DE202005019514U1 - Kombiniertes Fräs- und Faswerkzeug - Google Patents

Abstract

Kombiniertes Fräs-, Fas- und Entgratewerkzeug für alle Durchmesser gekennzeichnet durch:
1: 6-schneidiges Frästeil, Schneidenwinkel 30–50° kombiniert mit
3-schneidigem Entgrateteil, Spitzenwinkel 90°
siehe Beispiel: Zeichnung Nr. 3
2: 8-schneidiges Frästeil, Schneidenwinkel 30–50° kombiniert mit
4-schneidigem Entgrateteil, Spitzenwinkel 90°
3: 4-schneidiges Frästeil, Schneidenwinkel 20–50° kombiniert mit
2-schneidigem Entgrateteil, Spitzenwinkel 90°
4: 4–10-schneidiges Frästeil, Schneidenwinkel 0–65° kombiniert mit
2–5-schneidigem Entgrateteil, Spitzenwinkel 58–92°
5: 2–4-schneidiges Frästeil, Schneidenwinkel 0–65° kombiniert mit
2–4-schneidigem Entgrateteil, Spitzenwinkel 58–92°
6: unter Schutzanspruch 1–5 beschriebene Fräs- und Entgrateteile mit Sonderkonturen
7: 2–10-schneidiges Frästeil, Schneidenwinkel 0–65° kombiniert mit
2-schneidigem Entgrateteil, ausgebildet als NC-Anbohrer mit Spitzenwinkel 60–145°

