DE202015101167U1

DE202015101167U1 - Fräswerkzeug mit am Umfang angeordneter Schneide

Info

Publication number: DE202015101167U1
Application number: DE201520101167
Authority: DE
Original assignee: ALBERT KNEBEL HOLDING GmbH
Current assignee: ALBERT KNEBEL HOLDING GmbH
Priority date: 2015-03-09
Filing date: 2015-03-09
Publication date: 2015-03-16
Anticipated expiration: 2025-03-10
Also published as: CN107635703A; AU2016231201A1; US20180056407A1; WO2016142421A1; AU2016231201B2; CA2979098A1; RU2017135494A3; MY167359A; RU2017135494A; EP3268159A1

Abstract

Fräswerkzeug (1, 11, 21, 31) mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Werkzeugkörper (2, 12, 22, 32) und zumindest einer ausschließlich radial über den Werkzeugkörper (2, 12, 22, 32) vorstehenden Umfangsschneide (3, 13, 23.1, 23.2, 33), der ein Spanraum (4, 14, 24.1, 24.2, 34) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in Umfangsrichtung hinter der Schneide (3, 13, 23.1, 23.2, 33) zumindest ein, insbesondere wannenförmiger, Abschnitt (8, 18, 25, 35) des Spanraums (4, 14, 24.1, 24.2, 34) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Werkzeugkörper und zumindest einer ausschließlich radial über den Werkzeugkörper vorstehenden Umfangsschneide, der ein Spanraum zugeordnet ist.
Bei herkömmlichen Fräswerkzeugen mit radial ausgerichteter Schneide ist vor der Schneide ein Spanraum vorgesehen, in dem Späne gesammelt werden. Der Spanraum ist vorgesehen, um zu verhindern, dass Späne auf die folgenden Schneiden auftreffen. Entleert wird der Spanraum nach dem Austritt aus dem Werkstück.
Bei der Zerspanung von Holz und Holzwerkstoffen sowie Kunststoffen kann es zu einer Doppelzerspanung kommen. Hierbei trifft ein bereits durch eine Schneide gebildeter Span trotz des vor der Schneide angeordneten Spanraums auf folgende Zähne und wird erneut zerteilt.
Dieser Effekt beschleunigt die Abstumpfung der Werkzeuge und verringert die Spanguterfassung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fräswerkzeug derart weiterzubilden, dass eine Doppelzerspanung möglichst vermieden wird.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Fräswerkzeug mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Werkzeugkörper und zumindest einer ausschließlich radial über den Werkzeugkörper vorstehenden Umfangsschneide, der ein Spanraum zugeordnet ist, wobei zumindest in Umfangsrichtung hinter der Schneide ein, insbesondere wannenförmiger, Abschnitt des Spanraums vorgesehen ist. Der Abschnitt des Spanraums, der hinter der Schneide angeordnet ist, ist insbesondere in einem Abstand zur nächsten Schneide angeordnet. Es handelt sich demnach nicht um einen Spanraum, der einer nachfolgenden Schneide zugeordnet ist. Dadurch, dass ein Abschnitt des Spanraums hinter der Schneide angeordnet ist, können auch Späne mit geringerer Energie vor dem Auftreffen auf die nächste Schneide von einer Absaugung erfasst werden. Späne mit geringerer kinetischer Energie werden gezielt hinter der Schneide in dem dort angeordneten Spanraumabschnitt gesammelt. Die bei der Zerspanung entstehenden Späne lockern auf und verlieren einen Teil der durch die Rotation zugeführten Energie.
Der Spanraum kann insbesondere ausschließlich und nicht stirnseitig, umfangsseitig geöffnet sein. Insbesondere kann der Spanraum als radiale Ausnehmung ausgebildet sein. Dadurch wird ein sicheres Entfernen der Späne sichergestellt.
Der Spanraum kann so ausgebildet sein, dass Spangut gezwungen wird, sich vom Werkzeugkörper zu lösen. So können die Späne besonders einfach von einer Absaugung erfasst werden.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Spanraum mit einem Abschnitt seitlich der Schneide angeordnet ist. Dadurch können Späne seitlich an der Schneide vorbeigeführt werden und in den Spanraumabschnitt hinter der Schneide geleitet werden. Dadurch wird ein Span aktiv hinter die Schneide geleitet. Strömungen und Luftverwirbelungen wirken dabei unterstützend.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Spanraum mit einem Abschnitt vor der Schneide angeordnet ist. So steht insgesamt ein größerer Spanraum zur Verfügung, um Späne aufzunehmen. Späne können insbesondere von dem Abschnitt vor der Schneide entlang des Abschnitts neben der Schneide in den Abschnitt hinter der Schneide geleitet werden. Somit kann auf wirksame Art und Weise eine Doppelzerspanung verhindert werden.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn der hinter der Schneide angeordnete Spanraumabschnitt einen spitzen Winkel zu einem Schneidenrücken aufweist. Somit wird ein Span schräg hinter der Schneide weggeführt.