DE2021688B2 - Fraeswerkzeug oder fraeswerkzeugrohling - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fräswerkzeug oder Fraswerkzei'grohling, mit einer Mehrzahl von Schneidzähnen, deren jeder eine Spanfläche und eine Freifläche aufweist.

Es sind Fräswerkzeuge bekannt (USA.-Patentschrift 3 133 339), die eine wellige Schneidkante haben. Diese wellige Schneidkante wird dadurch erzeugt oder nachgeschliffen, daß das Werkzeug in einer relativ komplizierten und verhältnismäßig teuren Spannvorrichtung gehalten wird, die das Werkzeug und insbesondere deren Schneidkante in zweckentsprechender W^ise relativ zu einer Schleifscheibe bewegt.

Gewerbliche Benutzer solcher Werkzeuge und insbesondere kleine Werkstätten halten es gewöhnlich finanziell für vorteilhaft, die stumpf gewordenen Werkzeuge an den Hersteller zum Nachschärfen zurückzusenden, statt Geld für den Erwerb der vorgenannten Spannvorrichtungen aufzuwenden. Dies führt jedoch zu einem Zeitverlust und zu anderen Nachteilen für den Benutzer der Werkzeuge.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fräswerkzeug oder Fräswerkzeugrohling der genannten Art ze schaffen, bei dem die wellige Schneidkante mittels einer relativ billigen Einrichtung, wie sie in kleinen Werkstätten normalerweise vorhanden ist, erzeugt und auch nachgeschärft werden kann. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Spanfläche in mit Bezug auf die Achse des Fräswerkzeugs oder Fräswerkzeugrohlings in axialer Richtung wellenförmig ausgebildet ist.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die wellige Schneidkante mittels eines üblichen einfachen Schneidverfahrens erzeugt oder nachgeschliffen werden kann, bei welchem die Freifläche geschliffen bzw. nachgeschliffen wird, wodurch dann zufolge der welligen Ausbildung der Spanfläche die wellige Schneidkante immer erhalten bleibt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

F i g. 1 ist eine Seitenansicht eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Fräswerkzeuges.

F i g. 2 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Endansicht nach der Linie 2-2 der Fig. 1.

F i g. 3 ist eine weiter vergrößerte schaubildliche Ansicht des Schneidteiles des Werkzeuges gemäß Fig. 1.

F i g. 4, 5 und 6 sind Teilschnittansichten nach den Linien 4-4 bzw. 5-5 und 6-6 der F i g. 3.

Fig. 7 ist eine etwas schematische Ansicht (in der gleichen Richtung wie F i g. 1 genommen) eines der Zähne des Fräswerkzeugs gemäß Fig. 1, 2 und 3.

Fig. 8 ist eine Ansicht nach der Linie 8-8 der F i e. 7.

F i g. 9 ist eine der F i g. 4 ähnliche Ansicht, jedoch zeigt sie einen Zahn, bevor an ihm eine hinterschnittene Fläche vorgesehen wird.

Fig. 10 ist eine der Fig.7 ähnliche Ansicht, jedoch zeigt sie eine Schneidkante, die nachgeschliffen ist, um ein Werkzeug dieser Art zu schaffen, das eine übliche Schneidkante besitzt oder, mit anderen Worten, bei dem im wesentlichen sämtliche Punkte der Schneidkante einen im wesentlichen konstanten Radius mit Bezug auf die Achse des Werkzeugs haben.

Fig. 11 ist eine Querschnittansicht nach der Linie

11-11 der Fig. 10, und sie veranschaulicht allgemein das Querschnittsaussehen der nachgeschliffenen

QfiinoiHWiintp Hip. in Fi σ 10 riaroesfellt ist.

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird in Verbindung mit einem Stirnfräser beschrieben, der in Fig. 1 bis 3 allgemein mit 20 bezeichnet ist. Es ist jedoch für den Fachmann erkennbar, daß die Erfindung auch bei ähnlichen rotierenden Werkzeugen anwendbar ist, die allgemein als Fräser bezeichnet werden.