Description

• Hartmetall und HSS-Stahl dient als Ausgangsstoff zur Herstellung für Werkzeuge, die für die zerspanende Verarbeitung von Metall und anderen Werkstoffen eingesetzt werden.
• In den vergangenen Monaten ist der Einkaufspreis von Hartmetall und HSS-Stahl stark angestiegen. Daraus ergibt sich ein Preisanstieg für die Herstellung von zerspanenden Werkzeugen.
• Dem entgegengesetzt steht der Kostendruck derjenigen Firmen, welche für die Herstellung z. Bsp. von Metallerzeugnissen diese Werkzeuge benötigen.
• Das unter Schutzanspruch 1 vorgestellte Fräs-, Fas- und Entgratewerkzeug senkt die Fertigungskosten für eine Vielzahl verschiedener Werkstücke.
• In der Bearbeitung von Außen- und Innenkonturen von Werkstücken setzen sich die abschließenden Bearbeitungsgänge oftmals wie folgt zusammen:
• A) Fertigfräsen der Werkstückkontur mit einem Schlichtfräser Anlage: Zeichnungen/Zeichnungs-Nr. 1
• B) Werkzeugwechsel
• C) Entgraten oder Anfasen der Werkstückskante mit einem Entgrater Anlage: Zeichnungen/Zeichnungs-Nr. 2
• Diese beiden Bearbeitungsvorgänge können mit den unter Schutzanspruch 1 beschriebenen Fräs-, Fas- und Entgratewerkzeug nacheinander ausgeführt werden, ohne dass ein Werkzeugwechsel notwendig wird.
  Anlage: Zeichnungen/Zeichnungs-Nr. 3
• Daraus ergeben sich für den Anwender folgende Vorteile:
• A) Zeiteinsparung für die Werkstückbearbeitung Wird die Fräs- und Fasbearbeitung mit je einem Werkzeug (Fräser und Entgrater) ausgeführt, ist zwischen beiden Bearbeitungsvorgängen ein Werkzeugwechsel erforderlich. Bei konventionellen Maschinen kann dieser Werzeugwechsel einige Minuten in Anspruch nehmen. Bei CNC-Maschinen mit automatischem Werkzeugwechsel kommt es darauf an, eine größere Stückzahl gleicher Werkstücke in kurzer Zeit fertigzustellen. Ein Werkzeugwechsel dauert hier zwischen 5–10 sec.. Würde z. Bsp. eine solche Maschine im 3-Schicht-Betrieb ein Jahr lang die gleiche Werkstückkontur fräsen und fasen, und die Bearbeitungsdauer würde je Werkstück eine Minute betragen, so würde sich für den Anwender des unter Schutzanspruck 1 beschriebenen kombinierten Fräs-, Fas- und Entgratewerkzeuges auf Grund der Einsparung des Werkzeugwechsels von bis zu 1000 h pro Jahr ergeben. Zudem muss bei Verschleiß des Werkzeuges beim kombinierten Fräs-, Fas- und Entgratewerkzeuges nur ein Werkzeug ausgetauscht werden, was zusätzlich Zeit spart.
• B) Einsparung von Kosten in der Anschaffung Würde der Anwender sich für die Bearbeitung der vorher beschriebenen Bearbeitungsvorgänge für das kombinierte Fräs-, Fas- und Entgratewerkzeug entscheiden, so würde er rund ein Drittel an Anschaffungskosten sparen, da dieses Werkzeug beide Bearbeitungsvorgänge übernimmt, die vorher je ein Fräser und Entgrater ausgeführt hat. Muss das Werkzeug oder die Werkzeuge mit einer teuren Beschichtung versehen werden, z. Bsp. Diamantbeschichtung bei Graphitbearbeitung, so braucht der Nutzer des Fräs-, Fas- und Entgratewerkzeuges nur ein Werkzeug zu beschichten und spart die Kosten für die zweite Werkzeugbeschichtung.
• C) Geringerer Programmieraufwand bei CNC-Maschinen Beim Einsatz des Fräs-, Fas- und Entgratewerkzeuges entfällt die Programmierung des Werkzeugwechsels.
• D) Einsparung einer Werkzeugaufnahme
• E) Weniger Lagerhaltung
• F) Einsparung von Ressourcen Durch den Einsatz des Fräs-, Fas- und Entgratewerkzeuges ergibt sich ein verantwortungsvollerer Umgang mit Ressourcen.
• Alternativen von mir bekannten kombinierten Werkzeugen:
  Bei immer wiederkehrenden standartisierten Fertigungsprozessen wird versucht, mehrere Arbeitsgänge mit einem Sonderwerkzeug auszuführen. Diese sehr teuren Werkzeuge sind aber nur für eine spezielle Anwendung angefertigt. So wird z. Bsp. versucht, dem Fräser oder auch Bohrer den Entgrater von oben aufzusetzen, um beide Fertigungsabläufe in einem Arbeitsgang auszuführen. Dieses Werkzeug ist in seiner Funktion eingeschränkt und für die meisten Anwender viel zu teuer. Durch das unterschiedliche Durchmesserverhältnis von Fräser- und Entgrateteil muss der Fräser gegenüber dem Entrater im Durchmesser weit heruntergeschliffen werden. Der Material- und Schleifaufwand ist viel höher, als der des unter Schutzanspruch 1 beschriebenen Fräs-, Fas- und Entgratewerkzeuges.
• Aufbau des kombinierten Fräs-, Fas- und Entgratewerkzeug:
  Das Schneidenverhältnis von Frästeil zum Entgrateteil beim Fräs-, Fas- und Entgratewerkzeug ergibt sich aus dem Material des zu bearbeitenden Werkstücks. Hat z. Bsp. bei der Hartbearbetiung von vergüteten Stahl das Frästeil 10 bzw. 8 Schneiden, so hat der Entgrateteil 5 bzw. 4 Schneiden. Hat das Frästeil bei der Bearbeitung von Stahl 6 Schneiden, so hat der Entgrateteil 3 Schneiden (siehe Zeichnung Nr. 3). Hat das Frästeil bei der Bearbeitung von Kunststoff, Leichtmetall, Holz, Graphit 4 oder 2 Schneiden, so hat der Entgrateteil 2 Schneiden.
• In den vorab beschriebenen Ausführungen ergibt sich ein Schneiderverhältnis von 2 : 1. Dabei geht jeweils eine Hauptschneide des Frästeils im abgesetzten Winkel zur Hauptschneide des Entgrateteils über. Die folgende Hauptschneide des Frästeils wird im selben Winkel so abgesetzt und hinterschliffen, dass eine Spankammer für die vorangegangene Hauptschneide des Entgrateteil's vorhanden ist. Die fogende Hauptschneide des Frästeils geht wieder zur Hauptschneide des Entgrateteils über. Das setzt sich so lange fort, bis der Kreis sich schließt.
• Bei zwei- bis vierschneidigen Frästeilen ist es möglich, dass die Hauptschneide des Frästeils immer zur Hauptschneide des Entgrateteils übergeht, da hier beim Entgrateteil genug Platz für die Ausbildung der Sparkammer übrig ist.
• Der Schneiderwinkel vom Frästeil (meist 30 bis 50°) und der spitzen Winkel vom Entgrateteil (meist 90°) kann unterschiedlich ausgeführt werden. Zudem sind Sonderkonturen am Werkzeug möglich, zum B., wenn der Werkstückkante ein Außenradius aufgetragen wird. Die Schneiden des Entgrateteils können nach unten spitz verlaufen, z. B. für enge Innenkonturen. Sie können auch nur 3–6 mm lang sein und unten abgeflacht, z. B. bei Außenkonturen.
• Bei Messerköpfen und Schaftfräsern bei welchem die Schneiden mit Wendeschneidplatten bestückt sind, lasst sich ein solches kombiniertes Fräs-, Fas- und Entgratewerkzeug auch herstellen.
• Nach dem gleichen Prinzip ist auch eine Kombination zwischen zwei- bis zehnschneidigem Fräser und zweischneidigen NC-Anbohrer ausführbar.
• Zusammenfassung
• Das von mir vorgestellte kombinierte Fräs-, Fas- und Entgratewerkzeug führt mehrere Arbeitsgänge z. Bsp. Fräsen und Fasen nacheinander aus, ohne dass ein Werkzeugwechsel notwendig wird.
• Durch die ausgewählte Geometrie reduzieren sich erheblich die Anschaffungskosten und die Funktion beider Bearbeitungsschritte bleibt voll erhalten.
• Das von mir vorgestellte kombinierte Fräs-, Fas- und Entgratewerkzeug kann in der Praxis breite Anwendung finden. In vielen von mir geführten Gesprächen mit Firmeninhabern ist diese Anwendung absehbar, das heißt, es besteht Nachfrage und Interesse.
• In Zusammenarbeit mit einer Werkzeugschleiferei wurde das kombinierte Fräs-, Fas- und Entgratewerkzeug in meinem Auftrag und nach meinen Plänen gefertigt und erfolgreich getestet.
• Es fallen in fast allen Firmen, in welchen spanabhebende Werkzeuge zum Einsatz kommen, die von mir beschriebenen Fräs-Fas und Entgratearbeiten an, so dass es für mich als gelernten Werkzeugmacher und Dipl.Ing. für Maschinenbau verwunderlich ist, ein solches kombiniertes Fräs-, Fas- und Entgratewerkzeug in keinem Werkzeugkatalog zu finden.

