DE3425699A1 - MACHINING TOOL, e.g. ROOM MILLING - Google Patents
MACHINING TOOL, e.g. ROOM MILLINGInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung, insbesondere für Fräsverfahren mit hohen Vorschubgeschwindigkeiten, z.B. Raumfräsen mit einem Grundkörper (Messerkopf) und darin bzw. daran angeordneten, auswechselbaren Schneidelementen, wie Hartmetallmesser bzw. Wendeschneidplatten und mit Befestigungsmittel für diese Schneidelemente. The invention relates to a tool for machining, in particular for milling processes high feed speeds, e.g. space milling with a base body (cutter head) and in or interchangeable cutting elements arranged thereon, such as hard metal knives or indexable inserts and with fastening means for these cutting elements.
Bei Werkzeugen dieser Art wurden bisher an einem Grundkörper bzw. Messerkopf auswechselbare Schneidelemente, insbesondere überlange Wendeplatten mit Klemmvorrichtungen wie Klemmdeckel, Klemmkeile oder mit Spannpratzen angeordnet bzw. befestigt. Diese Schneidelemente mußten beim Fräsen von breiten Bearbeitungsflächen mit Fräsverfahren wie z.B. dem Kegelfräsen, dem Raumfräsen oder ümfangsfrasen, mit in Vorschubrichtung geneigter Achse, wobei wäbrend der Eingriffslänge der Arbeitsbereich die Schneidkante entlang wandert, eine bestimmte Länge (Überlänge) aufweisen um so die Zerspanungsarbeit auf die größere Schneidenlänge zu verteiler». Da Hartmetall sehr spröde ist, kann es bei langen bzw. überlangen Messern im Falle einer örtlichen Belastung zu einer großen Bruchgefahr führen. Um diese Bruchgefahr zu mindern bzw. auszuschließen müßten Grundkörper mit entsprechender Oberflächen-Härte hergestellt werden. Diese Grundkörper sind jedoch sehr teuer zu fertigen und haben selbst das Problem der Sprödbrüchigkeit bei entsprechender Oberflächen-Härte. Um die Bruchgefahr bei Verwendung entsprechend massiver (großer Querschnitt) Hartmetallwerkzeuge bzw. Schneidelemente zu vermindern bzw. auszuschließen, müßte einWith tools of this type, replaceable cutting elements have previously been used on a base body or cutter head, in particular overlong indexable inserts with clamping devices such as clamping covers, clamping wedges or arranged or fastened with clamping claws. These cutting elements had to be wide when milling Machining surfaces with milling processes such as cone milling, space milling or circumferential milling with Axis inclined in the feed direction, with the working area being the cutting edge during the length of engagement wanders along, have a certain length (excess length) so that the machining work to be distributed over the greater length of the cutting edge ». Since carbide is very brittle, it can cause long resp. Overlong knives lead to a high risk of breakage in the event of a local load. Around to reduce this risk of breakage or to exclude it would have to have a base body with a corresponding surface hardness getting produced. However, these basic bodies are very expensive to manufacture and have that themselves Problem of brittleness with corresponding surface hardness. To reduce the risk of breakage when using correspondingly massive (large cross-section) hard metal tools or cutting elements reduce or exclude, should be a
ungewöhnlich dickes Schneidelement hergestellt werden, das äußerst schwierig zu fertigen ist und aufgrund der hohen Kosten, die in Relation zu demunusually thick cutting element which is extremely difficult to manufacture and due to the high cost in relation to the
Hartmetallgewicht stehen, äußerst unwirtschaftlich wäre. Eine Möglichkeit, die Verwendung überlanger Schneidelemente zu umgehen, wäre, in üblicher Weise kurze Wendeplatten in mehreren Spuren anzuordnen, welche sich überdecken. Bei Fräsverfahren, bei denen eine hohe Vorschubgeschwindigkeit von großer Bedeutung ist, insbesondere beim Raumfräsen, bewirkt aber eine solche Aufteilung eine verringerung der effektiven Messerzahl und somit eine drastische verringerung der erreichbaren Vorschubgeschwindigkeit. Carbide weight are extremely uneconomical were. One way to circumvent the use of excessively long cutting elements would be in the usual way to arrange short inserts in several tracks that overlap. With milling processes, with for which a high feed rate is of great importance, especially for space milling, However, such a division causes a reduction in the effective number of knives and thus a drastic reduction of the achievable feed rate.