DE2333240A1

DE2333240A1 - Fraeswerkzeug

Info

Publication number: DE2333240A1
Application number: DE19732333240
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr Ing Mayer
Original assignee: Walter Montanwerke GmbH
Current assignee: Walter Montanwerke GmbH
Priority date: 1973-06-29
Filing date: 1973-06-29
Publication date: 1975-01-09
Also published as: ATA488174A; DE2333240B2; BE816935R; ES427791A2; GB1479433A; NL7408458A; IT1050525B; SE7408555L; FR2234953A2; JPS5038190A; FR2234953B2; CH578908A5; AT335820B

Description

Patentanwälte Dipl.-fng. W. Scherrmann Dr.-Ing. R. RQger

73 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 24, Postfach 348

Telefon

29. Juni 1973 Stuttgart (0711)356539

359619

PA 27 TÜnae Telegramme Patentschutz

Essllngenneckar Firma Montanwerke Walter GmbH, 74 Tübingen_r Derendincrerstr.

Fräswerkzeug (Zusatz zu Patent. Patentanmeldung P 21 64 496.2)

Die Erfindung betrifft ein insbesondere mit Wendeschneidplatten bestücktes Fräswerkzeug mit einem rundlaufenden Werkzeugkörper, der zur Aufnahme der Schneidplatten bestimmte Ausnehmungen aufweist, in denen die einzelnen, jeweils ein durchgehendes Loch aufweisenden Schneidplatten mindestens auf einer Auflagefläche aufliegend, gegebenenfalls unter Zwischenlage eines Zwischenstückes, mittels eines lösbaren Spannelementes gegen zwei Anlageflächen oder -stellen vorgespannt sind, wobei die in das Loch der einzelnen Schneidplatten eingreifenden, im wesentlichen zylindrischen Spannelemente jeweils in eine Bohrung des Werkzeugkörpers eingefügt sind und jedes der einstückig ausgebildeten Spannelemente am Umfang eines sich an einen Schaftteil anschließenden Spannkopfes eine der Krümmung der Lochinnenwand der Schneidplatte folgend gekrümmte Spannfläche aufweist, die an der Lochinnenwand der Schneidplatte an einer in Umfangsrichtung des Loches begrenzten Druckstelle anliegt und als Kegelmantelfläche oder wenigstens als Ausschnitt einer solchen ausgebildet ist.

409882/0680 " ² "

Bei dem den Gegenstand des Hauptpatentes bildenden Fräswerkzeug verläuft jedes Spannelement in einer von der Achsrichtung des Loches der zugeordneten Schneidplatte um einen - senkrecht zur Auflagefläche im Werkzeugkörper gesehen Winkel kleiner 90° auf wenigstens eine der Anlageflächen oder -stellen der Schneidplatte zu geneigt abweichenden Richtung, wobei die einzelnen Spannelemente jeweils mittels eines Gewindes in die zugeordnete Bohrung des Werkzeugkörpers einschraubbar ausgebildet sind.

Durch die spezielle neuartige Gestaltung dieses Fräswerkzeuges wird erreicht, daß die Schneidplatten von den festgespannten Spannelementen sowohl auf die Auflagefläche als auch gegen die Anlageflächen oder -stellen zu mit beträchtlichen Kräften vorgespannt werden, so daß eine sichere Spannung der Schneidplatten schon bei verhältnismäßig kleiner Verdrehung der Spannelemente erzielt wird. Das umständliche Herausschrauben von Spannelementen mittels einer Vielzahl von Umdrehungen entfällt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieses Fräswerkzeuges kann der Krümmungsmittelpunkt der kreisförmigen Spannfläche jedes Spannelementes exzentrisch zur Längsachse des Spannelementes liegen, wobei auch eine Ausführungsform vorgeschlagen wird, bei der die Spannfläche einer Spirale oder Nockenkurve folgt.

Aufgabe der vorliegenden Zusatzerfindung ist es, das Fräswerkzeug gemäß dem Hauptpatent in dem Sinne weiterzubilden, daß bei Beibehaltung der durch eine verhältnismäßig kleine Verdrehung der einzelnen Spannelemente sich ergebenden wirksamen Spannung der Schneidplatten in der Wahl der Achsrichtung der die Spannelemente aufnehmenden Bohrung des Werkzeug-

409882/0680 - 3 -

körpers eine größere konstruktive Freiheit besteht.