Der dargestellte Stirnfräser 20 hat eine verbesserte Schneidwirkung, wie sie oben beschrieben wurde, und er weist einen Schaftteil 23 und einen Schneidteil 25 auf, wobei diese beiden Teile einheitlich aus einem Metallstück hergestellt sind, wie es in der Technik üblich ist.

Der Schneidteil 25 weist eine Mehrzahl von Zähnen auf, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform vier Zähne 28, 29, 30 und 31. Die Zähne erstrecken sich in einer allgemein schraubenlinienförmigen Richtung, wobei der Steigungswinkel der Schraubenlinie in üblicher Weise mit Bezug auf die Achse des Werkzeugs gemessen .vlrd. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt der Steigungswinkel etwa 30^c.

Die Fräserzähne sind in ihrer Ausbildung identisch, und daher wird nur einer von ihnen, beispielsweise der Zahn 29 (Fig. 4), näher beschrieben. Dieser Zahn 29 weist ebenso wie die anderen Zähne eine Brustseite 34, eine Hinterseite 36 und eine Rükkenfläche 38 auf, die sich zwischen den Seiten 34 und 36 erstreckt und diese miteinander verbindet. Die Linie, längs welcher sich die Brustseite 34 und die Rückenfläche 38 schneiden, bildet die Schneidkante 40 des Stirnfräsers.

Bei der üblichen Ausbildung eines gcradscitigcn Stirnfräsers erstrecken sich die Schneidkanten gemäß Schraubenlinien um die Achse des Werkzeugs herum und haben allgemein einen im wesentlichen konstanten Radius mit Bezug auf die Achse des Werkzeugs. Es gibt natürlich auf diesem Gebiet auch Werkzeuge, die als konische Stirnfräser bezeichnet werden, bei denen die Schneidkante jedes Zahnes einen sich von der Spitze des Werkzeugs zu seinem Schaftteil konstant vergrößernden Radius mit Bezug auf die Achse des Werkzeugs hat. Jedoch liegen auch bei dieser Werkzeugart entsprechende Teile der Schneidkanten auf dem gleichen Radius, der sich in konstanter Weise von der Spitze des Werkzeugs in Richtung gegen seinen Schaftteil vergrößert. Es ist ferner zu bemerken, daß es auch gerade genutete Werkzeuge dieser Art gibt, bei denen die Zähne sich niehl schraubenlinienförmig erstrecken, sondern parallel zur Achse des Werkzeugs verlaufen. Alle diese aufgezählten Arten von Fräswerkzeugen können gemäß der Lehre der Erfindung ausgebildet werden.
Fig. 7 ist eine etwas schematische Darstellung

eines der Fräserzähne, und zwar des Zahnes 29, in der gleichen Richtung wie F i g. 1 genommen. Die übliche Konfiguration des Zahnes würde diejenige sein, die von der Linie der Hinterseite 36 und der strichpunktierten Linie 42 begrenzt ist. Die winklig dazu verlaufende strichpunktierte Linie 43 stellt die Achse des Werkzeuges dar. Gemäß der Erfindung ist an der Brustseite jedes Fräserzahns eine Wandung vorgesehen, die eine Mehrzahl von axial im Abstand voneinander liegenden Vertiefungen 45 schafft, welche von der Linie 42 aus in Richtung gegen die Hinterseite 36 verlaufen, so daß die Schneidkante 40, in der allgemein radialen Richtung des Stirnfräsers gesehen (Fig. 7), eine Kurve mit hohen Bereichen 47 „..j i.-.r·.. d^.wvi,^,,-»? ucstiiieini, woDei üie tiefen Bereiche 49 näher an der Hinterseite 36 liegen. Diese Kirne kann bei der dargestellten besonderen Ausführungsform auch als eine glatte und kontinuierliche Kurve angesehen werden, die in ihrer Konfiguration etwa einer Sinuswelle entspricht oder ihr nahekommt. Die Vertiefungen 45 werden dadurch erzeugt, daß von dem Zahn üblicher Konfiguration mittels eines Stirnfräsers Metall entfernt wird, wobei der Stirnfräser und das vorliegende Werkzeug in zweckentsprechender Weise relativ zueinander bewegt werden.

