DE3132860A1

DE3132860A1 - "verfahren zum fertigen von schaftfraesern und nach dem verfahren gefertigte fraeser"

Info

Publication number: DE3132860A1
Application number: DE19813132860
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. 5000 Köln Theilen
Original assignee: LUKAS ERZETT SCHLEIF FRAES
Current assignee: LUKAS ERZETT SCHLEIF FRAES
Priority date: 1981-08-20
Filing date: 1981-08-20
Publication date: 1983-03-03
Also published as: US4445810A

Description

	Lukas - Erzett	-	JlT-	-J
	Engelskirchen
Fa.	oHG.
525o	1

"Verfahren zum Fertigen von Schaftfräsern und nach dem Verfahren gefertigte Fräser"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fertigen von Schaftfräsern (hier umd im folgenden abgekürzt für den korrekten Ausdruck "Fräswerkzeuge") und nach dem Verfahren gefertigte Fräswer.

Schaftfräser in Form von Freihand- oder Maschinenfräsern bestehen aus einem eigentlichen Fräskörper mit der Verzahnung oder dem Hieb und dem Schaft, der zum Einspannen in dem Antriebsmaschinenfutter dient.

Insbesondere kleine Fräser werden einstückig gefertigt, das heißt, Fräskörper und Schaft werden aus Vollmaterial gedreht oder, im Falle von Hartmetall, geschliffen. Bei zweiteiliger Ausführung gibt es die Lösung, daß der Fräskörper mit einem Lochgewinde versehen wird, in das der mit einem Bolzengewinde versehene Schaft eingeschraubt wird. Schließlich ist es auch üblich, einen aus Hartmetall gefertigten Fräskörper an einem Schaft hart anzulöten.

Die genannten Fertigungsverfahren weisen spezifische Nachteile auf.

Die einstückige Fertigung erfordert hohen Materialaufwand und viel teure Maschinenarbeit. Die üblich Wärmebehandlung entspricht einem Kompromiß zwischen den Forderungen, die einerseits an den Fräskörper (hohe Schneidenhärte), andererseits an den Schaft (große Zähigkeit) gestellt werden.

Das Verschrauben von Fräs körper und Schaft hat insbesondere den Nachteil, daß der Rundlauf des fertigen Werkzeuges nur dann einigermaßen befriedigend ist, wenn bei der Herstellung der Gewinde sehr sorgfältig und damit teuer gearbeitet wird.

Der Hauptnachteil der Hartlötverbindung liegt darin, daß der Schaft im Lötbereich seine Grundfestigkeit verliert und an dieser Stelle zum Bruch neigt.

Aufgabe der Erfindung 1st es, ein Verfahren zum Fertigen von Schaftfräsern unter Verbindung von Fräskörper und Schaft durch für diesen Zweck verflüssigtes Metall anzugeben, bei dem die Qualität der zu verbindenden Teile durch den Verbindungsarbeitsgang nicht beeinträchtigt wird.

Die gemäß der Erfindung vorgesehene Lösung dieser Aufgäbe ergibt sich aus dem Patentanspruch 1; die Unteransprüche definieren vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens bzw. nach dem Verfahren gefertigte Fräser.

Man erkennt, daß die Verbindung durch Einspritzen einer Metallegierung sich grundsätzlich von dem bekannten Hartlöten unterscheidet. Bei letzterem ergibt sich ein Masseschluß, daß heißt, das Lot legiert mit den Trägermetallen, die hierfür relativ hoch erhitzt werden müssen und daher in ihrer Qualität verändert werden. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung hingegen ergibt sich eine formschlüssige Verbindung, die das Drehmoment zu übertragen in der Lage sein muß. Der Einspritzvorgang erfolgt so schnell, daß keine qualitätsmindernde Erwärmung von Schaft oder Fräskörper eintritt. Beide können daher nicht nur hinsichtlich ihrer Materialauswahl, sondern auch hinsichtlich einer etwaigen Wärmebehandlung vor dem Verbindungsvorgang optimal gestaltet werden. Andererseits ist es möglich, den Verbindungsvorgang zwischen einem fertigen

Schaft und einem Fräskörper-Rohling vorzunehmen, der erst danach mit der Verzahnung versehen wird; damit erhält man gleich gute Rundlaufeigenschaften, wie bei einem einstückigen Fräser, dessen Schaft nachgeschliffen 1st.

