DE2161031A1

DE2161031A1 - Fräskopf

Info

Publication number: DE2161031A1
Application number: DE19712161031
Authority: DE
Inventors: Anton χ 9123 Ktaffenbach; Leppin Hans χ 6060 Zella-Mehlis Hipp
Original assignee: SCHMALKALDEN WERKZEUG
Current assignee: SCHMALKALDEN WERKZEUG
Priority date: 1971-03-26
Filing date: 1971-12-09
Publication date: 1972-11-30
Also published as: DE2161031C2; FR2131340A5

Description

10. Aug. 1972

Fräskopf

Die Erfindung "betrifft einen Fräskopf für die Herstellung von trapezförmigen Muten, insbesondere von Verzahnungen, "beispielsweise an Kegelrädern mit kreis bogenförmigen Zahnflankenlinien.

Für die Herstellung von trapezförmigen Nuten werden normalerweise Fräsköpfe verwendet, deren Fräsmesser an den Werkzeug— schneiden entsprechend der Querschnittsform der herzustellenden Nuten trapezförmig ausgebildet sind. Die Fräsmesser dieser Werkzeuge sind entweder voll einschließlich des Aufnahmeschaftes aus einem Schneidwerkstoff gefertigt oder als Halter ausgeführt, an dem eine Schneidplatte befestigt ist. Die Befestigung der Sehneidplatte kann durch eine Lötverbindung oder auch mit Hilfe einer mechanischen Klemmeinrichtung vorgenommen sein. Die Gestaltung der Werkzeugschneide jedes Fräsmessers in Übereinstimmung mit der Querschnittsform des Bearbeitungsprofiles hat Nachteile, die sich beim Zerspa— nungsvorgang wegen der verhältnismäßig großen Länge der bei einem Trapezprofil in Eingriff stehenden Schneiden durch große Zerspanungskräfte bemerkbar machen. Die damit verbundene verhältnismäßig hohe thermische Schneidenbelastung führt zu erheblichen Verschleißerscheinungen an den Sohneidkanten· Diese nachteiligen Erscheinungen haben schließlich zur Entwicklung von kreuzverzahnten Fräsern bzw. Fräsköpfen geführt, bei denen abwechselnd jeweils nur eine rechte oder eine linke Schneidkante zum Eingriff kommt. Bisher ist es allerdings noch nicht gelungen, die Nachteile zu beseitigen, die sich bei trapezförmigen Zerspanungsprofilen bezüglich des Aufwandes an hochwertigen Schneidwerkstoffen ergeben. Am ungünstigsten hiervon ist naturgemäß die Ausführung mit voll aus Schneidwerkstoff bestehenden Fräsrnessern betroffen, deren Anwendung folglich nur bei kleineren Werkzeugabmes-

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sungen vertretbar ist. Für größere Werkzeugabmessungen kommen Fräsköpfe, deren Fräsmesser mit aufgelöteten oder geklemmten Schneidplatten "bestückt sind, zweckmäßiger zur Anwendung· Wenn es die Werkzeuggröße zuläßt, so sind letztere d.h.· die Ausführungen mit geklemmten Sohneidplatten, vom vergleichbaren Aufwand an Schaft und Schneidwerkstoff her gesehen, unter den bekannten Werkzeugen die günstigsten. Aber auch bei diesen Fräsköpfen ist der Materialaufwand für die Schneidplatte, bedingt durch die Trapezform, noch sehr hoch· Dabei ist zu bedenken, daß trapezförmige Profilformen in der Technik nicht nur bei sogenannten Prismenführungen, sondern in einem sehr großen Umfang als Gewinde- und 7er-

fc zahnungsprofile für Zerspanungswerkzeuge in Betracht kommen. Auch bei Gewinde- und Verzahnungsfräsern ist grundsätzlich die aus Vollmaterial oder als Schneidplatte ausgeführte Trapezform der Schneidkante entsprechend dem Zahnstangenprofil üblich und bedingt folglich ebenfalls einen verhältnismäßig großen Aufwand an Schneidwerkstoff, wodurch die Herstellungskosten dieser an sich schon sehr teueren Werkzeuge nachteilig beeinflußt werden· Auch die Instandhaltung solcher V/erkzeuge durch den benutzenden Betrieb ist sehr schwierig, v/eil sich die hochverschleißfesten Schneidwerkstoffe nur sehr schwer Dearbeiten lassen, was sich nicht nur auf die Schleifzeiten, sondern auch auf die Genauigkeit des Nachschliffes auswirkt. Diese Gründe haben bei Fräs-

