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Titel: Kombiniertes Bohr- und Fräswerkzeug.
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Die Erfindung betrifft ein kombiniertes Bohr- und Fräswerkzeug mit
einem Schaft, der Schneiden an seiner Stirnseite und an seinem Umfang aufweist.
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Es sind derartige kombinierte Bohr- und Fräswerkzeuge bekannt, mit
welchen man auf eine begrenzte Tiefe bohren und anschließend durch Veränderung der
Vorschubrichtung rechtwinklig zum vorhergehenden Bohrvorgang fräsen kann.
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Derartige kombinierte Bohr- und Fräswerkzeuge werden z.B. zur Herstellung
von Nuten eingesetzt, welche sich nicht bis zur Werkstückaußenkante erstrecken,
z.B.
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Nuten die zur Aufnahme von Paßfedern bestimmt sind.
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Hierbei muß das kombinierte Bohr- und Fräswerkzeug am einen Nutenende
zunächst das Werkstück anbohren und dann einen Vorschub senkrecht zur Werkzeugachse
bis zum anderen Nutenende machen. Dort wird das Werkzeug wieder bohrend in achsialer
Richtung in das Werkstück hineinbewegt um anschließend wieder senkrecht zu seiner
Schaftachse fräsend zum Nutenanfang zurückbewegt zu werden. Bei den bisher bekannten,
kombinierten Bohr-und Fräswerkzeugen sind å jedoch die beim Bohren erreichbaren
achsialen Zustellbewegungen ( Bohrtiefen ) auf wenige hotel Millimeter beschränkt,
sodaß der beschriebene Bohrvorgang mit anschließendem Fräsen bei der Herstellung
einer Paßfeder-Nut mehrmals wiederholt werden muß, was eine erhebliche Bearbeitungszeit
erfordert. Außerdem bestehen die bisher bekannten kombinierten Bohr- und Fräswerkzeuge
aus Vollmaterial, entweder aus Hochleistungsschnellstahl oder aus Hartmetall.
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Derartige Vollmaterialerzeuge bedingen nicht nur einen erheblichen
Herstellungsaufwand sondern ihre Schneiden sind auch sehr schwierig nechzuschleifen
und setzen
entsprechende Schleifmaschinen voraus.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kombiniertes Bohr- und
Fräswerkzeug der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches billiger in der Herstellung
und einfacher zu warten ist und welches ferner größere Bohrtiefen und damit auch
eine Verkürzung der Bearbeitungszeit ermöglicht.
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Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Schneiden durch
jeweils eine Schneidkante von Wendeschneidplatten mit dem Grundriß eines gleichseitigen
Dreiecks gebildet sind, von denen eine erste Wendeschneidplatte an dem vorderen
Ende des Schaftes so angeordnet ist, sodaß ihre wirksame Schneidkante als Bohrschneide
radial vom Umfang des Schaftes zu denen Achse hin erstreckt, diese geringfügig überschreitet
und von außen nach innen in achsialer Richtung etwas zurückfällt, und von denen
eine zweite Wendeschneidplatte um 1800 in Umfangsrichtung gegenüber der ersten Wendeschneidplatte
versetzt am vorderen Ende des Schaftes so angeordnet ist, daß sich ihre wirksame
Schneidkante als Frässchneide parallel zur Schaftachse erstreckt und über den Umfang
des Schaftes geringfügig vorsteht.
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Ein derartiges kombiniertes Bohr- und Fräswerkzeug, ist verhältnismäßig
einfach in der Herstellung, denn sein Schaft braucht weder aus IIochleistungsschnellstahl
noch aus Hartmetall zu bestehen. In dem Schaft brauchen lediglich Aussparungen zur
Aufnahme der Wendeschneidplatten ausgefräst zu werden. Die Wendeschneidplatten werden
auf gesonderten Maschinen in großer Stückzahl hergestellt und können sehr maßgenau
erzeugt werden. Sie haben eine sehr präzise Wiederhol-Genauigkeit, wenn sie am Schaft
gewendet oder gewechselt werden. Da das erfindungsgemäße Werkzeug mit Wendeschneidplatten
ausgerüstet ist, braucht es nicht nachgeschliffen werden sondern es ist lediglich
ein Umsetzen der Wendeschneidplatten
oder ein Auswechseln erforderlich.
