DE2937585C2

DE2937585C2 - Fräswerkzeug oder Fräswerkzeugrohling

Info

Publication number: DE2937585C2
Application number: DE2937585A
Authority: DE
Inventors: Alfonso Anjou Quebec Minicozzi
Original assignee: IMW Industries Inc
Current assignee: MINICOZZI, ALFONSO, ANJOU, QUEBEC, CA
Priority date: 1979-01-05
Filing date: 1979-09-18
Publication date: 1982-12-23
Also published as: SE7907792L; SE440037B; DE2937585A1; JPH0215328B2; GB2026915B; GB2026915A; FR2445749A1; IT1121024B; US4212568A; JPS5596212A; CA1097899A; FR2445749B1; BR7905879A; IT7968806A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug oder einen Fräswerkzeugrohling nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Es sind Fräswerkzeuge bekannt (DE-AS 20 21 688), die eine Mehrzahl von Schneidzähnen, deren jeder eine Spanfläche und eine Freifläche aufweist, wobei die Spanfläche mit Bezug auf die Achse des Fräswerkzeugs oder Fräswerkzeugrohlings in axialer Richtung wellenförmig ausgebildet ist.

Dieser Fräser hat jedoch den Nachteil, daß die entstehenden Späne kontinuierlich sind und zu einem erheblichen Teil im Arbeitsbereich verbleiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fräswerkzeug oder einen Fräswerkzeugrohling der genannten Art zu schaffen, welches bzw. welcher unter Wahrung der Vorteile einer wellenförmig ausgestalteten Spanfläche die Erzeugung günstig geformter, diskontinuierlicher Späne bewirkt, die leicht abfließen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auch die Freiflächen wellenförmig ausgebildet sind, in der Weise, daß die Schneidkante durch mit der Wellung entsprechendem Abstand angeordneteJÄusnehmungen kreisförmigen Querschnitts mit relativ großem Radius unterbrochen sind, wobei den so gebildeten Schneidkantenabschnitten im wesentlichen konkave Partien der zugehörigen Spanflächen zugeordnet sind und daß die Schneidkantenabschnitte jeweils einen über ihre Länge kontinuierlich größer und wieder kleiner werdenden Spar.winkel aufweisen.

Quervertiefungen kreisförmigen Querschnitts mit relativ großem Radius in den Freiflächen sind zwar aus der US-PS 35 48 446 an sich bekannt.

Die in den Freiflächen vorgesehenen Ausnehmungen kreisförmigen Querschnitts mit relativ großem Radius, die die Schneidkanten unterbrechen, erzeugen relativ kleine, diskontinuierliche Späne, und zwar auch bei tiefen oder starken Schnitten. Dies führt dazu, daß die Belastung der Schneidkanten des Werkzeuges sinkt, wodurch der Werkzeugverschleiß herabgesetzt wird.

verhältnismäßig flache

Dadurch, daß die Schneidkantenabschnitte jeweils einen über ihre Länge kontinuierlich größer und kleiner werdenden Spanwinkel aufweisen, wird ein Span erzeugt, weicher in Verbindung mit der wellenförmigen Ausbildung der Freiflächen die Tendenz hat, sich selbst aus dem Arbeitsbereich zu entfernen. Weiterhin ist es von Bedeutung, daß das Werkzeug relativ einfach herzustellen und mittels geeigneter Geräte, die zum Schärfen eines herkömmlichen Schneidwerkzeuges dieser Art verwendet werden, geschliffen werden kann, so daß also der Benutzer die Werkzeuge ohne kostspielige Spezialausrüstung leicht neu schärfen kann, wobei es nicht notwendig ist, das Werkzeug einem Hersteller oder an eine Spezialwerkstatt zum Schärfen oder neu Schärfen zurückzusenden.