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug insbesondere für das Raumfräsen zu schaffen, wobei die effektive Messerzahl im Hinblick auf die Vorschubgeschwindigkeit nicht verringert und die große Bruchgefahr überlanger Hartmetallmesser ausgeschlossen werden soll.The invention is therefore based on the object of providing a tool in particular for space milling create, whereby the effective number of knives with regard to the feed rate is not reduced and the great risk of breakage of excessively long carbide knives should be excluded.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Werkzeug der vorstehend beschriebenen Art im wesentlichen dadurch gelöst, daß am Grundkörper des Werkzeuges oder an einem Schneidelementehalter mindestens zwei in beliebiger Form ausgebildete Schneidelemente insbesondere Wendeschneidplatten aus Hartmetall, die mit/oder ohne Spalt, nebeneinander als Messerkombination an einem Grundkörper oder in diesem Halter angeordnet sind, vorgesehen sind.This object is achieved according to the invention in a tool of the type described above in essentially achieved in that on the base body of the tool or on a cutting element holder at least two cutting elements designed in any shape, in particular indexable inserts made of hard metal, with / or without a gap, side by side as a knife combination on a base body or are arranged in this holder, are provided.
Besonders vorteilhaft wirkt es sich aus, wenn der Grundkörper (Messerkopf) als Kegelfräsmesserkopf, vorzugsweise mit einem großen Kegelwinkel zwischen 150°und 180°, ausgebildet ist. Diese vorteilhafte Ausbildung des Grundkörpers erlaubt mit einerIt is particularly advantageous if the base body (cutter head) is used as a conical cutter head, is preferably formed with a large cone angle between 150 ° and 180 °. This beneficial Training of the base body allowed with one
Vorwärtsneigung des Fräswerkzeuges in Vorschubrichtung sehr große Vorschubgeschwindigkeiten.Forward inclination of the milling tool in the feed direction very high feed speeds.
Besonders vorteilhaft ist es außerdem, wenn als Messerkombination Wendeschneidplatten mit quadratischer Grundfläche nebeneinander angeordnet sind und diese quadratischen Schneidplatten, entsprechend ausgebildet, bis zu 8 Schneiden aufweisen und diese entsprechend oft verwendbar sind.It is also particularly advantageous if, as a knife combination, indexable inserts with square Base are arranged side by side and these square cutting inserts, accordingly formed, have up to 8 cutting edges and these can be used accordingly often.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn als Messerkombination Wendeschneidplatten mit dreieckiger oder annähernd dreieckiger Grundfläche und im Grundkörper oder im Schneidelementehalter entsprechend ausgebildete Sitze zur Aufnahme der Schnittkräfte, vorgesehen sind.According to a further feature of the invention, it is advantageous if the knife combination is indexable inserts with a triangular or approximately triangular base and in the base body or in Cutting element holder appropriately designed seats for absorbing the cutting forces are provided are.
Bei Fräswerkzeugen bzw. Messerköpfen für Raumfräsverfahren ist es vorteilhaft, um z.B. die volle Bewegungsbahn eines Kegelfräskopfes möglichst dicht über der Werkstücksoberfläche ausnutzen zu können, die Schneidplatte z.B. mit Hilfe einer Senkschraube in den vorgenannten Sitzen, die entsprechende Auflage- bzw. Anlageflächen für die Aufnahme der Schnittkräfte aufweisen, zu befestigen.In the case of milling tools or cutter heads for space milling processes, it is advantageous, for example, to use the full To be able to use the movement path of a conical milling head as close as possible to the workpiece surface, the cutting plate e.g. with the help of a countersunk screw in the aforementioned seats, the corresponding Have support or contact surfaces for absorbing the cutting forces to attach.
