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Die Erfindung bezieht sich auf einen Planfräser, mit am Umfang
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eines Werkzeugkörpers lösbar befestigten Hartmetall-Wendeschneidplatten,
derart, daß die Mittelachsen derselben jeweils etwa im rechten Winkel zu der Mittelachse
des Werkzeugkörpers verlaufen.
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Ein Planfräser der vorbezeichneten Art ist beispielsweise durch das
DE-GM 7g 09 462 bekannt geworden. Bei derartigen Plan£räsern haben sich kreisförmige
Schneidwerkzeuge, sogenannte Hartmetall-Wendeschneidplatten, als besonders vorteilhaft
erwiesen, weil sie sich nach stellenweiser Abnutzung durch einfaches Drehen um einen
bestimmten Winkel (stufenlos) sofort wieder verwenden lassen, bis die gesamte Schneidkante
über den gesamten Umfang von 3600 abgenutzt ist. Alsdann können die abgenutzten
Wendeschneidplatten durch neue ersetzt werden.
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Ublicherweise werden derartige Hartmetall-Wendeschneidplatten durch
Sintern hergestellt.
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Planfräser der in Rede stehenden Art werden überwiegend für Plänfräsarbeiten
mit hohem Vorschub verwendet, d. h. für sogenannte Schrupparbeiten. Es kommt also
bei einer derartigen Werkstückbearbeitung auf kurze Arbeitszeiten an.
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Bei bekannter. Planfräsern der in Rede stehenden Art ist allerdings
stets der Zusammenhang zu berücksichtigen, daß die zu erzielende Qualität der bearbeiteten
Werkstückoberfläche vom Vorschub des Werkzeuges abhängig ist. Betrachtet man einmal
den Parameter Werkstoff als konstant, so stellt sich die Gesetzmäßigkeit so dar,
daß die Oberflächenqualität (Rauhigkeit) des Werkstücks sich mit zunehmendem Vorschub
des Werk-Zeugs verschlechtert.
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Aufgrund der geschilderten Verhältnisse bei bekannten Planfräsern
waren bisher zur Erzielung einer hohen Qualität der bearbeiteten Werkstückoberfläche
(geringe Rauhtiefe) stets zwei Arbeitsgänge erforderlich:
1. Schruppen
mit hohem Vorschub 2. Schlichten mit niedrigem Vorschub.
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Beide Arbeitsgänge wurden üblicherweise mit demselben Werkzeug nacheinander
durchgeführt. Aus dem im Vorstehenden Gesagten ergibt sich, daß bisher der Vorteil
einer guten Oberflächenqualität des bearbeiteten Werkstücks mit relativ langen und
damit auch teuren Bearbeitungszeiten erkauft werden mußte.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Planfräser der eingangs
bezeichneten Art zu schaffen, mit dem sich eine -hohe Oberflächengüte (geringe.
Rauhtiefen) des bearbeiteten Werkstücks bei zugleich hohem Vorschub, d. h. bei kurzen
Bearbeitungszeiten, erzielen läßt.
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Gemäß der Erfindung wird das Problem dadurch gelöst, daß eine der
Hartmetall-Wendeschneidplatten gegenüber den übrigen Hartmetall-Wendeschneidplatten
um eine Horizontalachse um einen Winkel von 900 oder im wesentlichen von .900 verdreht
angeordnet ist, derart, daß die durch. ihre Schneidfläche gebildete Ebene der Werkstückoberfläche
zugewandt ist, und daß die mit der Werkstücsoberfläch-e zusammenwirkende Schneidkante
der verdrehten Hartmetall-Wendeschneidplatte gegenüber den wirksamen.
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Schneidkanten der übrigen Hartmetall -Wendeschne idpi atten um einen
Betrag in Richtung auf die Werkstückoberfläche vorversetzt ist.
