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Die Erfindung betrifft ein rotierendes Bearbeitungswerkzeug, insbesondere ein Fräswerkzeug, welches einen zylindrischen oder konischen Grundkörper aufweist, an dessen Umfang mindestens ein Schneidelement angeordnet ist, welches eine Spanfläche, eine Freifläche sowie eine Schneidkante aufweist.
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Ein derartiges Bearbeitungswerkzeug ist bekannt und dient zur Einbringung einer Struktur wie einer Verzahnung in ein Werkstück, indem durch die Beaufschlagung des Werkstücks mit dem oder den Schneidelementen Späne des das Werkstück ausbildenden Werkstoffs abgehoben werden. Durch dieses Zerspanen verschlei-ßen die Schneidkanten der auf der Oberfläche des rotierenden Grundkörpers angeordneten Schneidelemente. In der Praxis werden daher oft spanende Bearbeitungswerkzeuge, insbesondere Fräswerkzeuge eingesetzt, die vollständig aus Hartmetall bestehen, wobei das oder die Schneidelemente zusätzlich oft mit einer verschleißhemmenden Beschichtung, insbesondere, um ein Beispiel zu nennen, einer PVD-Schicht, versehen sind. Nachteilig an einer derartigen Vorgangsweise ist jedoch, dass ein derartiges spanendes Bearbeitungswerkzeug aufgrund seiner Ausbildung aus Hartmetall und/oder der vollständigen Beschichtung des oder der Schneidelemente mit der vorgenannten verschleißhemmenden Schicht teuer in seiner Herstellung ist.
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Es sind des weiteren Bearbeitungswerkzeuge bekannt, die als sogenannte Stollenwerkzeuge ausgebildet sind, also als ein Werkzeug, in dessen Grundkörper Stollen einsetzbar sind. Nur diese die Schneidelemente ausbildenden Stollen sind dabei aus Hartmetall ausgebildet und/oder vollständig mit der verschleißhemmenden Schicht beschichtet. Eine derartige Ausgestaltung besitzt gegenüber einem vollständig aus Hartmetall bestehenden Bearbeitungswerkzeug den Vorteil, dass nur die beim Zerspanen mit dem Werkstück in Eingriff tretenden Schneid-stollen aus Hartmetall gefertigt und/oder mit einer verschleißhemmenden Schicht überzogen sein müssen. Nachteilig aber ist, dass das Anbringen der Schneidstollen am Grundkörper des bekannten Werkzeugs aufwendig und daher teuer ist.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bearbeitungswerkzeug der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass das erfindungsgemäße Bearbeitungswerkzeug kostengünstig herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Schneidelement des Bearbeitungswerkzeugs an seiner Schneidkante mit einem Streifen aus einem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material versehen ist
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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise ein Bearbeitungswerkzeug, insbesondere ein Fräswerkzeug, ausgebildet, welches sich durch seine kostengünstige Herstellung auszeichnet. Indem nun erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Schneidkante mindestens eines und vorzugsweise aller Schneidelemente des erfindungsgemäßen Werkzeugs in diesem besonders verschleißexponierten Bereich einen Streifen aus einem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material aufweisen, ist es in vorteilhafter Art und Weise nicht mehr erforderlich, das gesamte spanende Bearbeitungswerkzeug, also auch den Grundkörper desselben und/oder die gesamten Schneidelemente aus einem verschleißfesten, aber teuren Hartmetall auszubilden und/oder vollständig mit einer verschleißreduzierenden Beschichtung zu versehen. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise somit die Herstellung eines derartigen spanenden Bearbeitungswerkzeugs, insbesondere eines Fräswerkzeugs, verbilligt, wobei aber gleichzeitig eine hohe Standzeit gegeben ist.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Schneidkante mindestens eines Schneidelements des erfindungsgemäßen Werkzeugs mit einem Streifen aus einem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material versehen ist. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil einer besonders einfachen Herstellbarkeit.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass dieser Streifen in einer Nut der Schneidkante aufgenommen und vorzugsweise durch eine Verklebetechnik wie Löten, Schweißen oder Kleben mit dem Schneidelement verbunden ist.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass auf der Spanfläche und/oder der Freifläche mindestens eines Schneidelements des erfindungsgemäßen Bearbeitungswerkzeugs ein weiterer Streifen aus einem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material vorgesehen ist. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, dass hierdurch der Spanflächen- und/oder der Freiflächenverschleiß reduziert wird.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der an der Schneidkante mindestens eines Schneidelements des erfindungsgemäßen Bearbeitungswerkzeugs angeordnete Streifen und/oder der an der Spanfläche und/oder an der Freifläche befindliche weitere Streifen durch ein Beschichten des entsprechenden Bereichs des Schneidelements mit einem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material ausgebildet ist, wobei insbesondere ein Auftragsschweißen vorgesehen ist. Auch ein Legieren des oder dieser Bereiche, insbesondere ein Laserlegieren, ist möglich.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, das im Folgenden anhand der Figuren beschrieben wird. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines derartigen spanenden Bearbeitungswerkzeugs,
- 2 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels,
- 3 eine Vorderansicht des Ausführungsbeispiels, und
- 4 eine Detaildarstellung eines Bereichs eines Schneidelements.