Um die Messerkombinationen bzw. die Wendeschneidplatten oder die Schneidelementehalter insgesamt zur Vermeidung längerer Maschinenstillstand-Zeiten auswechseln zu können, ist es besonders vorteilhaft, wenn diese Messerkombinationen bzw. Wendeschneidplatten direkt oder deren Schneidelementehalter an einem Zwischenring angeordnet sind, der am Grundkörper befestigt ist und schnell und leicht ausgewechselt werden kann, so daß die Einstellung der Messerköpfe beibehalten werden kannTo the knife combinations or the indexable inserts or the cutting element holder as a whole To be able to replace longer machine downtimes, it is particularly advantageous to if these knife combinations or indexable inserts directly or their cutting element holder are arranged on an intermediate ring which is attached to the base body and quickly and can easily be replaced so that the setting of the cutter heads can be retained
und ein Nachjustieren bzw. Neueinstellen nicht erforderlich ist.and no readjustment or readjustment is required.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind als Messerkombination Dreiecks-Wendeschneidplatten vorgesehen, die abgekantete oder abgerundete Ecken aufweisen, um zu verhindern, daß bereits bei sehr geringem Freiflächenverschleiß der Spalt zwischen den Schneidplatten unzulässig groß wird.According to a development of the invention are as Knife combination triangular indexable inserts provided that have beveled or rounded corners to prevent that already at very If there is little wear on the flank, the gap between the cutting inserts becomes unacceptably large.
Gemäß einem noch weiteren Merkmal der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn als Messerkombination Wendeschneidplatten mit dreieckiger Grundfläche und Wendeschneidplatten mit quadratischer Grundfläche abwechselnd nebeneinander angeordnet sind.According to yet another feature of the invention, it is advantageous if the knife combination is indexable inserts with a triangular base and indexable inserts with a square base are arranged alternately next to each other.
Bei der Anordnung von mehr als zwei insbesondere quadratischen Platten ist es vorteilhaft, wenn zwischen den Schneidelementen z.B. ein Blechstreifen als Distanzstück eingelegt ist und die Messer bzw. die Messerkombinationen seitlich zusammengeklemmt sind. Auf diese Weise können die einzelnen Hartmetallplatten nicht hin und her schwimmen und es wird ein direkter Kontakt der spröden Hartmetalle zueinander vermieden.When arranging more than two, in particular square, plates, it is advantageous if between the cutting elements e.g. a sheet metal strip is inserted as a spacer and the knife or the knife combinations are clamped together at the side. In this way the individual can Tungsten carbide plates do not float back and forth and there will be direct contact with the brittle carbide avoided each other.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die Schneidelemente im bzw. am Schneidelementehalter, am Grundkörper oder am Zwischenring radial oder tangential angeordnet. Bei der Verwendung von Schneidelementehaltern können diese am Grundkörper bzw. gegebenenfalls am Zwischenring radial oder tangential angeordnet sein.According to a further development of the invention, the cutting elements are in or on the cutting element holder, arranged radially or tangentially on the base body or on the intermediate ring. When using Cutting element holders can be radial or on the base body or optionally on the intermediate ring be arranged tangentially.
Besonders vorteilhaft ist es auch , wenn die Spanflächen der Schneidelemente zueinander versetzt angeordnet sind, so daß der Span , welcher z.B.It is also particularly advantageous if the rake faces of the cutting elements are offset from one another are arranged so that the chip, which e.g.
beim Raumfräsen eine beachtliche Länge hat, und somit Probleme bei der Spanabfuhr schafft, in zwei oder mehrere Späne zerfällt.when milling has a considerable length, and thus creates problems with chip evacuation, in two or several chips disintegrate.