Zur lösung dieser Aufgabe ist das Fräswerkzeug gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Loch jeder Schneidplatte wenigstens im Bereiche der Anlage der Spannfläche an der Lochinnenwand konisch ist und der Winkel zwischen der Achsrichtung des Loches der Schneidplatte und der Achse der das zugeordnete Spannelement aufnehmenden Bohrung des Werkzeugkörpers in der Spannebene im wesentlichen gleich der Differenz des halben Kegelwinkels der Spannfläche am Spannkopf und des halben Kegelwinkels der Lochinnenwand im Bereiche der Anlage der Spannfläche ist.

Verglichen mit dem Fräswerkzeug nach dem Hauptpatent ist bei dem Fräswerkzeug gemäß dem Zusatzpatent somit das Spannelement mit seiner Spannfläche in dem Loch der dazugeordneten Schneidplatte einfach um einen bestimmten Winkel gekippt. Die Löcher in den Schneidplatten sind in der einfachsten Ausführungsform im Spannbereich kegelig. Die Konstruktion kann aber auch derart sein, daß das Loch einer solchen Schneidplatte eine wenigstens einseitig angesenkte zylindrische Bohrung oder doppelkegelförmig ausgebildet ist.

In einer speziellen Ausführungsform können die Winkel derart gewählt sein, daß die ein Spannelement aufnehmende Bohrung koaxial zu der Achse des Loches der zugeordneten Schneidplatte verläuft, oder aber daß die ein Spannelement aufnehmende Bohrung rechtwinklig zur Auflagefläche der zugeordneten Schneidplatte verläuft. Die letztgenannte Ausführungsform ist aus fertigungstechnischen Gründen besonders vorteilhaft, weil dann die die Spannelemente aufnehmenden Bohrungen rechtwinklig zur Auflagefläche verlaufend in den Werkzeugkörper eingebohrt werden können.

409882/0610 - 4 -

Während die Spannelemente bei dem Fräswerkzeug gemäß dem Hauptpatent mittels eines Gewindes in die zugeordneten, als Gewindebohrungen ausgebildeten Bohrungen des Werkzeugkörpers eingeschraubt sind, kann die Anordnung auch derart getroffen werden, daß der zylindrische Schaftteil jedes Spannelementes in einer glattwandigen zylindrischen Bohrung des Werkzeugkörpers verdrehbar geführt und durch einen Bund formschlüssig axial gegen den Werkzeugkörper abgestützt ist und daß der Spannkopf wenigstens im Bereiche der Spannfläche exzentrisch oder spiralig ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform führen die Spannelemente beim Festziehen keine Axialbewegung aus, was abgesehen von der erzielbaren Vereinfachung der Herstellung auch eine Verbesserung der Spannverhältnisse ergeben kann.

Der Spannkopf kann im übrigen mit dem Schaftteil bei jedem Spannelement durch einen kegelstumpfförmigen Teil verbunden sein.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Fräswerkzeug gemäß der Erfindung im axialen Schnitt in einer Seitenansicht im Ausschnitt,

Fig. 2 ein Fräswerkzeug gemäß der Erfindung in einer anderen Ausfuhrungsform in einer Seitenansicht im Ausschnitt und

Fig. 3 ein Fräswerkzeug gemäß der Erfindung in einer dritten Ausführungsform in einer Seitenansicht im Ausschnitt.

409882/0680

Das in den Fig. 1 bis 3 in drei verschiedenen Ausführungsformen jeweils im Ausschnitt dargestellte Fräswerkzeug weist einen rundlaufenden Werkzeugkörper 1 auf, der im Bereiche seines Umfanges Ausnehmungen 2 trägt, die in Gestalt von Nuten ausgebildet sind, in welche Wendeschneidplatten 3 eingesetzt sind. Die aus Hartmetall bestehenden Wendeschneidplatten verfügen jeweils über ein durchgehendes Loch 4 bzw. 4a, das in der Ausführungsform nach den Fig. 1 und kegelförmig und in der Ausführungsform nach Fig. 2 doppelkegelförmig ist und zum Spannen der Wendeschneidplatten mittels eines jeweils zugeordneten Spannelementes 12 bzw. 12a, 12b dient.