Der Unteranspruch kennzeichnet eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfinderischen Gedankens derart, daß die Anordnung der Schneidkanten jedes Zahnes in besonders geeigneter Weise relativ zu den Schneidkanten der übrigen Zähne, insbesondere gegenüber dem in Drehrichtung vorangehenden Zahn, vorgeschlagen wird.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Dabei zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fräswerkzeuges in der Seitenansicht;

F i g. 2 das Fräswerkzeug von F i g. 1 in der Endansicht;

F i g. 3 eine Abwicklung des Schneidabschnittes des Fräswerkzeuges von F i g. 1;

F i g. 4 in Seitenansicht ein Längsstück der Schneidkante eines typischen Zahnes;

F i g. 5 einen Längsschnitt durch die Mitte des Zahnlängenstückes von F i g. 4;

F i g. 6 in vergrößertem Querschnitt einen typischen Zahn.

Die Fig. 1 und 2 lassen ein Fräswerkzeug mit einem Schaftabschnitt 5 und einem Schneidabschnitt C erkennen. Bei dem speziellen Ausführungsbeispiel des dargestellten Fräsers weist der Schneidabschnitt sechs Zähne 1 bis 6 auf, die sich in paralieler Spiralanordnung vom Schaftende des Schneidabschnittes zum freien Ende des Schneidabschnittes erstrecken.

Wie am besten in F i g. 6 zu erkennen ist, weist jeder Zahn eine Spanfläche 10, eine Endfläche 11 und eine Freifläche 12 auf, welche die Steg und Freiflächen verbinden. Der in F i g. 6 gezeigte Zahn ist zylindrisch geschliffen worden, um die Freifläche zu hinterarbeiten und eine Schneidkante 13 zu bilden. Das Hinterarbeiten der Freifläche erfolgt dadurch, daß die Freifläche zunächst so geschliffen wird, daß eine Neigung oder ein »sekundärer« Zwischenraum entsteht, die bzw. der von der Spanfläche 10 zur Endfläche 11 verläuft. Der sekundäre Freiraum ist in der Zeichnung mit dem Bezugszeichen 12a bezeichnet. Anschließend wird die Kante an der Schneidfläche weggeschliffen, um einen primären Freiraum 12b zu schaffen.

Wie sich am besten aus F i g. 6 ergibt, schließen die strichpunktierte Linie X, die durch die Längsachse A des Fräswerkzeuges und durch die Schneidkante des dargestellten Zahnes verläuft, und die strichpunktierte Linie Y, welche die Neigung der Spanfläche 10 an der Schneidkante angibt, einen Winkel Φ von weniger als 180° ein, was in dem Sinne, in dem dieser Ausdruck in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, bedeutet, daß die Schneidkante einen positiven Spanwinkel gegenüber der Längsachse des Fräsers hat. Jede Freifläche ist durch eine Vielzahl von mit Abstand

angeordneten Ausnehmungen 14 unterbrochen, die, wie sich am besten aus F i g. 4 ergibt, verhältnismäßig flach sind und einer, kreisförmigen Querschnitt mit relativ großem Radius aufweisen. Die Wirkung der Vielzahl von mit Abstand angeordneten Ausnehmungen 14, die in jeder der Freiflächen gebildet sind, btsteht darin, daß an jedem Zahn eine Vielzahl von Schneidkanten 13 gebildet wird, und zwar an der Schnittstelle der Spanfläche mit den ununterbrochenen Abschnitten der Freifläche. Weiterhin ist zu beachten, daß, wie am besten in F i g. 5 erkennbar ist, die Endfläche und die Stirnfläche jedes Zahnes wellenförmige Oberflächen aufweisen, die, betrachtet man sie im Schnitt, eine Sinuskurve bilden. Mk anderen Worten also alternieren die Oberflächen der Spanfläche und der Stirnfläche kontinuierlich zwischen konkav und konvex bzw. umgekehrt von einem Ende des Schneidabschnittes zum anderen. In der Zeichnung sind die konkaven Abschnitte der Oberflächen der Spanfläche mit 20c und die konvexen Abschnitte der Spanflächenobtrflächen mit 21c bezeichnet, während die konkaven Abschnitte der Endflächenoberflächen mit 2Of und die konvexen Abschnitte der Endflächenoberflächen mit 21t bezeichnet sind. Selbstverständlich sind, weil die Spanflächenoberfläche eines Zahnes und die Endflächenoberfläche des benachbarten Zahnes simultan in der vorstehend beschriebenen Weise mittels eines Nutenfräsers geformt werden, die jeweiligen konvexen und konkaven Abschnitte miteinander ausgerichtet.