Weitere vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch Ausführungsbeispxele darstellt. Dabei zeigt:Further advantages and features of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, which schematically Representation examples. It shows:
Fig. 1 eine überlange Wendeschneidplatte mitFig. 1 with an overlong indexable insert
Klemmkeilbefestigung,
Fig. 2 eine überlange Wendeschneidplatte mitClamping wedge fastening,
Fig. 2 with an overlong indexable insert
Schraubbefestigung,Screw fastening,
Fig. 3 ein Teil eines erfindungsgemäßen Werkzeuges, bei dem mehrere quadratische Schneidelemente bzw. Wendeschneidplatten nebeneinander angeordnet sind,Fig. 3 shows a part of a tool according to the invention, in which several square Cutting elements or indexable inserts are arranged next to each other,
Fig. 4 ein Werkzeug, bei dem dreiecksförmige Schneidelemente nebeneinander angeordnet sind, .4 shows a tool in which triangular cutting elements are arranged next to one another are, .
Fig. 5 ein Werkzeug, bei dem dreiecksförmige Schneidelemente mit abgekanteten Ecken nebeneinander angeordnet sind, Fig. 6 und 7 dreiecksförmige Schneidelemente mit abgekanteten bzw. abgerundeten Ecken,5 shows a tool in which triangular cutting elements with beveled Corners are arranged side by side, Fig. 6 and 7 triangular cutting elements with bevelled or rounded corners,
Fig.8 Schneidelemente, bei denen die Spanflächen zueinander versetzt sind,
Fig.9 einen Teilausschnitt eines Zwischenringes mit Schneidelementehaltern und
darin angeordneten Schneidelementen, und
Fig.10 einen Querschnitt von Fig. 9.FIG. 8 cutting elements in which the rake faces are offset from one another, FIG. 9 a partial section of an intermediate ring with cutting element holders and cutting elements arranged therein, and FIG
FIG. 10 shows a cross section of FIG. 9.
Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung zeigt den Stand der Technik. Ein Grundkörper 1 eines Fräswerkzeuges weist in radialer Anordnung eineThe arrangement shown in Fig. 1 shows the prior art. A base body 1 of a milling tool has a radial arrangement
- if — - if -
Wendeschneidplatte 2 auf, die durch einen Klemmkeil 3 mittels ei,ner Schraubbefestigung 4 an den Grundkörper 1 festgeklemmt wird.Indexable insert 2, which is supported by a clamping wedge 3 by means of a screw fastening 4 to the Base body 1 is clamped.
Aus der perspektivischen Schrägansicht der Fig. 2 ist die Anordnung einer überlangen Wendeschneidplatte 2, die mit Befestigungsschrauben 4 mit dem Grundkörper 1 des Werkzeuges verbunden ist, zu ersehen.From the perspective oblique view of Fig. 2 is the arrangement of an overlong indexable insert 2, which is connected to the base body 1 of the tool with fastening screws 4 see.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind Wendeschneidplatten 2 mit quadratischer Grundfläche 16 derartig nebeneinander angeordnet, daß durch einen Spalt 5 eine unmittelbare Berührung der Wendeschneidplatten 2 miteinander vermieden wird. Der Spalt 5 kann durch das Einlegen eines Distanzstückes 13 definiert werden, so daß insbesondere die jeweils mittlere Platte exakt fixiert und ein Hin- und Herschwimmen der Platten nicht möglich ist. Die Wendeschneidplatten 2 sind z.B. mittels Befestigungsschrauben 4 am Grundkörper 1, am Schneidelementehalter 15 oder am Zwischenring 14 des Werkzeuges befestigt.In the embodiment according to FIG. 3, indexable inserts 2 with a square base 16 are arranged next to one another in such a way that a gap 5 prevents the indexable inserts 2 from touching one another directly. The gap 5 can be defined by inserting a spacer 13, so that in particular the respective middle plate is precisely fixed and the plates cannot float back and forth. The indexable inserts 2 are fastened to the base body 1, to the cutting element holder 15 or to the intermediate ring 14 of the tool, for example by means of fastening screws 4.
In Fig. 4 ist die Ausbildung dreiecksförmiger Sitze im z.B. Grundkörper 1 des Werkzeuges mit Auflageflächen 6 und Anlageflächen 7, zur Aufnahme der Schnittkräfte, zu erkennen.Fig. 4 shows the formation of triangular seats in, for example, the base body 1 of the tool with bearing surfaces 6 and contact surfaces 7 for absorbing the cutting forces can be seen.