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Spanraum die Schneide zu mehr als 60% umgibt. Der Spanraum kann also insbesondere ringförmig ausgebildet sein, wobei der Ring geschlitzt ist. Der größte Abschnitt des Spanraums kann dabei nach wie vor vor der Schneide liegen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann ein Spankanal vorgesehen sein, der zwei unterschiedlichen Schneiden zugeordnete Spanräume miteinander verbindet. Dabei kann der Spankanal einen Abschnitt des Spanraums bilden, der vor und/oder hinter der Schneide angeordnet ist. Insbesondere kann der Spankanal seitlich an einer einer ersten Schneide nachfolgenden zweiten Schneide vorbeiführen. Somit wird verhindert, dass von der ersten Schneide erzeugte Späne von der zweiten, nachfolgenden Schneide erfasst werden. Durch den Spankanal werden sie an dieser Schneide vorbeigeleitet.
Der Spankanal kann somit vor und/oder hinter einer Schneide verlaufen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Spankanal wendelförmig ausgebildet ist. Somit können die Späne bei einem rotierenden Werkzeug entlang der wendelförmigen Form des Spankanals geführt werden.
Eine Doppelzerspanung kann weiterhin dadurch vermieden werden, dass der hinter der Schneide angeordnete Spanraumabschnitt zumindest mit einem Bereich unter einer Ebene angeordnet ist, deren Lage durch die Unterseite der Schneide definiert ist.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der hinter der Schneide angeordnete Spanraumabschnitt zumindest mit einem Bereich über einer Ebene angeordnet ist, deren Lage durch die Unterseite der Schneide definiert ist.
Das Fräswerkzeug kann als Falz- oder Profilfräswerkzeug ausgebildet sein. Es kann ein Schneidenträger vorgesehen sein, an dem die Schneide angeordnet ist. Dabei kann die Schneide integraler Bestandteil des Schneidenträgers sein oder aus einem anderen Werkstoff bestehen und an dem Schneidenträger befestigt sein. Die Schneiden können mit einem Schneidstoff versehen oder aus einem solchen ausgebildet sein, der eine höhere Härte aufweist als der Werkzeugkörper. Der Schneidstoff und damit die Schneide können aus Hartmetall, polykristallinem Diamant (PKD), gehärtetem Stahl, Stellit oder einem anderen geeigneten Hartstoff bestehen.
Vorzugsweise wird ein Schneidstoff wie PKD eingesetzt, da hier keine Schleifbearbeitung an der Schneidenfrontfläche (Spanfläche) erfolgen muss.
Die Schneide kann durch Löten, Kleben, Schweißen oder mittels eines anderen geeigneten Verfahrens mit dem Werkzeugkörper, insbesondere dem Schneidenträger, verbunden sein. Die Schneide kann zusätzlich mit einer Hartstoffbeschichtung versehen sein. Diese Beschichtung kann als Monolayer, Multilayer, Gradientenschicht, Compositeaufbau oder in anderer geeigneter Art ausgeführt sein.
Dabei versteht man unter einem Monolayer eine Beschichtung, die aus einer Schichtlage besteht. Entsprechend versteht man unter einem Multilayer eine Beschichtung aus mehreren Lagen ein und desselben Schichtmaterials oder aus mehreren Lagen unterschiedlicher, auch wechselweise aufgebrachter Beschichtungsmaterialien. Unter einer Gradientenschicht versteht man die Beschichtung mit Schichtmaterial, bestehend aus mindestens zwei verschiedenen Komponenten, wobei sich das Mischungsverhältnis bzw. die Anteile der einzelnen Komponenten innerhalb der Schicht kontinuierlich oder stufenlos verändern. Unter einem Compositeaufbau versteht man eine Beschichtung mit in der Regel einer gitterartigen tragenden Struktur im atomaren oder molekularen Bereich und Einlagerung einer oder mehrerer weiterer Komponenten in diese Struktur. Die Schneiden können eine beliebige Geometrie aufweisen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, sowie aus den Ansprüchen. Die dort gezeigten Merkmale sind nicht notwendig maßstäblich zu verstehen und derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können. Die verschiedenen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.
In der schematischen Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsform eines Fräswerkzeugs;
2 einen vergrößerten Ausschnitt der Darstellung der 1;
3 eine alternative Ausführungsform eines Fräswerkzeugs;
4 einen vergrößerten Ausschnitt der 3;
5 eine teilweise Schnittdarstellung eines Fräswerkzeugs im Bereich einer Schneide;
6 eine dritte Ausführungsform eines Fräswerkzeugs mit Spankanal;
7 eine vierte Ausführungsform eines Fräswerkzeugs.
Die 1 zeigt ein Fräswerkzeug 1 mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Werkzeugkörper 2. An dem Werkzeugkörper 2 sind Schneiden 3 angeordnet, die radial über den Werkzeugkörper 2 vorstehen. Der Schneide 3 ist ein Spanraum 4 zugeordnet, der anhand der 2 näher erläutert wird.