Die Figuren 4, 5 und 6 sind an axial im Abstand voneinander liegenden entsprechenden Stellen des Zahnes 29 gemäß F i g. 3 genommene Schnittansichten. Fig. 4 zeigt die obengenannten Zahnrückeni'läche 38 und auf dieser Fläche einen der tiefsten Punkte der Schneidkante 40. der mit 51 bezeichnet ist. Dieser Punkt 51 liegt in einem der obengenannten tiefen Bereiche 49, der von einer der Vertiefungen 45 gebildet wird. F i g. 4 zeigt auch einen der höchsten Punkte ^er Schneidkante 40, der mit 53 bezeichnet ist. Es ist ersichtlich, daß der Punkt 51 auf einem kleineren Radius mit Bezug auf die Werkzeugachse als der Punkt 53 liegt. Es ist daher, wenn in Fig. 4, 5 und 6 in Richtung des Pfeiles 55 geblickt wird, eine Reihe von miteinander verbundenen hohen und tiefen Stellen vorhanden, welche die in F i g. 8 wiedergegebene Schneidkante 40 bilden. Dies ist die Schneidkante, die dem Werkstück dargeboten wird, an dem sie ihre Funktion ausüben soll. Die in Fig. 6 mit y bezeichnete Strecke gibt die Amplitude der Schneidkante 40 gemäß F i g. 8 wieder.

Es ist daher ersichtlich, daß. wenn bei der dargestellten Ausführungsform die Schneidkante 40 stumpf wird, weiter nichts zu tun ist, als die Zahnrückenflächen 38 in üblicher Weise mit dem in Fig. 4, 5 und 6 gezeigten Winkel nachzuschleifen, um die Schneidkante 40 wieder zu schärfen.

Fig. 9 ist eine der Fig. 4 ähnliche Schnittansicht eines Zahnes des Stirnfräserrohlings, jedoch zeigt sie den mit den Vertiefungen 45 versehenen Zahn, bevor an ihm eine hinterschnittene Rückenfläche erzeugt worden ist. Bei dieser Ausführungsform verläuft die hier mit 58 bezeichnete Rückenfläche gemäß der Umfangsfläche eines Zylinders, dessen Radius sich von dieser Fläche zur Achse des Werkzeugs erstreckt. Wie aus F i g. 9 ersichtlich, liegen bei dieser Ausführungsform ein Punkt 63, der dem Punkt 53 in Fi g. 4 entspricht, und ein Punkt 61, drr dem Punkt 51 in Fig. 4 entspricht, beide auf dem Umfang des vorgenannten Zylinders. Dadurch, daß an diesem Rohling eine hinterschnittene Rückenfläche entsprechend der Rückenfläche 38 gemäß F i g. 4 vorgesehen wird, wird die Ausführungsform gemäß Fig. 9 in die Ausführungsform gemäß F i g. 4, 5 und 6 umgewandelt. Der Rohling gemäß Fig. 9 kann auch in die Ausführungsform gemäß Fig. 10 und 11 umgewandelt werden.

Fig. 10 und 11 zeigen die Ausbildung des Werkzeugs gemäß der Erfindung, wenn eine Schneidkante von üblicher Art erzeugt werden soll, bei welcher die Schneidkante und im wesentlichen sämtliche Punkte von ihr auf einem konstanten Radius von der Achse ίο des Werkzeugs liegen. Um dieses Endergebnis zu erzielen, ist es notwendig, das Werkzeug in einer dem Fachmann bekannten Weise nachzuschleifen, um die tiefen und die hohen Punkte, die in F i g. 4, 5 und 6 mit 51 bzw 53 hP7pirhnpt trnH 711 pnrfirnAn cn Λαβ

die in Fig. 10 und 11 mit 71 und 73 bezeichneten Punkte erhalten werden, c^:\ jetzt auf dem gleichen Radius mit Beziug auf die Acb-e des Werkzeugs liegen. Diese Ausführungsform wird mit einer primären hinterschnittenen Rückenfläche 78 und einer sekundären hinterschnittenen Rückenfläche 88 versahen, wobei die Rückenfläche 88 mit einer durch die Punkte 71 und 72 hindurchgehenden Tangente einen größeren Winkel als die Rückfläche 78 bildet.
Bei dem in F i g. 9 dargestellten ursprünglichen Rohling ist die Zahnrückenfläche 58 nach Kreisbogen gebildet, und die primäre Fläche 78, die schließlich an dem Zahnrücken geschliffen wird (Fig. 11), verläuft allgemein gemäß einer Sehne oder eines Teiles einer Sehne dieses Kreisbogens.