Die längs des Umfanges des Werkzeugkörpers 1 verteilten Wendeschneidplatten 3, von denen in den Fig. 1 bis 3 jeweils nur eine dargestellt ist, liegen jeweils auf einer Auflagefläche 5 im Werkzeugkörper 1 breitseitig auf; sie sind außerdem gegen zwei Anlageflächen oder -stellen verspannt, von denen eine bei 6 dargestellt ist. Die Aiiagefläche 6 wird hierbei vom Nutengrund gebildet, während die andere beispielsweise um 90° gegenüber der Anlagefläche 6 verdreht angeordnete in der Zeichnung nicht dargestellte Anlagefläche an einem in den Werkzeugkörper 1 eingesetzten genau maßhaltigen zylindrischen Bolzen ausgebildet sein kann. Anstelle der durchgehend ebenen Anlagefläche 6 können auch zwei diskrete, im Abstand angeordnete Anlagestellen treten, so daß sich eine Zweipunktauflage ergibt. Es ist auch denkbar, wenigstens eine der Anlageflächen an einem Zwischenstück auszubilden, das im Bereiche jeder Ausnehmung 2 in den Werkzeugkörper 1 eingesetzt wird..

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 ist jedes der im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten einstückigen Spannelemente 12 bzw. 12a mit einem Gewindeansatz 13 bzw. 13a

409882/0680

in eine von der Auflagefläche 5 des Werkzeugkörpers 1 ausgehende Bohrung 14 des Werkzeugkörpers 1 einschraubbar. Die Achsrichtung der Bohrung 14 und damit des· zugeordneten Spannelementes 12 bzw. 12a ist mit 15 bezeichnet, während die Achsrichtung des Loches 4 der zugeordneten Wendeschneidplatte 3 jeweils durch eine Gerade 16 angedeutet ist. Der Winkel zwischen der Achse 15 des Spannelementes 12 und der Achse 16 des Loches 4 der Wendeschneidplatte 3 in der der Schnittebene entsprechenden Spannebene ist in:Fig. 1 mit Λ bezeichnet.

Das Spannelement 12 bzw. 12a bzw. 12b weist jeweils einen zylindrischen Schaftteil 18 bzw. 18a bzw. 18b auf, der in einem zylindrischen Teil 180 der Bohrung 14 geführt und mit dem ein Spannkopf 19 verbunden ist, der an seinem Umfang eine als Kegelmantelfläche ausgebildete Spannfläche trägt. Der Spannkopf 19 ist exzentrisch zur Achse 15 des Spannelementes 12 bzw. 12a bzw. 12b angeordnet; er ist im Querschnitt kreissymmetrisch, wobei sein maximaler Durchmesser kleiner als der kleinste Durchmesser des Loches 4 der Wendeschneidplatte 3 ist. Die Spannfläche 20 ist ersichtlich im wesentlichen der Krümmung der Innenwand des Loches 4 folgend gekrümmt; sie liegt an der Innenwand des Loches 4 der Wendeschneidplatte 3 jeweils an einer in Umfangsrichtung des Loches flächenmäßig eng umgrenzten, d.h. sich nicht über den ganzen Lochumfang erstreckenden Druckstelle bei 21 an.

Der Spannkopf 19 kann im übrigen auch zu dem Schaftteil 18 bzw. 18a bzw. 18b zentrisch angeordnet oder lediglich über einen bestimmten Sektor kegelförmig ausgebildet sein. Auch kann die die Spannfläche 20 enthaltende Mantelfläche des Spannkopfes eine spiralenförmigeQuerschnittsform aufweisen oder einer beliebigen Hubkurve folgen.

409882/0680 _ _η _

IH,

Der halbe Kegelwinkel der Spännfläche 20 am Spannkopf 19 ist jeweils mit β bezeichnet, während der halbe Kegelwinkel der Innenwand des Loches 4 im Bereiche der Anlage der Spannfläche 20 die Bezeichnung L*- trägt.