Somit entfallen auch Einrichtungen zum Nachschleifen des Werkzeuges.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß die Ecken
der Wendeschneidplatten abgerundet und die in Achsrichtung vordere Ecke'der zweiten
Wendeschneidplatte gegenüber der radialen äußeren Ecke der ersten Wendeschneidplatte
in achsialer Richtung etwas vorsteht. Hierdurch wird erreicht, daß beim Bohren die
radial-äußere Ecke der ersten Wendeschneidplatte entlastet ist, denn die in Achsrichtung
vordere Ecke der zweiten Wendeschneidplatte schneidet beim Eintauchen des Werkzeuges
in das Werkstück jeweils eine kreisförmige Rille vor. Außerdem wird beim Fräsen
erreicht, daß der Grund der Nut nur von der vorderen Ecke der zweiten Wendeschneidplatte
bearbeitet wird, sodaß eine saubere und glatte Oberfläche entsteht.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen
Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Da das erfindungsgemäße kombinierte Bohr- und Fräswerkzeug eine vollständig
und richtig ausgebildete Bohrschneide aufweist, können in einem Arbeitsgang auch
größere Bohrtiefen erreicht werden. So läßt sich eine Paßfeder-Nut mit dem neuen
Bohrwerkzeug nunmehr so herstellen, daß mit dem neuen Werkzeug zunächst auf die
volle Tiefe der gewüns#hten Nut gebohrt wird und dann durch anschließende Bewegung
des Werkzeuges senkrecht zu seiner Drehachse die Nut auf voller Tiefe ausgefräst
wird. Das erfindungsgemäße Werkzeug besitzt dabei die Leistung eines Hartmetall-Werkzeuges,
es ermöglicht also Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe, wie sie Hartmetall-Werkzeugen
zu eigen sind.
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Dies gilt sowohl für den Bohr-, wie auch für den Fräsgang.
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Die Verwendung von Wendeschneidplatten mit dem Grundriß eines gleichseitigen
Dreiecks hat den Vorteil, daß diese verhältnismäßig wenig Platz benötigen und sich
ohne gegenseitige Behinderung am Schaft des Werkzeuges unterbringen lassen.
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Es soll nicht unerwähnt bleiben, daß bereits Wendeschneidplatten bei
Werkzeug verwendet worden sind, die entweder speziell nur zum Bohren oder nur zum
Fräsen bestimmt sind.
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Will man mit derartigen Werkzeugen beispielsweise Paß-Nuten herstellen,
so ist es erforderlich nach dem Bohren das Bohrwerkzeug gegen ein Fräswerkzeug auszutauschen.
Die Werkzeug-Wechsel zeiten entfallen mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug.
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Die Erfindung ist in folgendem, anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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In der Zeichnung ist das erfindungsgemäße kombinierte Bohr- und Fräswerkzeug
in Seitenansicht dargestellt.
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Der Schaft 1 weist an seinem vorderen Endeda eine erste Ausnehmung
2 zur Aufnahme einer ersten Wendeschneidplatte 3 auf, die aus Hartmetall besteht.
Diese Wendeschneidplatte 3, wie auch alle übrigen bei dem kombinierten Bohr- und
Fräswerkzeug verwendeten Wendeschneidplatten 4, 5, 6, besitzt den Grundriß eines
gleichseitigen Dreiecks. Jede Seitenkante dieses Dreiecks bildet eine Schneidkante.
Die Schneidkanten der Wendeschneidplatte 3 sind mit 3a, 3b, 3c bezeichnet. Zweckmäßig
weist die Wendeschneidplatte 3 an jeder Schneidkante 3a, 3b, 3c Spanleitstufen 7
auf, die sich bis zu den Ecken 8 erstrecken. Bezüglich der übrigen Schneidplatten
4, 5, 6 gilt das gleiche. Weiterhin sind die Ecken 8 der Wendeschneidplatten 3-6
zweckmäßig abgerundet,
wie es in der Zeichnung dargestellt ist.
Jede Wendeschneidplatte 3 - 6 weist vorteilhaft eine zentrale Bohrung auf und ist
durch je eine Halteschraube 11 am Schaft < befestigt, deren Kopf in der Wendeschneidplatte
weitgehend versenkt angeordnet ist.
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Die Wendeschneidplatte 3 ist nun am vorderen Ende 1a des Schaftes
< so angeordnet, daß sich ihre wirksame Schneidkante 3a als Bohrschneide radial
vom Umfang Ib des Schaftes zu dessen Achse A hin erstreckt und diese Achse geringfügig
überschreitet. Die Schneidkante 3a ist dabei so angeordnet, daß sie von außen nach
innen in achsialer Richtung etwas zurückfällt. Dies bedeutet, daß der Winkel ot
den die wirksame Schneidkante 3a mit der Schaftachse A einschließt, etwas größer
ist als.
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900, vorzugsweise etwa 920 950 Hierdurch wird erreicht, daß beim Bohren
der über die Schaftachse hinausragende kleine Teil der Schneidkante freiläuft und
nicht mit dem Werkstück in Berührung ist.