Für den Fachmann ist ersichtlich, daß als Ergebnis der Ausbildung gemäß der Erfindung die Gestalt der dem Werkstück dargebotenen Schneidkante 40, die in F i g. 8 wiedergegeben ist. in einfacher und wirtschaftlicher Weise unter Anwendung üblicher Schleifverfahren erzeugt werden kann, wenn die Lehre gemäß der Erfindung befolgt wird. Die so erzeugte Schneidkante hat viele Vorteile, u. a. den Vorteil, daß fortlaufende Späne und nicht zusammenhängende »halbmondförmige« Späne erzeugt werden können, und es ist zu bemerken, daß nicht die ganze Länge einer Schneidkante dem Werkstück zu einer Zeit dargeboten wird, wodurch dem Werkzeug eine höhere Lebensdauer und eine bessere Schneidwirkung verliehen werden.

Ein anderes Problem, das mittels der Schneidkante gemäß der Erfindung gelöst ist, ist das bei Nutenerzeugungsvorgängen, die mittels üblicher Schaft- oder Stirnfräser durchgeführt werden, seit langem bestehende Problem. da«i der Fräser das Bestreben hat, zufolge der von der Schneidkante hervorgerufenen Zugkraft auf die eine oder die andere Seite des beabsichtigten Ausmaßes der Nut zu »wandern«, je nachdem, ob das Werkzeug rechtsgängig oder linksgängig arbeitet. Es ist ersichtlich, daß die Schneidkante gemäß der Erfindung fortlaufend von einer linksgängigen Richtung in eine rechtsgängige Richtung übergeht, wenn sie durch die hohen und die tiefen Punkte der Kurve hindurchgeht. Es ergibt sich, daß die gemäß der Erfindung vorgesehene Ausbildung der Schneidkante die Probleme zu beheben vermag, die beispielsweise bei mittels üblicher Schaft- oder Stirnfräser durchgeführten Nutenerzeugungsvorgängen auftreten. Die obenerwähnten weiteren Vorteile werden ebenfalls mit der Ausbildung gemäß der Erfindung erzielt.

Die hohen und tiefen Punkte der Schneidkanten der anderen Fräserzähne 28, 30 und 31 werden außer Phase miteinander angeordnet, um pinen knn-

tinuierlichen und gleichmäßigen Fräsvorgang zu ermöglichen, wenn das Werkzeug fortschreitend rotiert. In anderen Worten ausgedrückt, die Schneidkante 40 an dem Fräserzahn 29 hat, wie aus F i g. 8 ersichtlich, eine Reihe von hohen Bereichen oder Stellen, die axial im Abstand voneinander liegen, und der Abstand zwischen diesen hohen Stellen wird als Steigung bezeichnet. Die hohen Stellen der Schneidkante 40 an den Zähnen 28, 30 und 31 sind mit Bezug aufeinander und mit Bezug auf diejenigen des Zahnes 29 axial versetzt. Wenn beispielsweise die hohen Stellen der Schneidkante des Zahnes 29 eine Steigung von 1/4" (etwa 6,4 mm) haben, dann liegen die entsprechenden hohen Stellen der Schneidkanten der Zähne 28, 30 und 31 fortschreitend in einem Abstand von 1/6" (etwa 1,6 mm) voneinander. Dadurch wird ein Abstand von 1/6" (etwa 1,6 mm) zwischen benachbarten hohen Stellen erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Fräswerkzeug oder Fräswerkzeugrohling, mit einer Mehrzahl von Schneidzähnen, deren jeder eine Spanfläche und eine Freifläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanfläche in mit Bezug auf die Achse des Fräswerkzeugs oder Fräswerkzeugrohlings in axialer Richtung wellenförmig ausgebildet ist.