In Fig. 5 ist die Anordnung von Wendeschneidplatten 2 mit dreieckiger Grundfläche und abgekanteten Ecken dargestellt. Diese Wendeschneidplatten 2 sind ebenfalls, wie in Fig. 3 dargestellt, durch einen kleinen Spalt 5 (kleiner als 1,5 mm) voneinander getrennt. Nach dem Eingriff einer solchen Messerkombination bleibt ein schmaler Steg in der Breite des Spaltes auf der BearbeitungsebeneIn Fig. 5 is the arrangement of indexable inserts 2 with a triangular base and beveled Corners shown. These indexable inserts 2 are also, as shown in Fig. 3, by a small gap 5 (less than 1.5 mm) separated from each other. After the intervention of such a Knife combination remains a narrow web in the width of the gap on the working plane
stehen. Bei den vorgenannten Fräsverfahren für die dieses Werkzeug ausgebildet ist, ist die Bewegungsrichtung des Messers senkrecht auf die Bearbeitungsebene gesehen nicht identisch mit der Vorschubrichtung, es wird der stehengebliebene Steg jeweils beim nächsten Eingriff weggeschnitten, so daß eine saubere Bearbeitungsfläche bzw. -ebene entsteht. Das Entfernen dieser stehengebliebenen Stege kann auch durch eine, wie in Fig. 6 und 7 beschriebene Anordnung mit einem seitlichen versatz 8 erreicht werden. Bei diesen Anordnungen sind die aufeinanderfolgenden Messerkombinationen jeweils um den seitlichen Versatz 8 zueinander versetzt. Durch die Abkantungen 11 der in Fig. 6 dargestellten annähernd dreiecksförmigen Wendeschneidplatten 2 wird im Bereich des Spaltes 5 eine größere Freiflächenlänge erreicht, die bei der Anordnung nach Fig. 4 sehr kurz ist. Fig. 7 zeigt eine Lösung bei der die Abrundungen 12 einem eventuellen Freiflächenverschleiß entgegenwirken.stand. In the aforementioned milling processes for which this tool is designed, the direction of movement is of the knife, seen perpendicular to the working plane, is not identical to the Feed direction, the remaining web is cut away with the next intervention, see above that a clean working surface or plane is created. Removing these leftovers Web can also by an, as described in Fig. 6 and 7 arrangement with a lateral offset 8 can be achieved. In these arrangements, the successive knife combinations are each around the lateral offset 8 offset from one another. Due to the bevels 11 of that shown in Fig. 6 approximately Triangular indexable inserts 2 will have a greater flank length in the region of the gap 5 achieved, which is very short in the arrangement of FIG. Fig. 7 shows a solution in which the Roundings 12 counteract a possible wear of the flank.
In Fig. 8 sind Wendeschneidplatten 2 mit einer versetzten Spanfläche 10 und/oder einem Höhenversatz 9 dargestellt.8 shows indexable inserts 2 with an offset rake face 10 and / or a height offset 9 shown.
Die Fig. 1 bis 5 stellen Messer in tangentialer Anordnung dar. Jedoch können die in Fig. 6 und 7 dargestellten Schneidelemente 2 mit/oder ohne Halter 15 sowohl in tangentialer, als auch in radialer Anordnung z.B. an einem Zwischenring 14, insbesondere zur schnellen und leichten Auswechselbarkeit, ohne die Einstellung des Messerkopfes zu verändern, bzw. Arbeitsweise verwendet werden.FIGS. 1 to 5 show knives in a tangential arrangement. However, those in FIGS. 6 and 7 shown cutting elements 2 with / or without holder 15 both in tangential, and in radial arrangement e.g. on an intermediate ring 14, especially for quick and easy interchangeability, can be used without changing the setting of the cutter head or using the mode of operation.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen.The invention is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments, they also includes all professional modifications as well as partial and sub-combinations of those described and / or features and measures shown.
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Bezug 3 ze i.chenl i s t eCover 3 ze i.chenl i s t e
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Legal Events
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