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In den 1 bis 3 ist ein allgemein mit 1 bezeichnetes Ausführungsbeispiel eines spanenden Bearbeitungswerkzeugs dargestellt, welches hier, als Beispiel für ein derartiges Werkzeug, als ein rotierendes Fräswerkzeug ausgebildet ist.
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Das Bearbeitungswerkzeug 1 besitzt einen auf einem Schaft 2a angeordneten Grundkörper 2, an dessen Umfangfläche 2' - im hier gezeigten Ausführungsbeispiel - vier in Längsrichtung des Grundkörpers 2 verlaufende Schneidelemente 3a-3d angeordnet sind, welche durch Spannuten 4 getrennt sind. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Grundkörper 2 konisch, hier kegelstumpfförmig, ausgebildet. Dies ist nicht zwingend, es ist auch möglich, einen zylinderförmigen Grundkörper zu verwenden. Auch der hier gezeigte Verlauf der Schneidelemente 3a-3d in Längsrichtung des Grundkörpers 2 ist nicht zwingend. Es ist auch möglich, dass eines oder mehrere Schneidelemente 3a-3d schräg zur Längsrichtung des Grundkörpers 2 verlaufen, wobei auch ein orthogonal zu dieser Längsrichtung orientierter Verlauf mindestens eines der Schneidelemente 3a-3d möglich ist. Auch eine Kombination der vorgenannten Maßnahmen ist grundsätzlich möglich. Jedes Schneidelement 3a-3d besitzt eine Spanfläche 5 mit einer Schneidkante 6 und eine Freifläche 7. Ein derartiges Bearbeitungswerkzeug ist bekannt und muss daher nicht mehr näher beschrieben werden.
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Bei der nachfolgenden Beschreibung wird jedoch von dem in den Figuren gezeigten Aufbau des Bearbeitungswerkzeugs 1 ausgegangen. Dem Fachmann ist aus nachfolgender Beschreibung ersichtlich, welche Änderungen er erforderlichenfalls an einem anders aufgebauten Bearbeitungswerkzeug 1 vorzunehmen hat.
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Wie aus den 1 bis 3 ersichtlich und in 4 im Detail dargestellt, ist beim beschriebenen Bearbeitungswerkzeug 1 ein Streifen 10 aus einem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material vorgesehen, derwie insbesondere aus 4 ersichtlich ist - die Schneidkante 6 eines jeden Schneidelements 3a-3d ausbildet. In den Figuren ist dieser Streifen 10 durch eine dicke schwarze Linie repräsentiert. Wird das rotierende Bearbeitungswerkzeug 1 in Eingriff mit dem zu bearbeitenden Werkstück (nicht gezeigt) gebracht, so wird durch das rotierende Bearbeitungswerkzeug 1 aus dem das Werkstück ausbildenden Werkstoff sukzessive eine Abfolge von Spänen abgehoben, indem die Schneidkanten 6 der Schneidelemente 3a-3d den Werkstoff des Werkstücks spanweise abtragen.
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Bei einem derartigen Bearbeitungswerkzeug 1 sind daher die Schneidkanten 6 der Schneidelemente 3a-3d einem besonders hohen Verschleiß unterworfen. Indem nun vorgesehen ist, dass diese Schneidkanten 6 den vorstehend beschriebenen Streifen 10 aus einem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material aufweisen, ist es nun nicht mehr erforderlich, das gesamte Bearbeitungswerkzeug 1, also den Grundkörper 2 und die Schneidelemente 3a-3d, aus einem verschleißfesten, aber teuren Hartmetall auszubilden. Vielmehr ist es ausreichend, nur denjenigen Bereich des oder der Schneidelemente 3a-3d mit einem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material zu versehen, die beim Bearbeitungsvorgang besonders exponiert sind und einem höheren Verschleiß unterliegen als die übrigen Bereiche der Schneidelemente 3a-3d. Durch die beschriebenen Maßnahmen wird somit eine kostengünstige Herstellung eines derartigen Bearbeitungswerkzeugs 1, insbesondere eines Fräswerkzeugs, ermöglicht, welches sich durch eine hohe Standzeit auszeichnet.