" köpfen allgemeiner Art zur Entwicklung von sogenannten V/endeplatten geführt, die vom Werkzeughersteller mit hoher Genauigkeit hergestellt werden, so daß nacheinander, d.h. nach Verbrauch einer Schneidkante, durch Drehen bzw. Wenden der Schneidplatte eine andere Schneidkante mit sehr großer Lagegenauigkeit zum Einsatz kommen kann· Bei trapezförmigen Schneidplatten würden sich jedoch bei einem gleich gelagerten Einsatz als Wendeplatte für Gewinde- oder Verzahnungsfräsköpfe Schwierigkeiten ergeben, weil die Trapezform wegen den zwei nicht parallel liegenden Seiten fertigungs- und meßteohnisch nur schwer mit hoher Genauigkeit erfaßbar ist· Diese Schwierigkeiten sind naturgemäß deshalb besonders

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groß, da die Wendeplatten bei der Herstellung außerhalb des Fräskopfes geschliffen werden· So wurde "beispielsweise "bei "bekannten Fräs köpf en zum Herstellen von Kreisbogenverzahnungen eine stumpf an ein Stützteil aus Stahl angelötete Schneidplatte verwendet und in eine Nut stirnseitig im Grundkörper eingesetzt und mittels einer Befestigungsschraube über eine Spannplatte in radialer Richtung gespannt· Diese Fräsköpfe besitzen noch verschiedene Hilfsmittel zur Korrektur der Schneidenlage und sind folglich in ihrem konstruktiven Aufbau sehr kompliziert und bei ihrer Verwendung bezüglich der erforderlichen Einstellzeiten sehr aufwendig.

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der an den bekannten Fräskopfausfuhrungen zur Herstellung von trapezförmigen Hüten vorhandenen Nachteile, um die Herstellungs- und Instandhaltungskosten bei derartigen Werkzeugen wesentlich herabzusetzen und um die Leistungsfähigkeit hochverschleißfester Werkstoffe beim Fräsen von Srapezprofilen, insbesondere Verzahnungen, besser zu nutzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Fräsköpfen für die Herstellung von trapezförmigen Nuten, insbesondere von Verzahnungen, eine Schneidplattenform sowie deren Anordnung in einem Fräskopf zu entwickeln. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Fräskopfgrundkörper Wend es dme idplat ten einheitlicher Größe mit unregelmäßiger Sechskantform angeordnet sind. Die unregelmäßige Sechs kantform der Wendeschneidplatten ist hierbei aus drei Paaren parallel gegenüberliegender Seitenflächen gebildet. Es ist vorteilhaft, wenn die an der Wendeschneidplatte vorgesehenen LängsSchneidkanten länger als die Stirnschneid— kanten und die ITebenschneidkanten ausgeführt sind. Zweckmäßigerweise soll der Seitenflächenwinkel 6 an der Wendeschneidplatte kleiner als der doppelte Hutflankenwinkel <*-»_mil sein. Die erfindungsgemäßen Wendeschneidplatten sind im Fräsko-nxgrundkörper in abwechselnder Reihenfolge gej;enein-

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ander in der Größe der Summe der Flächenwinkel X₀ und <£,.

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geneigt anzuordnen. Bei der Herstellung von Veraahnungsprofilen, insbesondere für Kreisbogenverzahnungen, ist es zweckmäßig, zwischen den in abwechselnder Reihenfolge gegeneinander geneigt angeordneten Wendesohneidplatten eine oder mehrere Wendeschneidplatten vorzusehen, deren Anordnung durch eine parallele Lage der Stirnschneidkante zum IJutgrund bestimmt ist«

Für die Herstellung von Kreisbogenverzahnungen werden die Wendesohneidplatten in Ausnehmungen von speziellen Schneidplatt enlialtern aufgenommen, die stimseitig im Fräskopf eingesetzt sind, wobei die räumliche Lage der Ausnehmungen

fc so gewählt ist, daß die Schneiden, unterteilt in Außen-, Grund- und Innenschneiden (Trlplex-4.Ieth.ode) bzv/. in Außen- und Innenschneiden (Spreizrnesser-I.Iethode), in ihrer Gesamtheit das Profil eines Planradzahnes der zu erzeugenden Verzahnung darstellen und gleichzeitig die bei der Zerspanung erforderlichen Freiwinkel erreicht werden. Bei Anwendung der Spreizmessermethode kann jede Wendeschneidplatte zweimal als Außensclineider und zweimal als Innenschneider und bei Anwendung der Triplexmethode zweimal als Außenschneider, zweimal als Innenschneider und viermal als Grundschneider eingesetzt werden. Die Befestigung der Wendeschneidplatten in den Ausnehmungen d-er Schneidplattenhalter kann durch je eine Spannpratze und eine Befestigungsschraube erfolgen.