Wenn der Fräserkörper aus Hartmetall gesintert wird, resultiert wegen der Ausnehmung - die man dann möglichst groß bemessen wird - eine nicht unbeträchtliche Einsparung an teurem Hartmetall. Aber auch bei der Schaftfertigung lassen sich in diesem Fall Einsparungen erzielen. Bei einer Hartlotverbindung nämlich war es bisher üblich, den Schaft stirnseitig an den Fräskörper anzusetzen; um eine hinreichend große Verbindungsfläche zu erhalten, wurde hierfür der Schaft mit einem auskragenden Flansch versehen, während der größte Teil der Schaftlänge dann auf den Schaftnenndurchmesser abzudrehen war; dieser Aufwand an Zerspanungsarbelt und -material läßt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vermeiden, da es sich gezeigt hat, daß die Mitnahme- oder Momentübertragungsflachen am Schaft durchaus auf kleinerem Durchmesser liegen können als dem Nenndurchmesser des Schaftes entspricht.

Der Ablauf des Verfahrens gemäß der Erfindung wird nachstehend Im einzelnen anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 stellt im Axialschnitt den Fräserkörper und den Schaft in der Position gemäß

Schritt (c) des Verfahrens dar,

Fig. 2 zeigt analog zu Fig. 1 die miteinander verbundenen Teile, und

Fig. 3 stellt analog zu Fig. 1, jedoch teilweise 1n Seltenansicht den fertigen Schaftfräser

dar.

-αλί s Beispiel wurde ein einfacher Zylinderfräser gewählt, doch versteht es sich, daß unterschiedlichste Formen von Frei hand- oder Maschinenfräsern nach dem Verfahren gefertigt werden können.

Der Fräserkörper 10 in Fig. 1 ist noch ein Rohling, daß heißt, noch ohne Verzahnung bzw. Hieb, jedoch mit einer Sacklochausnehmung 12 versehen, so daß der Fräserkörper letztenendes topfförmig ist. In die Ausnehmung ragt der Schaft 14 mit seiner Verlängerung 16. Die Verlängerung 16 ist hier mit einer Oberflächenvergrößerung 18 als Mitnehmerelement versehen die demgemäß mindestens in Teilbereichen unrund ist; es versteht s'ich aber, daß man andere unrunde Querschnittsformen je nach Fall anwenden kann, etwa Polygone, Ovale, Gewinde usw. Entsprechendes gilt für den Querschnitt der Sacklochausnehmung 12, der hier längsgenutet ist, wie in der Zeichnung angedeutet. Die Schaftverlängerung hat im wesentlichen gleichen Durchmesser wie der Schaft selbst, so daß man den Schaft einfach von einem beispielsweise gezogenen Rundmaterial ablängen konnte und ihn danach mit einer Kordierung versehen konnte. Demgemäß sind für die Schaftfertigung nur wenige materialsparende Arbeitsgänge erforderlich. Das Material der beiden Teile kann gleich sein, doch wird man meist unterschiedliche Materialien wählen. Hier besteht der Fräserkörper aus HSS-Stahl, bereits auf eine Härte von 64..65 HRc gehärtet, während der Schaft aus einem einfachen

Stahl kann.