Vorzugsweise sind die konkaven Abschnitte einer Spanflächenoberfläche mit den Schneidkanten ausgerichtet, wie in F i g. 4 dargestellt, während die konvexen Abschnitte der Spanfläche mit den Ausnehmungen 14 ausgerichtet sind. Diese gegenseitige Zuordnung läßt sich leicht durch geeignete Anordnung der Schablone, welche jeden Längsdurchgang des Nutenfräsers in der vorstehend beschriebenen Weise bestimmt, erreichen.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Fräswerkzeuges nach der vorstehenden Beschreibung bewirkt eine Anzahl von Vorteilen, die sich in besseren Betriebseigenschaften, sehr befriedigenden Verschleißeigenschaften, leichter Herstellbarkeit und verhältnismäßig einfacher Wartung des Werkzeuges zeigen. Der letztgenannte Effekt ergibt sich, weil das erfindungsgemäße Fräswerkzeug trotz seiner verhältnismäßig ungewöhnlichen Form mittels herkömmlicher Geräte geschärft werden kann, die normalerweise in jeder beliebigen Werkstatt verfügbar sind, in der der Fräser verwendet werden könnte.

Ein anderes unmittelbares Ergebnis der versetzten wellenförmigen Spanflächenoberflächen, die in den Zähnen geformt sind, besteht darin, daß die Distanz von Schneidkante zu Schneidkante benachbarter Zähne in jeder beliebigen Ebene quer zur Achse des Werkzeugs bei unterschiedlichen Zahnpaaren unterschiedlich ist. Betrachtet man nämlich F i g. 2, die eine Ansicht des Werkzeuges in einer Querebene wiedergibt, weiche dem freien Ende des Schneidabschnittes des Werkzeuges entspricht, so ist jede Distanz zwischen den Schneidkanten der Zähne 1 und 2, mit »B« bezeichnet, unterschiedlich von der Distanz zwischen den Schneidkanten der Zähne 2 und 3, mit »C« bezeichnet. Dieser unregelmäßige Abstand der Schneidkanten hat die Tendenz, zyklische Vibrationen während des Schneidvorganges zu vermeiden, weil die Schneidkanten das Werkstück nicht in gleichen Zeitintervallen erfassen bzw. verlassen, wie dies der Fall wäre, wenn die Schneidkanten gleichförmigen Abstand hätten, wie dies bei herkömmlichen Fräswerkzeugen der Fall ist

Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Fräswerkzeugs wird eine Schablone benutzt die, wenn der Nutenfräser entlang einer Spiralbahn von einem Ende des Schneidabschnittes zum arderen bewegt wird, bewirkt, daß der Nutenfräser sich alternierend in Richtung auf die Längsachse und von der Längsachse des herzustellenden Werkzeugs weg bewegt und zwar entlang einer wellenförmigen Bahn. Weiin dementsprechend also der Nutenfräser auf die Längsachse des herzustellenden Schneidwerkzeuges hin bewegt wird, werden simultan konkave Vertiefungen in der Spanfläche eines Zahnes und in der Endfläche sowie in der Freifläche des benachbarten Zahnes gebildet Wenn der Nutenfräser von der Längsachse des herzustellenden Fräswerkzeuges aus wegbewegt wird, wird simultan eine konvexe Oberfläche in der Spanfläche eines Zahnes sowie in der Endfläche des benachbarten Zahnes gebildet Derjenige Abschnitt des Nutenfräsers hingegen, der normalerweise der Freifläche des benachbarten Zahnes bei der Herstellung eines herkömmlichen Fräsers folgt, wird vollständig von der Schneidabschnittfläche wegbewegt mit dem Ergebnis, daß die Freifläche durch den Nutenfräser nicht beeinflußt wird, so daß also in diesem Bereich die Freifläche der gedrehten Außenfläche des Schneidabschnittes entspricht wie er aus dem ursprünglichen zylindrischen Rohling geformt wird. Alle Zähne werden aufeinanderfolgend entlang des Umfanges des Schneidabschnittes