Bei allen in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen gilt, wie aus der Zeichnung zu entnehmen, die Winkelbeziehung :

« ■ fi -

d.h. der Winkel zwischen der Achsrichtung 16 des Loches einer Wendeschneidplatte 3 und der Achse 15 der das zugeordnete Spannelement 12 bzw. 12a bzw. 12b aufnehmenden Bohrung 14 des Werkzeugkörpers 1 in der Spannebene ist im wesentlichen gleich der Differenz des halben Kegelwinkels fl am. Spannkopf 19 und des halben Kegelwinkels /* der Lochinnenwand im Bereiche der Anlage der Spannfläche 2O.

Während bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 3 die erwähnte Winkeldifferenz einen Wert kleiner 90° aufweist, ist bei der Ausführungsform nach Fig. 2 der Wert dieser Winkeldifferenz gleich Null. Dies bedeutet, daß die das Spannelement 12a aufnehmende Bohrung 14 rechtwinklig zu der Auflagefläche 5 des Werkzeugkörpers 1 bei jeder Wendeschneidplatte 3 verläuft, wodurch sich sehr einfache Herstellungbedingungen ergeben. In einer nicht dargestellten Ausführungsform könnte die Anordnung auch derart getroffen werden, daß lediglich die Achse 15 beispielsweise des Spannelementes und die Achse 16 des zugeordneten Loches 4 der Wendeschneidplatte 3 zusammenfallen, ohne daß deshalb die Bohrung rechtwinklig auf der Auflagefläche 5 steht.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von jenen nach den Fig. 1 und 2 dadurch, daß das Spannelement 12b

409882/0680 - 8 -

COPY

lediglich einen zylindrischen Schaftteil 18b aufweist, mit dem es in der glattwandigen zylindrischen Bohrung 180 geführt ist. An den Schaftteil 18b schließt sich endseitig dem Spannkopf 19 gegenüberliegend ein im wesentlichen zylindrischer Bund 30 an, der sich in Achsrichtung gegen eine Ringschulter des Werkzeugkörpers 1 abstützt, die durch eine entsprechende Ausnehmung 32 des Werkzeugkörpers 1 gebildet ist.

Bei allen Ausfuhrungsformen weist das Spannelement 12 bzw. 12a bzw. 12b vorzugsweise im Bereiche der Stirnfläche des Spannkopfs 19 eine Einrichtung zum Ansatz eines Spannwerkzeuges, beispielsweise eines Innensechskantschlüssels auf, die im einzelnen nicht dargestellt ist.

Wird das Spannelement 12 bzw. 12a bzw. 12b mittels eines solchen Spannwerkzeuges im richtigen Sinne verdreht, so wird auf die zugeordnete Wendeschneidplatte 3 über die Spannfläche 20 und die Innenwand des Loches 4 bzw. 4a wegen der speziellen Lage der beiden Achsen 15, 16 und der speziellen Wahl der halben Kegelwinkelfl ι ^*" eine Kraft ausgeübt, die eine auf die Auflagefläche 5 zugerichtete und eine auf die Anlagefläche 6 zu weisende Komponente aufweisen. Ist noch, wie eingangs erwähnt, eine weitere nicht dargestellte Anlagfflache vorhanden, so kann durch entsprechende windschiefe Anordnung der Achse 15 auch eine auf diese weitere Anlagefläche zugerichtete Kraftkomponente erzeugt werden.

Unter der Wirkung dieser Kraftkomponenten wird die Wendeschneidplatte 3 fest gegen die Auflagefläche und die Anlagefläche 6 sowie gegebenenfalls die zusätzliche weitere Anlagefläche verspannt.

409882/0680

COPY

Bei diesem Spannen der Wendeschneidplatte 3 führt bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 das Spannelement 12 bzw. 12a eine gewisse Axialbewegung aus, weil es bei der zum Spannen dienenden Drehbewegung tiefer in die Gewindebohrung 14 eingeschraubt wird. Demgemäß findet auch eine geringfügige Axialverschiebung der ßpannfläche 2O auf der Innenwand des zugeordneten Loches 4 der Wendeschneidplatte 3 statt.