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Am vorderen Ende 1a des Schaftes ist in einer weiteren 0 um "800 in
Umfangsrichtung versetzten Aussparung 10 die zweite Wendeschneidplatte 4 so angeordnet,
daß sich ihre wirksame Schneidkante 4a als Fräserschneide parallel zur Schaftachse
A erstreckt und über den Umfang Ib des Schaftes geringfügig vorsteht. Weiterhin
ist aber auch die zweite Wendeschneidplatte zweckmäßig so angeordnet, daß ihre in
Achsrichtung vordere Ecke 9 gegenüber der radial äußeren Ecke 8 der ersten Wendeschneidplatte
3 in achsialer Richtung um den Betrag a von beispielsweise etwa 0,1;l3nm vorsteht.
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Zur Herstellung der bereits eingangs erwähnten Paßfeder-Nut erhält
das erfindungsgemäße, sich drehende Werkzeug einen Bohrvorschub in Richtung B. Hierbei
dringt die etwas vorstehende Ecke 9 der zweiten Schneidplatte 4
zunächst
in das Werkstück ein und zieht eine Ringrille.
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Unmittelbar danach dringt auch die wirksame Schneidkante 3a der ersten
Wendeplatte 3, also die Bohrschneide in das Werkstück ein und bohrt dasselbe. Die
Ecke 9 der zweiten Wendeschneidplatte eilt der radial äußeren Schneidkante 8 der
ersten Wendeschneidplatte ständig voraus und bildet die erwähnte Ringrille. Ist
die gewünschte Tiefe der Paßfedernut erreicht, so wird der Bohrvorschub abgeschaltet
und der Fräsvorschub eingeschaltet, so daß sich nunmehr das Werkzeug in Richtung
F senkrecht zu der Schaftachse bewegt. Hierbei fräst die mantellinienparallele wirksame
Schneidkante 4a der Wendeschneidplatte 4 in das Werkstück eine Nut, wobei die Ecke
9 dieser Wendeschneidplatte 4 den Nutengrund bearbeitet. Die Pnßfeder-Nut kann also
in einem Arbeitsgang in voller Tiefe gebohrt und gefräst werden.
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Wird cine Frästiefe gewünscht, die größer ist als die Länge der wirksamen
Schneidkante 4a der zweiten Schneidplatte 4,so kann zweckmäßig auf dem gleichen
Radius die die erste Wendeschneidplatte 3 eine dritte Wendeschneidplatte 5 in achsialer
Richtung versetzt vorgesehen sein, wobei deren wirksame Schneidkante 5a wiederum
parallel zur Schaftachse A angeordnet ist. Gegebenenfalls kann auch eine weitere
Wendeschneidplatte 6 auf dem gleichen Radius angeordnet sein wie die zweite Schneidplatte
4.
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Wenn auf dem gleichen Radius wie die Wendeschneidplatte 3 eine dritte
Wendeschneidplatte 5 angeordnet ist, so ist es zweckmäßig, für beide Wendeschneidplatten
3,5 einen gemeinsamen Spanraum 11 in den Schaft vorzusehen, der sich in etwa bis
zur Schaftachse A erstreckt.
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Erwähnt sei noch, daß vorteilhaft die wirksame Schneidkante 4a der
zweiten Wendeschneidplatte 4 einen geringfügig größer radialen Abstand R1 von der
Schaftachse A hat als die äußere Ecke 8 der ersten Wendeschneidplatte3, die den
radialen Abstand R2 besitzt. R1 sollte dabei um etwa 0,1 mm größer sein als R2.
Hierdurch wird die Ecke 8 der als Bohrerschneide wirkenden Schneidkante 3a weiter
entlastet. Außerdem wird eine saubere und stufenlose Oberfläche der Nut erreicht.
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Da das erfindungsgemaße Bohrwerkzeug eine sehr gute Zerspanungsleistung
aufweist, ist auch auf eine gute Spanabfuhr zu achten. Eine besonders vorteilhafte
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Werkzeuges besteht darin, daß an die erste und
zweite Wendeschneidplatte je ein in Vorschubrichtung und in Drehrichtung gewendelter
Spankanal anschließt und daß im Verlauf dieses Spankanales weitere Wendeschneidplatten
so angeordnet sind, daß die dritte Wendeschneidplatte dem gleichen Spankanal zugeordnet
ist wie die erste, jedoch gegenüber dieser in Achs- und Umfangarichtung versetzt
angeordnet ist und daß die vierte Wendeschneidplatte dem gleichen Spankanal zugeordnet
ist wie die zweite, å jedoch gegenüber dieser in Achs- und Umfangsrichtung versetzt
angeordnet ist.