JO in ähnlicher Weise gebildet, so daß jeder Zahn eine Spanfläche sowie eine Endfläche aufweist, deren Oberflächen im wesentlichen wellenförmig von einem Ende zum anderen gewellt sind, sowie eine Freifläche, die der Oberfläche des ursprünglichen zylindrischen Rohres folgt, unterbrochen durch eine Anzahl verhältnismäßig flacher Quervertiefungen, die einen kreisförmigen Querschnitt mit relativ großem Raai;^lr haben, wo nämlich der entsprechende Abschnitt des Nutenfräsers in die Freifläche während desjenigen Teiles der wellenförmigen Bewegung des Nutenfräsers eingeschnitten hat, der in Richtung auf die Achse des herzustellenden Fräswerkzeuges angeordnet ist.

In der Praxis wird die Bewegung des Nutenfräsers in Richtung auf die Achse des Fräswerkzeuges und von dieser weg an sukzessiv verschiedenen Punkten entlang der Schablone beginnen, während die Zähne aufeinanderfolgend um die zylindrische Oberfläche des Schneidabschnittes gebildet werden. Dementsprechend werden also die Quervertiefungen, die aufeinanderfolgend um die Peripherie des herzustellenden Werkzeuges gebildet werden, und dementsprechend auch die Schneidkantenabschnitte der Zähne, axial versetzt sein.

Abgesehen von der Verwendung einer wellenförmig geformten Schablone, welche den Nutenfräser in Richtung auf die Achse des herzustellenden Fräswerkzeuges hin und von diesem weg bewegt, erfolgt die Bildung des Fräswerkzeuges bei der Erfindung auf exakt dieselbe Weise wie die Herstellung eines herkömmlichen Fräswerkzeugs, so daß also herkömmliche Gerätschaften in den üblichen Schritten verwendet werden können, um alle anderen Herstellungsschritte zur Vervollständigung des Fräswerkzeugs auszuführen, einschließlich des Hinterarbeitens der Freiflächen zur Bildung von Schneidkanten, die bei dem erfindungsge-

f>5 mäßen Werkzeug nur auf denjenigen ununterbrochenen Abschnitten der Freiflächen gebildet werden, die zwischen den mit Abstand angeordneten Vertiefungen liegen.

Beispielsweise ist die Erfindung zwar in Verbindung mit einem spiralförmig genuteten Stirnfräser erläutert worden, jedoch eignet sich die Erfindung auch bei anderen Formen von Fräswerkzeugen, beispielsweise Fräswerkzeugen mit geraden Nuten oder auch bei konischen Fräswerkzeugen. Weiterhin ist darauf hinzuweisen, daß derartige Schneidwerkzeuge im Durchmesser sowie in ihrer Größe beträchtlich variieren können und daß die Schnittiefe des Nutfräsers, der bei der Herstellung des Fräswerkzeuges Verwendet wird, ebenfalls beträchtlich variieren kann, je nach der gewünschten Schneidkante oder dem Spanwinkel.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fräswerkzeug oder Fräswerkzeugrohling, mit einer Vielzahl von Schneidzähnen, deren jeder eine Spanfläche und eine Freifläche sowie
Schneidkanten an deren Übergang aufweist, und deren Spanflächen wellenförmig von einem Ende des Schneidabschnittes zum anderen verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Freiflächen (12) wellenförmig ausgebildet sind, in der Weise, daß die Schneidkanten (13) durch mit der Wellung entsprechendem Abstand angeordnete

"!"Ausnehmungen (14) kreisförmigen Querschnitts mit relativ großem Radius unterbrochen sind, wobei den so gebildeten Schneidkantenabschnitten im wesentlichen konkave Partien der zugehörigen Spanflächen zugeordnet sind und daß die Schneidkantenabschnitte jeweils einen über ihre Länge kontinuierlich größer und wieder kleiner werdenden Spanwinkel aufweisen.

2. Fräswerkzeug oder Fräswerkzeugrohling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkanten (13) jedes Zahnes (1 bis 6) axial relativ zu den Schneidkanten der übrigen Zähne versetzt angeordnet sind.