* Die Befestigung des gesamten Fräsmessers im Fräskopfgrundkörper erfolgt in bekannter Art und Weise. Die erfindungsgemäße Ausführung der Fräsmesser, insbesondere für einen Fräskopf zum Verzahnen von Kegelrädern, gestattet durch die optimale Ausnutzung des Sehne idw erlest off es, durch den Wegfall des aufwendigen Schärfens und durch hohe Lebensdauer der Schneidplattenhalter, Hartmetall bei diesem Bearbeitungsverfaliren wirtschaftlich einzusetzen, wobei eine bedeutende Steigerung der Arbeitsproduktivität und eine Ver-, besserung der Oberflächengüte an den Flanken der verzahnten

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7/erkstücke erzielt wird. Als besonderer Vorteil ist die Verwendung einer einzigen Sclmeidplattenform anzusehen, . sowie deren günstige Größe bezüglich, des Aufwandes an Schneidwerkstoff·

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: Vorder- und Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Wendeschneidplatte

Fig. 2: in eine Ebene projizierte Anordnung der Y/endeschneidplatten eines Triplex-Fräskopfes für Kreisbogenverzahnungen

Fig. 3: Beispiel eines erfindungsgemäßen Schneidplattenhalters mit Wendeschneidplatte

Die Wendeschneidplatte 1 hat in der Vorderansicht die Form eines unregelmäßigen Sechsecks, dessen gegenüberliegende Seiten parallel und gleich lang sind, wovon 4 Seiten als Schneidkanten benutzt v/erden. Die beiden längsten Seiten des Sechsecks kommen als längssehneidkanten 2 für die Zahnflanken und die zu diesen unter dem Seitenflächenwinkel f geneigten Seiten mit der Länge M als Stirnschneidkanten 3 für den Nutgrund 5 des Werkstüokes 6 zum Eingriff. Die verbleibenden zwei Seiten der sechseckförmigen Y/endeschneidplatte 1 sind zu den längsSchneidkanten 2 unter dem Seitenflächenwinkel ρ geneigt und liegen beim Schnittvorgang gegenüber diesen zurück (Fig. 2), was dadurch gewährleistet wird, daß der Seitenflächenwinkel β kleiner ist als der doppelte Nutflankenwinkel o6_min· Dabei ist der Nutflanken

_min

winkel <^_min gleich dem Nutflankenwinkel außer o6_&, der zusammen mit dem Nutflankenwinkel innen JJ* den Profilwinkel ergibt, Die Stirnschneidkanten 3 haben die länge M, die kleiner als die Fußflächenbreite T der Zahnlücke des Werkstückes 6 ist und stehen annähernd senkrecht zur Wlnkelhalbierenden 7 des Winkels (i · Die Wendeschneidplatte 1 kann als Flankenschneider für Außenflanken 8,

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für Innenflanken 9 oder als Grundschneider 10 verwendet werden. Dazu wird die Wendeschneidplatte 1 in Ausnehmungen 11 des Schneidplattenhalters 12 aufgenommen und durch die Anlageflächen 13 und 14 sowie den Zylinderstift 15 in ihrer Lage fixiert und mittels Spannpratze 16 und Spannschraube 17 am Sehneidplattenhalter 12 festgespannt· Die Richtung der Ausnehmung 11 ist jeweils so gewählt, daß die zum Eingriff kommenden Schneidkanten 2 bzw. 3 in ihrer Gesamtheit das Profil eines Planradzahnes der zu erzeugenden Verzahnung ergeben.

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Claims

Patentansprüche :

1. Fräskopf für die Herstellung von trapezförmigen Nuten, insbesondere von Verzahnungen "beispielsweise an Kegelrädern mit kreisbogenförmigen Zahnflankenlinien, "bei dem die das Nutprofil herstellenden Werkzeugschneiden für die Bearbeitung der Hutflanken und des llutgrundes gruppenweise hintereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Fräskopfgrundkörper (6) Wendeschneidplatten (1) einheitlicher Größe mit unregelmäßiger Sechskantform angeordnet sind,

2. Fräskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unregelmäßige Sechskantform der Wendeschneidplatten (1) aus drei Paaren parallel gegenüberliegenden Seitenflächen gebildet ist.

3. Fräskopf nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Wendeschneidplatte (1) vorgesehenen Längs-3Clmeidkanten (2) länger als die Stirnschneidkanten (3) und die ITebenschneidkanten (4) sind,

4. Fräskopf nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitenflächenwinkel β an der Wendeschneidplatte (1) kleiner als der doppelte IlutflankenwinkeloO . ist.

5. Fräskopf nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendeschneidplatte (1) im Fräskopfgrundkörper (6) in abwechselnder Reihenfolge gegeneinander in der Größe der Summe der ITutflankenwinkel o6₀ undo6. geneigt ange-

a ι

ordnet sind.

6. Fräskopf nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den in abwechselnder Reihenfolge gegeneinander geneigt angeordneten Wendeschneidplatten (1) eine oder menrere Wendeschneidplatten (1) vorgesehen sind, deren Anordnung durch eine parallele Lage der Stirn- ;jchneidkante (3) zum Jiutgrund (5) bestimmt ist.

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