In der 2 ist zu sehen, dass der Spanraum 4 einen Spanraum 5 aufweist, der vor der Schneide 3 angeordnet ist. Insbesondere ist der Spanraum 5 vor einem Schneidenrücken 6 in einer Ebene E1 (s. 5) angeordnet. Ein weiterer Abschnitt 7 des Spanraums 4 ist seitlich der Schneide 3 angeordnet. Daran schließt sich ein Abschnitt 8 an, der hinter der Schneide 3 angeordnet ist. Der Spanraum 4 umgibt daher teilweise die Schneide 3. Ein Span, der durch die Schneide 3 erzeugt wird, gelangt über den Spanraumabschnitt 5 über den Spanraumabschnitt 7 in den Spanraumabschnitt 8 und damit hinter die Schneide 3. Dadurch kann eine Doppelzerspanung vermieden werden.
Der Spanraumabschnitt 8 ist in einem spitzen Winkel zum Schneidenrücken 6 angeordnet. Der Spanraum 4 ist ausschließlich umfangsseitig, d. h. radial, geöffnet. Insbesondere ist er nicht im Bereich einer Stirnseite des Fräswerkzeugs 1 angeordnet oder zur Stirnseite hin geöffnet. Der Spanraum 4 ist wannenförmig ausgebildet.
Der 2 kann man weiterhin entnehmen, dass die Schneide 3 an einem Schneidenträger 9 angeordnet ist.
Die 3 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Fräswerkzeugs 11, welches einen im Wesentlichen zylinderförmigen Werkzeugkörper 12 aufweist. Insbesondere ist das Fräswerkzeug 11 als Schaftwerkzeug ausgebildet. Radial von dem zylinderförmigen Werkzeugkörper 12 steht eine Schneide 13 ab, der ein Spanraum 14 zugeordnet ist. Dieser wird anhand der Darstellung der 4 näher erläutert.
In der 4 ist zu sehen, dass der Spanraum 14 einen vor der Schneide 13 angeordneten Spanraumabschnitt 15 aufweist. Insbesondere ist der Spanraumabschnitt 15 vor einem Schneidenrücken 16 angeordnet. An den Spanraumabschnitt 15 schließt sich der Abschnitt 17 des Spanraums an, der seitlich der Schneide 13 angeordnet ist. Hieran schließt sich der Abschnitt 18 an, der sich bis hinter die Schneide 13 und auch hinter den Schneidenrücken 16 erstreckt. Der Spanraumabschnitt 18 ist in einem spitzen Winkel zum Schneidenrücken 16 angeordnet. Auch in diesem Fall ist der Spanraum 14 wannenförmig ausgebildet. Ein von der Schneide 13 gebildeter Span wird über die Spanraumabschnitte 15, 17, 18 abgeleitet und hinter die Schneide 13 geführt.
Die 5 zeigt eine Schnittdarstellung durch ein Fräswerkzeug. Erläutert ist die 5 unter Verwendung der Bezugsziffern gemäß der 1. Hier ist zu sehen, dass die Schneide 3 an dem Schneidenträger 9 angeordnet ist. Die Unterseite 20 der Schneide 3 definiert eine Ebene E2. Die Rückseite 21 der Schneide 3 definiert eine Ebene E1, sodass insgesamt vier Quadranten Q1 bis Q4 entstehen. Der Spanraumabschnitt 8 ist mit seinem überwiegenden Bereich unterhalb der Ebene E2 angeordnet. Ein kleiner Bereich ist jedoch auch oberhalb der Ebene E2 angeordnet. Somit ist der Spanraumabschnitt 8 überwiegend im Quadrant Q4 angeordnet. Nur ein kleiner Bereich ist im Quadrant Q1 angeordnet. Es ist auch denkbar, dass der Spanraumabschnitt 8, der hinter der Schneide 3 angeordnet ist, nur im Quadrant Q1, also oberhalb der Ebene E2, oder nur im Quadrant Q4, also unterhalb der Ebene E2, angeordnet ist.
Die 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Fräswerkzeugs 21. Das Fräswerkzeug 21 weist einen im Wesentlichen zylinderförmigen Körper 22 auf, an dem eine erste Schneide 23.1 und eine zweite Schneide 23.2 angeordnet sind. Die Schneiden 23.1 und 23.2 sind als Umfangsschneiden ausgebildet und stehen radial über den Werkzeugkörper 22 vor. Jeder der Schneiden 23.1, 23.2 ist ein Spanraum 24.1, 24.2 zugeordnet. Die Spanräume 24.1, 24.2 münden in einen Spankanal 25, der wendelförmig ausgebildet ist und die Spanräume 24.1, 24.2 verbindet. Der Spankanal 25 stellt mit seinem Abschnitt 25.1 den Spanraumabschnitt dar, der hinter der Schneide 23.1 angeordnet ist, und mit seinem Abschnitt 25.2 den Spanraumabschnitt, der hinter der Schneide 23.2 angeordnet ist. Durch den Spankanal 25 werden Späne, beispielsweise solche, die durch die Schneide 23.1 erzeugt werden, wirksam von einer nachfolgenden Schneide, z. B. der Schneide 23.2, ferngehalten, da sie seitlich an dieser vorbeigeführt werden.
Das in 7 dargestellte Fräswerkzeug 31 ist ähnlich ausgebildet wie das Fräswerkzeug 21. Es weist einen zylindrischen Körper 32 auf, an dem radial vorstehende Umfangsschneiden 33 angeordnet sind, die hier austauschbar gestaltet sind. Sie sind mittels Schrauben 36 am Körper 32 befestigt. Um die Schneiden 33 ist jeweils ein Spanraum 34 angeordnet, der in einen wendelförmigen Spankanal 35 mündet. Der Kanal 35 sammelt die Späne aus mehreren Spanräumen 34 und leitet sie an den Schneiden 33 vorbei aus dem Werkzeug 31.

