
14: Spannkeil
15: Nuten
16: Spannschraube

Claims

Fräswerkzeug, insbesondere Fräskopf (1) zum Plan- und Eckfräsen, mit einem Grundkörper, an dessen Umfang in nach außen offenen, zur Drehachse des Grundkörpers parallelen Aufnahmenuten (2) auswechselbare, in axialer und radialer Richtung zum Grundkörper einstell- und justierbare auf einer Kassette (3) durch Klemmen befestigte Schneidkörper (5) angeordnet sind, wobei – die Kassette (3) als zweiteiliger Baukörper ausgeführt ist, nämlich aus einem in Aufnahmenuten (2) des Fräskopfes (1) radial nach außen durch eine T-nutartige Verbindung formschlüssig gehaltenen Stellkeil (6) und einem auf dessen nach der Rotationsachse nach vorne geneigt liegender Keilfläche aufliegenden Fräsmeißel (4); – beide Baukörper (6; 4) miteinander durch Befestigungsschrauben (9) sowie durch einen an den einander zugekehrten Körperflächen angebrachten, in axialer Richtung wirkenden, durch eine Nut (7) und eine Feder (8) gebildeten Formschluss lagegesichert verbunden sind und zusammen durch eine am Stellkeil (6) ausgebildete T-nutartige Verbindung (12) in radialer Richtung festgelegt sind und gegen die Wirkung von Fliehkräften gesichert sind; – beide Baukörper (6; 4) gemeinsam durch radial wirkende Stellschrauben (10) radial ein- und verstellbar sowie durch axial wirkende, im Fräskopf (1) stirnseitig angeordnete Stell- und Stützschrauben (13) axial ein- und verstellbar ausgeführt sind; – der als Fräsmeißel (4) ausgebildete Baukörper ist durch einen im Fräskopfgrundkörper in Drehrichtung vor dem Fräsmeißel (4) angeordneten Spannkeil (14) festgespannt, wobei dieser Spannkeil (14) in radial nach außen keilförmig zulaufenden Nuten (15) angeordnet und durch eine nach außen wirkende Spannschraube (16) beaufschlagt wird.
Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannkeile (14) mit einer Spanablauffläche ausgestattet sind und mit einem die Reibung mindernden sowie verschleißfesten Werkstoff, z. B. Hartmetall oder einen Hartstoffschichtverbund beschichtet sind.
Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützplatten (11) aus hochfestem Werkstoff, z. B. Hartmetall, hergestellt sind.