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Die "normal !' angeordneten Hartmetall-Wendeschneidplatten die nen,
wie bisher, zum Schruppen, wobei die hierdurch bekanntermaßen entstehenden starken
Riefen diesmal aber überhaupt nicht stören, weil sie durch die am selben Werkzeugkörper
angeordnete "verdrehte" Hartmetall-Wendeschneidplatte sofort anschlie-Bend abgearbeitet
werden. Durch die Erfindung ist es damit in überrascherder Weise möglich geworden,
qualitativ hochwertige glatte Oberflächen mit. Schlichtqualität mit hohem Werkzeugvorschub
in einem einzigen Arbeitsgang herzustellen.
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Die Erfindung läßt sich dadurch in vorteilhafter Weise ausgestalten,
daß die wirksame Schneidkante der verdrehten Hartmetall-Wendeschneidplatte gegenüber
den wirksamen Schneidkanten der übrigen Hartmetall-Wendeschneidplatten um einen
Betrag, vorzugsweise um 0,10 bis 0,15 mm, in Richtung auf die Werkstückoberfläche
vorversetzt ist, welcher der Tiefe oder im wesentlichen der Tiefe der durch die
übrigen Hartmetall-Wendeschneidplatten erzeugten Riefen entspricht.
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Aufgrund von Versuchen hat es sich gezeigt, daß sich besonders gute
Ergebnisse erzielen lassen, wenn die Schneidfläche der verdrehten Hartmetall-Wendeschneidplatte
im eingebauten Zustand gegenüber der Werkstückoberfläche um einen Winkel von 40
30' geneigt angeordnet ist.
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Grundsätzlich läßt sich die Erfindung gleichermaßen vorteilhaft bei
allen Planfräsern der eingangs genannten Gattung anwenden, also zum Beispiel bei
Planfräsern, bei denen die Hartmetall-Wendeschneidplatten unmittelbar am Werkzeugkörper
lösbar befestigt sind. Vorzugsweise ist jedoch an eine Anwendung der Erfindung bei
solchen Planfräsern gedacht, bei denen die Hartmetall-Wendeschneidplatten lösbar
an Kassetten befestigt sind, die wiederum lösbar in Aussparungen am Umfang des Werkzeugkörpers
angeordnet sind. Derartige Kassetten für Planfräser sind als solche bekannt. Der
Vorteil besteht darin, daß bei Bruch des eigentlichen Werkzeugs (der Hartmetall-Wendeschneidplatte)
keine Beschädigung des (teuren) Werkzeughalters erfolgt bzw. befürchtet zu werden
braucht. Vielmehr kann nur noch eine Beschädigung der Kassette erfolgen, die sich
in einem solchen Fall leicht und ohne großen Kostenaufwand auswechseln läßt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schließt an den im Vorstehenden
beschriebenen besonderen Anwendungsfall an und zeichnet sich dadurch aus, daß die
verdrehte Hartmetall-Wendeschneidplatte in einer Aussparung an der der Werkstückoberfläche
zugewandten
Stirnseite einer Kassette lösbar befestigt ist.
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Die Erfindung ist nun anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung
veranschaulicht und in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Planfräser in perspektivischer Darstellung, Fig. 2 eine Kassette mit
"verdreht" angeordneter Hartmetall-Wendeschneidplatte, in Ansicht, Fig. 3 einen
Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2, und Fig. 4 eine Draufsicht auf den Gegenstand
nach Fig. 2 und 3, in Pfeilrichtung A (Fig. 2) gesehen.
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Der in Fig. 1 in seiner Gesamtheit gezeigte Planfräser besteht im
einzelnen aus einem Werkzeugkörper 10, der eine abgesetzte zentrische Bohrung 11
aufweist, die zur Befestigung des Werkzeugkörpers 10 auf einem Fräsdorn (nicht gezeigt)
dient.Die Drehrichtung des Werkzeugkörpers 10 (Uhrzeigerrichtung, in Draufsicht
betrachtet) ist in Fig.1 durch einen Pfeil 26 angedeutet. An Umfang des Werkzeugkörpers
10 sind fünf Aussparungen 12 eingearbeitet, die für einen ungehinderten Spanfluß
sorgen sollen.