Claims

Fräswerkzeug (1, 11, 21, 31) mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Werkzeugkörper (2, 12, 22, 32) und zumindest einer ausschließlich radial über den Werkzeugkörper (2, 12, 22, 32) vorstehenden Umfangsschneide (3, 13, 23.1, 23.2, 33), der ein Spanraum (4, 14, 24.1, 24.2, 34) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in Umfangsrichtung hinter der Schneide (3, 13, 23.1, 23.2, 33) zumindest ein, insbesondere wannenförmiger, Abschnitt (8, 18, 25, 35) des Spanraums (4, 14, 24.1, 24.2, 34) vorgesehen ist.
Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanraum (4, 14, 24.1, 24.2, 34), insbesondere ausschließlich und nicht stirnseitig, umfangsseitig geöffnet ist.
Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanraum (4, 14, 24.1, 24.2, 25, 35) so ausgebildet ist, dass Spangut gezwungen wird, sich vom Werkzeugkörper zu lösen.
Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanraum (4, 14, 24.1, 24.2, 34) mit einem Abschnitt (7, 17, 25, 35) seitlich der Schneide (3, 13, 23.1, 23.2, 33) angeordnet ist.
Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanraum (4, 14, 24.1, 24.2, 34) mit einem Abschnitt (5, 15) vor der Schneide (3, 13, 23.1, 23.2, 33) angeordnet ist.
Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hinter der Schneide (3, 13, 23.1, 23.2, 33) angeordnete Spanraumabschnitt (8, 18) einen spitzen Winkel zu einem Schneidenrücken (6, 16) aufweist.
Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanraum (4, 14, 24.1, 24.2, 34) die Schneide (3, 13, 23.1, 23.2, 33) zu mehr als 60% umgibt.
Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spankanal (25, 35) vorgesehen ist, der zwei unterschiedlichen Schneiden (23.1, 23.2, 33) zugeordnete Spanräume (24.1, 24.2, 34) verbindet, wobei der Spankanal (25, 35) vor und/oder hinter einer Schneide verläuft.
Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spankanal (25, 35) wendelförmig ausgebildet ist.
Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hinter der Schneide (3, 13, 23.1, 23.2, 33) angeordnete Spanraumabschnitt (8, 18) zumindest mit einem Bereich unter einer Ebene (E2) angeordnet ist, deren Lage durch die Unterseite (20) der Schneide (3, 13, 23.1, 23.2, 33) definiert ist.
Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hinter der Schneide (3, 13, 23.1, 23.2, 33) angeordnete Spanraumabschnitt (8, 18) zumindest mit einem Bereich über einer Ebene (E2) angeordnet ist, deren Lage durch die Unterseite (20) der Schneide (3, 13, 23.1, 23.2, 33) definiert ist.
Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fräswerkzeug als Falz oder Profilfräswerkzeug ausgebildet ist.