Im Gegensatz hierzu wird das Spannelernent 12b der Ausführungsform nach Fig. 3 beim Spannen der Wendeschneidplatte 3 lediglich verdreht, wobei es durch den an der Ringschulter 31 sich abstützenden Bund 30 axial unbeweglich gehalten ist.

Wird die Winkelbeziehung CK. — fi - J*" exakt eingehalten, so liegt die Spannfläche 20 längs einer Mantellinie an der Innenwand des Loches 4 der zugeordneten Wendeschneidplatte 3 an. Es sind aber auch Fälle denkbar, bei denen diese Winkelbeziehung lediglich angenähert erfüllt ist,ohne daß hierdurch die Spannverhältnisse wesentlich nachteilig beeinflusst werden.

Der Spannkopf 19 ist im übrigen mit dem Schaftteil 18 bzw. 18a bzw. 18b durch einen konischen Teil 190 verbunden.

-1O-

409882/0610

COPY

Claims

Paten tan sprüche

1. Die Erfindung betrifft ein insbesondere mit Wendeschneidplatten bestücktes Fräswerkzeug mit einem rundlaufenden Werkzeugkörper, der zur Aufnahme der Schneidplatten bestimmte Ausnehmungen aufweist, in denen die einzelnen, jeweils ein durchgehendes Loch aufweisenden Schneidplatten mindestens auf einer Auflagefläche aufliegend, gegebenenfalls unter Zwischenlage eines Zwischenstückes, mittels eines lösbaren Spannelementes gegen zwei Anlageflächen oder -stellen vorgespannt sind, wobei die in das Loch der einzelnen Schneidplatten eingreifenden, im wesentlichen zylindrischen Spannelemente jeweils in eine Bohrung des Werkzeugkörpers eingefügt sind und jedes der einstückig ausgebildeten Spannelemente am Umfang eines sich an einen Schaftteil anschließenden Spannkopfes eine der Krümmung der Lochinnenwand der Schneidplatte folgend gekrümmte Spannfläche aufweist, die an der Lochinnenwand der Schneidplatte an einer in Ümfangsrichturig des Loches begrenzten Druckstelle anliegt und als Kegelmantelfläche oder wenigstens als Ausschnitt einer solchen ausgebildet ist (nach Patent ........ Patentanmeldung P 21 64 496.2) dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (4) jeder Schneidplatte (3) wenigstens im Bereich der Anlage der Spannfläche (2O) an der Lochinnenwand konisch ist und der Winkel (OC) zwischen der Achsrichtung (16) des Loches (4) der Schneidplatte (3) und der Achse (15) der das zugeordnete Spannelement (12, 12a, 12b) aufnehmenden Bohrung (14) des Werkzeugkörpers (1) in der Spannebene im wesentlichen gleich der Differenz des halben Kegelwinkels (/3) der Spannfläche (20) am Spannkopf (19) und des halben Kegelwinkels (^) der Lochinnenwand im Bereiche der Anlage der Spannfläche (20) ist.

409882/0680

- 11 -

2. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (4a) der Schneidplatte (3) doppelkegelförmig ist.

3. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (4) der Schneidplatte (3) eine wenigstens einseitig angesenkte zylindrische Bohrung ist.

4. Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ein Spannerelement (12,12a, 12b) aufnehmende Bohrung (14,180) koaxial zu der Achse (15) des Loches (4) der zugeordneten Schneidplatte (3) verläuft.

5. Fräswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ein Spannelement (12a) aufnehmende Bohrung (14) rechtwinklig zur Auflagefläche (5) der zugeordneten Schneidplatte (3) verläuft.

6. Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Schaftteil (18) jedes Spannelementes (12b) in einer glattwandigen zylindrischen Bohrung (180) des Werkzeugkörpers (1) verdrehbar geführt und durch einen Bund (30) formschlüssig axial gegen den Werkzeugkörper (1) abgestützt ist und daß der Spannkopf (19) wenigstens im Bereiche der Spannfläche (20) exzentrisch oder spiralig ausgebildet ist.

7. Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkopf (19) mit dem Schaftteil (18) durch einen kegelstumpfförmigen Teil (190) verbunden ist.

409882/0680

COPV

Leerseite