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Ferner sind am Umfang des Werkzeugkörpers 10 insgesamt fünf Aussparungen
13 vorgesehen, die zur Aufnahme von je einer Kassette 14 dienen. Form und Abmessungen
der Kassetten 14 sind insbesondere aus Fig. 2 bis 4 erkennbar. Die Form der zur
Aufnahme der Kassetten 14 dienenden Aussparungen 13 ist komplementär zu den Außenabmessungen
der Kassetten 14. Die Kassetten 14 sind lösbar an dem Werkzeugkörper 10 befestigt.
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Zur Fixierung der Kassetten dienen Innensechskantschrauben 15, wobei
jeder Kassette 14 jeweils eine Schraube 15 zugeordnet ist. Die Kassetten 14 sind
in ungleicher Teilung am Umfang des Werkzeugkörpers 10 angeordnet.
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Wie Fig. 1 weiterhin erkennen läßt, trägt jede Kassette 14 an ihrem
unteren Ende eine Hartmetall-Wendeschneidplatte 16 bzw. 17. Es sind hierbei insgesamt
vier gleich ausgebildete und angeordnete Hartmetall-Wendeschneidplatten 16 sowie
eine hiervon insbesondere hinsichtlich ihrer Anordnung abweichende Hartmetall-Wendeschneidplatte
17 vorgesehen. Die Hartmetall-Wendeschneidplatten 16, 17 sind kreis- bzw. kegelstumpfförmig
ausgebildet und üblicherweise durch Fertigsintern hergestellt. Sie sind jeweils
mittels einer Schraube 18 in einer entsprechend kegelstumpfförmigen Aussparung der
zugeordneten Kassette 14 lösbar befestigt.
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Die vier mit 16 bezifferten Hartmetall-Wendeschneidplatten sind hierbei
jeweils so angeordnet, daß ihre mit 19 bezeichnete Mittelachsenjeweils etwa im rechten
Winkel zu der Mittelachse 20 des Werkzeugkörpers 10 verlaufen. Hierdurch ergibt
sich entsprechend eine etwa senkrechte Stellung der Schneidflächen 21 der Hartmetall-Wendeschneidplatten
16 zu der Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks (nicht gezeigt). Die im Verhältnis
zu den Hartmetall-Wendeschneidplatten 16 abweichende Ausgestaltung und Anordnung
der Hartmetall-Schneidplatte 17 ist nun insbesondere aus Fig. 2 bis 4 erkennbar.
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Die betreffende Kassette ist hierbei zur Unterscheidung gegenüber
den normalen" Kassetten 14 mit 14a bezeichnet. Während die normalen" Kassetten 14
ihre Hartmetall-Wendeschneidplatten 16 jeweils in einer seitlichen Aussparung tragen,
besitzt im Unterschied dazu die Kassette 14a eine stirnseitige Aussparung 22, die
zur Aufnahme der Hartmetall-Wendeschneidplatte 17 dient. Zum anschaulichen Vergleich
ist in Fig. 4 die Lage der "normalen" Hartmetall-Wendeschneidplatten 16 mit bezug
auf die Kassetten 14 in gestrichelten Linien angedeutet. Fig. 4 macht deutlich,
daß die Hartmetall-Wendeschneidplatte 17 gegenüber den übrigen Hartmetall-Wendeschneidplatten
16 um einen Winkel von 900 oder nahezu 900 verdreht angeordnet ist, und zwar um
eine Horizontalachse.
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Durch die im Vorstehenden beschriebene Anordnung der Hartmetall-Wendeschneidpl-atte
17 ist deren mit 23 bezifferte Schneidfläche der Oberfläche des zu bearbeitenden
Werkstückes zugewandt.
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Die Schneidfläche 23 liegt aber nicht genau parallel zu der Werkstückoberfläche,
sondern ist vielmehr gegenüber dieser um einen Winkel von 40 30' geneigt (vgl. hierzu
Fig. 3).