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Die Ausbildung des Streifens 10 der Schneidelemente 3a-3d kann dabei derart erfolgen, dass, wie beim beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, in das entsprechende Schneidelement 3a-3d eine Nut 11 eingearbeitet ist, in welche der Streifen 10 eingebracht und fixiert ist. Diese Fixierung kann durch eine geeignete Verbindungstechnik wie Kleben, Schweißen oder Löten erfolgen. Die Streifen 10 werden vorzugsweise aus Hartmetall oder einem Keramik- oder Carbid-Metall ausgebildet. Es ist aber auch möglich, den Streifen 10 durch eine Beschichtung des Schneidelements 3a-3d mit einer verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Schicht auszubilden, wie z. B. durch ein Auftragsschweißen. Auch ist es möglich, den entsprechenden Streifen 10 durch ein Laserlegieren auszubilden.
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Optional kann vorgesehen sein, dass auf der Spanfläche 5 und/oder der Freifläche 7 der Schneidelemente 3a-3d jeweils ein weiterer Streifen aus einem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material aufgebracht ist. Hierdurch wird der Spanflächen- bzw. Freiflächenverschleiß des entsprechenden Schneidelements 3a-3d reduziert. Die Ausbildung dieser weiteren Streifen auf der Spanfläche 5 und/oder der Freifläche 7 erfolgt dabei vorzugsweise wie oben anhand des Streifens 10 an der Schneidkante 6 beschrieben.
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Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass jedes Schneidelement 3a-3d an seiner Schneidkante 6 mit dem vorstehend beschriebenen Streifen 10 aus einem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material versehen ist. Dem Fachmann ist aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, dass dies nicht zwingend ist. Es kann für spezielle Anwendungsfälle durchaus ausreichend sein, dass nur ein oder mehrere Schneidelemente 3a-3d entsprechend ausgestaltet ist, wobei bevorzugt wird, dass bei einem rotierenden Bearbeitungswerkzeug 1 alle Schneidelemente 3a-3d wie vorstehend beschrieben ausgeführt sind.
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Des Weiteren wurde bei der vorstehenden Beschreibung davon ausgegangen, dass sich der Streifen 10 eines jeden Schneidelements 3a-3d über seine gesamte Länge erstreckt. Auch dies ist nicht zwingend erforderlich. Es ist auch möglich, den Streifen 10 segmentiert auszubilden, d. h. dass der entsprechende Streifen 10 aus mehreren Teil-Streifen besteht, die durch einen Zwischenraum voneinander getrennt sind.
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Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel besitzen die Stufen 10 - wie aus den 1 bis 3 ersichtlich ist - zwei leicht gekrümmt verlaufende Längsränder 10a und 10b und Seitenränder 10c und 10d. Eine derartige Ausgestaltung ist zwar zweckmäßig, insbesondere dann, wenn ein derartiger Streifen 10 in die Nut 11 eines Schneidelements 3a-3d eingebracht wird. Die vorgenannte Ausgestaltung ist aber nicht zwingend. Vielmehr ist es möglich, die Streifen 10 abweichend von einer derartigen Kontur auszugestalten. Insbesondere ist es auch möglich, dass ein Streifen 10 mindestens eines Schneidelements 3a-3d einen polygonalen, geraden oder einen anders konturierten Verlauf besitzt. Es ist auch darauf hinzuweisen, dass die Dicke dieser Streifen 10 nicht durchgehend gleich zu sein braucht, d. h. dass die Streifen 10 einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweist. Dies ist auch aus der 4 ersichtlich. Die Dicke des Streifens 10 nimmt von der Spanfläche 5 zur Freifläche 7 ab. Es ist somit eine Vielzahl von unterschiedlichen Ausgestaltungen des Streifens 10 hinsichtlich ihrer Randkontur und/oder Dicke möglich.
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Bei der vorstehenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass die Schneidelemente 3a-3d und der Grundkörper 2 integrale Bestandteile des Bearbeitungswerkzeugs 1 sind. Es ist aber auch möglich, dass eines oder mehrere der Schneidelemente 3a-3d aus den Grundkörper 2 des Bearbeitungswerkzeugs 1 als separate Bestandteile aufgebracht sind, wie es z. B. bei dem eingangs beschriebenen Stollenwerkzeug der Fall ist.
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Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die beschriebenen Maßnahmen in vorteilhafter Art und Weise ein Bearbeitungswerkzeug 1, insbesondere ein Fräswerkzeug, geschaffen wird, welches sich durch seine kostengünstige Herstellung auszeichnet. Indem vorgesehen ist, dass nicht - wie beim Stand der Technik - das gesamte Bearbeitungswerkzeug 1 aus einem Hartmetall oder zumindest die Schneidelemente 3a-3d vollständig aus einem Hartmetall ausgebildet sind, sondern dass nur beim Bearbeitungsvorgang besonders exponierte Bereiche des oder der Schneidelemente 3a-3d, insbesondere die Schneidkante 6 mit dem Streifen 10 aus dem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material versehen sind, wird in vorteilhafter Art und Weise eine kostengünstige Herstellung eines derartigen Bearbeitungswerkzeugs 1 ermöglicht.