a

Werkstück

b

Fräsen

c

Entgrater

d

Kombiniertes Fräs-, Fas- und Entgratewerkzeug

e

Hauptschneide Frästeil

f

Spanraum Entgrateteil

g

Hauptschneide Entgrateteil

h

Spanraum Frästeil

Claims (1)

1. Kombiniertes Fräs-, Fas- und Entgratewerkzeug für alle Durchmesser gekennzeichnet durch: 1: 6-schneidiges Frästeil, Schneidenwinkel 30–50° kombiniert mit 3-schneidigem Entgrateteil, Spitzenwinkel 90° siehe Beispiel: Zeichnung Nr. 3 2: 8-schneidiges Frästeil, Schneidenwinkel 30–50° kombiniert mit 4-schneidigem Entgrateteil, Spitzenwinkel 90° 3: 4-schneidiges Frästeil, Schneidenwinkel 20–50° kombiniert mit 2-schneidigem Entgrateteil, Spitzenwinkel 90° 4: 4–10-schneidiges Frästeil, Schneidenwinkel 0–65° kombiniert mit 2–5-schneidigem Entgrateteil, Spitzenwinkel 58–92° 5: 2–4-schneidiges Frästeil, Schneidenwinkel 0–65° kombiniert mit 2–4-schneidigem Entgrateteil, Spitzenwinkel 58–92° 6: unter Schutzanspruch 1–5 beschriebene Fräs- und Entgrateteile mit Sonderkonturen 7: 2–10-schneidiges Frästeil, Schneidenwinkel 0–65° kombiniert mit 2-schneidigem Entgrateteil, ausgebildet als NC-Anbohrer mit Spitzenwinkel 60–145°