Stahl C 35K mit einer Mindestfestigkeit von 50 Kp/mm bestehen

Die beiden Teile sind in einer (nicht dargestellten) Halterung koaxial zueinander eingespannt. In dem ebenfalls topfförmigen Hohlraum 20 wird nun eine Metallegierung eingespritzt, wofür man eine handelsübliche Spritzgußmaschine verwenden kann. Da der Fräskörper noch eine kreiszylindrische Außenform besitzt,

1st die Abdichtung 1n der Einspannvorrichtung unproblematisch.

Nach dem Einspritzen der Metallegierung ergibt sich ein Formschluß zwischen der kordierten Schaftverlä'ngerung und dem erstarrten Metall einerseits und zwischen den Nuten im Inneren der Sacklochausnehmung 12 des Fräskörpers und dem erstarrten Metall andererseits, und dieser Formschluß reicht unter den üblichen Betriebsbedingungen bei weitem aus, das Drehmoment zwischen Schaft und Fräskörper zu Ubertragen. Die Fig. 2 stellt den Zustand nach dem Einspritzen dar.

Der Schaft, vorzugsweise blankgezogenes und genau maßhaltiges Rundmaterial, kann nun als Einspannorgan fur das Anbringen der Verzahnung auf dem Fräskörperrohling dienen mit dem Vorteil, daß Schaft und Verzahnung sehr genau zueinander zentriert sind, so daß sich ausgezeichnete Rundlaufeigenschaften ergeben.

Der fertige Schaftfräser 1st in Fig. 3 gezeigt.

Vorstehend wurde als Verbindungsmaterial zwischen Schaft und Fräskörper ausschließlich auf Metallegierungen verwiesen. Da diese aber mit den beiden Bauteilen keine Lot- oder Schweißverbindung eingeht, sondern nur die Teile formschlüssig zusammenhalt, wären andere Materialien in äquivalenter Weise benutzbar, etwa Keramiken einschließlich Hartmetall, Glasfliisse, organische Kunststoffe. Bei den erstgenannten dürfte allerdings der Nachteil des langsamen Abbindens einer rationellen Fertigung im Wege stehen, während Kunststoffe wohl meist nicht hinreichend stabil wären. Wenn jedoch bei dem einen oder anderen nichtmetallischen Material die vorgenannten Schwächen behoben würden, wären solche Materialien als Äquivalente zu den Metallegierungen anzusehen.

Leerseite

Claims

Firma

Lukas ■-■ Erzett OHG.

525ο Engelskirchen 1

Verfahren zum Fertigen von Schaftfräsern, bei dem die Fräserkörper und die Schäfte getrennt gefertigt und durch eine hierfür verflüssigte Metallegierung miteinander verbunden werden, gekennzeichnet durch die Schritte: (a) die Fräserkörper werden mit einer schaftachs-

parallelen Ausnehmung versehen, deren Querschnitt mindestens teilweise unrund ist,

(b) die Schäfte werden mit einer Verlängerung versehen, die mit Spiel 1n die Fräserkörperausnehmung paßt und im Querschnitt mindestens teilweise unrund ist,

(c) Fräserkörper und Schaft werden koaxial gehalten, wobei die Schaftverlängerung in die Fräserkörperausnehmung ragt, und

(d) in den Hohlraum zwischen der Innenwandung der Ausnehmung und der Schaftverlängerung wird die verflüssigte Metallegierung eingespritzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Fräserkörper und/oder die Schäfte vor dem Arbeitsgang (c) einer Wärmebehandlung unterworfen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung der Fräserkörper nach ihrer Verbindung mit dem Schaft vorgenommen wird.
4. Schaftfräser, hergestellt mittels des Verfahrens

nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräserkörper und der Schaft aus unterschiedlichem Material bestehen.
5. Schaftfräser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der Schaft aus einem Stahl mit einer Mindestfestigkeit

2
von 50 Kp/mm besteht.
6. Schaftfräser nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eingespritzte Legierung eine Metallegierung ist, deren Schmelzpunkt wesentlich höher liegt als die Temperatur, die durch den Arbeitseinsatz des Fräsers erreicht wird.