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Die bei der Bearbeitung mit dem Werkstück in Eingriff kommende Schneidkante
der Hartmetall-Wendeschneidplatte 17 ist in Fig. 2 und 3 jeweils mit 24 bezeichnet.
Fig. 2 und 3 machen ferner deutlich, daß die Schneidkante 24 gegenüber der dem Werkstück
zugewandten Stirnfläche 25 der Kassette um einen Betrag a übersteht. Das Maß a entspricht
in etwa der Tiefe der beim Schruppvorgang mit den vier übrigen Hartmetall-Wendeschneidplatten
16 auf der bearbeiteten Werkstückoberfläche erzeugten Riefen und beträgt in der
Praxis zweckmäßigerweise etwa 0,10 bis 0,15mm.
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Da die übrigen Hartmetall-Wendeschneidplatten 16 mit der Stirnfläche
der jeweils zugeordneten Kassette 14 jeweils bündig abschließen, entspricht der
im Vorstehenden genannte Betrag a von vorzugsweise 0,10 bis 0115mm gleichzeitig
dem Vorversatz der Hartmetall-Wendeschneidplatte 17 im Verhältnis zu den Hartmetall-Wendeschneidplatten
16 in Richtung auf die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstückes. Auf diese Weise
ist die "verdrehte" Hartmetall-Wendeschneidplatte 17 in der Lage, die durch die
übrigen "normalen" Hartmetall-Schneidplatten 16 beim Schruppen der Werkstückoberfläche
erzeugten Riefen unmittelbar anschließend zu glätten und der bearbeiteten Werkstückoberfläche
Schlichtqualität zu verleihen.
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Eine weitere Besonderheit der 11verdrehten" Hartmetall-Wendeschneidplatte
17 liegt nun darin, daB diese so am Werkzeugkörper 10 angeordnet ist, daß derjenige
- in Fig. 1 mit 27 bezifferte - Punkt der Schneidkante 24, der zuerst mit dem
Werkstück
in Eingriff kommt, außerhalb eines durch den Mittelpunkt (Befestigungsschraube 18)
der Schneidfläche 23 gehenden gedachten Hüllkreises geht. Ein Teilstück dieses Hüllkreises
ist in Fig 1 strichpunktiert angedeutet und mit 28 bezeichnet.
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Aufgrund dieser Anordnung des ersten Berührpunktes 27 außerhalb des
itRüllkreises 28 ergibt sich ein Drehmoment in Pfeilrich tung 29 auf die Hartmetall-Wendeschneidplatte
17. Das Drehmoment bewirkt, daß die Rechtsgewinde besitzende Befestigungsschraube
18 der Hartmetall-Wendeschneidplatte 17 stets in Anzugsrichtung drehmomentbeansprucht
wird. Auf diese Weise wird ein unbeabsichtigtes selbsttätiges Lösen der Befestigungsschraube
18 bzw. der gesamten Hartmetall-Wendeschneidplatte 17 vorteilhaft vermieden.
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Die Schneldfläche 23 der verdrehten Hartmetall-Wendeschneidplatte
17 ist im Unterschied zu den Schneidflächen der übrigen Hartmetall-Wendeschneidplatten
IG plangeläppt ausgebildet und weist keine Spanleitstufe auf.
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Zu erwähnen ist noch, daß die Anzahl der insgesamt vorgesehenen t.Hartmetall--Wendeschneidplatten
IG, 17 bzw. Kassetten 14, 14a - beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind es insgesamt
äeweils fünf - nicht festliegt, sondern vom Durchmesser des jeweiligen Werkzeugkörpers
10 abhängt. So können z.B. bei einem Werkzeugkörper mit größerem Durchmesser insgesamt
sieben Hartmetall-Wendeschneidplatten bzw. Kassetten vorgesehen sein.
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Jedoch ist in jedem Fall immer nur eine der Hartmetall-Wendeschneidplatten
entsprechend der in der Zeichnung mit 17 bezeichneten "verdrehten" Hartmetall-Wendeschneidplatte
angeordnet und ausgebildet.
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