DE3617308C2

DE3617308C2 -

Info

Publication number: DE3617308C2
Application number: DE3617308A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Shimomura; Katsuyoshi Tokio/Tokyo Jp Karino; Kazuo Warabi Saitama Jp Iizuka
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1985-05-25
Filing date: 1986-05-23
Publication date: 1987-07-09
Also published as: JPS627318U; KR860008822A; JPH0135777Y2; US4645384A; DE3617308A1; KR900008893B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fräsmesserkopf gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Fig. 1A bis 1C zeigen einen herkömmlichen Fräsmesserkopf zur Oberflächenbearbeitung eines Metallwerkstücks. Der Fräsermesserkopf umfaßt einen im wesentlichen scheibenförmigen Körper 10 mit einer dadurch verlaufenden Drehachse R. Der Körper 10 hat eine Vielzahl von Ausnehmungen 12, die neben einer vorderen Endfläche 14 des Körpers in umfangsmäßig beabstandetem Verhältnis zueinander angeordnet sind. Jede Ausnehmung 12 mündet im wesentlichen radial nach außen des Körpers 10. Jede Ausnehmung 12 nimmt eine Wendeschneidplatte 16 aus einem harten, abriebfesten Material auf, welcher darin durch nichtdargestellte, geeignete Klemmittel festgelegt ist, wie dies am besten aus Fig. 2A bis 2D und Fig. 3 ersichtlich ist. Die Wendeschneidplatte 16 umfaßt eine Platte 18 mit einer im wesentlichen quadratischen Form, gebildet durch eine vordere Fläche 20, eine hintere Fläche 22, die parallel zur vorderen Fläche 20 angeordnet ist, und vier Seitenflächen 24. Jeder Eckenabschnitt der Platte 18 ist dort, wo die vier Seitenflächen 24 zusammenlaufen, entfernt, um eine erste abgeschrägte Eckenfläche 26 und eine zweite abgerundete Eckenfläche 28 vorzusehen. Die erste Eckenfläche 26 und die zweite Eckenfläche 28 sind nebeneinander angeordnet. Die Platte 18 hat vier Hauptschneidkanten 30, jeweils gebildet durch die vordere Fläche 20 und eine jeweilige Seitenfläche 24. Außerdem weist jede Platte 18 vier Nebenschneidkanten 32 auf, die jeweils von der vorderen Fläche 20 und jeweils einer der ersten Eckenflächen 26 gebildet sind. Schließlich weist die Platte vier Eckenschneidkanten 34 auf, von denen jede durch die vordere Fläche 20 und jeweils eine der beiden Eckenflächen 28 gebildet wird. Jede Seitenfläche 24 ist in Richtung weg von der vorderen Fläche 20 nach innen geneigt und dient als eine Flanke einer jeweiligen Hauptschneidkante 30 mit einem positiven Freiwinkel A. Ebenso ist jede erste Eckenfläche 26 in Richtung weg von der vorderen Fläche 20 nach innen geneigt und dient als eine Flanke einer jeweiligen Nebenschneidkante 32 mit einem positiven Freiwinkel B. Weiterhin ist jede zweite Eckenfläche 28 in Richtung weg von der vorderen Fläche 20 nach innen geneigt und dient als eine Flanke einer jeweiligen Eckenschneidkante 34 mit einem positiven Freiwinkel C. Der Freiwinkel B der Flanke 26 jeder Nebenschneidkante 32 ist so ausgewählt, daß er nicht kleiner ist als der Freiwinkel A der Flanke 24 jeder Hauptschneidkante 30. Dies liegt daran, daß die Schneidlasten, die auf die Nebenschneidkanten 32 wirken, kleiner sind als solche, die auf die Hauptschneidkanten 30 wirken, so daß die Nebenschneidkanten 32 eine geringere Festigkeit erfordern als die Hauptschneidkanten 30. Somit ist es möglich, für die Nebenschneidkanten 32 größere Freiwinkel B zu verwenden, um ein gutes Schneidverhalten zu erzielen. Außerdem sind die Eckenschneidkanten 34 hauptsächlich dazu vorgesehen, eine Beschädigung der Haupt- und Nebenschneidkanten 30 bzw. 32 zu verhindern. Der Freiwinkel C der Flanke 28 jeder Eckenschneidkante 34 ist herkömmlicherweise so ausgewählt, daß er nicht kleiner ist als der Freiwinkel A der Flanke 24 jeder Hauptschneidkante 30 und nicht größer als der Freiwinkel B der Flanke 26 jeder Nebenschneidkante 32. Dies liegt einfach daran, daß entsprechend der Darstellung in Fig. 2A jede Eckenschneidkante 34 zwischen der Hauptschneidkante 30 und der Nebenschneidkante 32 angeordnet ist. So werden die Freiwinkel A, B und C so ausgewählt, daß sie der Ungleichung A C B genügt. Jeder Schneideinsatz 16 ist so angeordnet, daß ein Satz aus Haupt-, Neben- und Eckenschneidkanten 30, 32 bzw. 34 in ihren Bearbeitungspositionen jeweils indexiert sind und daß ein geeigneter Eckenwinkel D, ein geeigneter Radialwinkel E und ein geeigneter Axialwinkel F entsprechend der Darstellung in Fig. 1A bis 1C vorgesehen sind, um ein gutes Schneidverhalten zu erzielen. Diese Winkel D, E und F werden so ausgewählt, daß sie positiv sind.

Beim zuvor erwähnten bekannten Fräsmesserkopf ist ein Umfangsfreiwinkel jeder indexierten Eckenschneidkante 34 mit Bezug auf das Werkstück, was nachfolgend als wirksamer Freiwinkel Ce bezeichnet wird, kleiner als ein Umfangsfreiwinkel jeder indexierten Hauptschneidkante 30 mit Bezug auf das Werkstück, welcher nachfolgend als wirksamer Freiwinkel Ae bezeichnet wird. Als Ergebnis wird die indexierte Eckenschneidkante 34 einer größeren Flankenabnutzung unterworfen als die indexierte Hauptschneidkante 30, so daß die Eckenschneidkante 34 eher einer Beschädigung unterworfen ist als die Hauptschneidkante 30, wodurch die Lebensdauer der Wendeschneidplatte 16 kurz wird. Außerdem entsteht dadurch auf dem Werkstück eine relativ rauhe bearbeitete Oberfläche.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Fräsmesserkopf mit zumindest einer Wendeschneidplatte zu schaffen, die Eckenschneidkanten umfaßt, die einer geringeren Flankenabnützung unterworfen sind, um dadurch die Lebensdauer der Wendeschneidplatte zu verlängern und das Schneidverhalten zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patent anspruchs gelöst.

Durch diese erfindungsgemäßen Merkmale ist die Abnutzung, der die Flanke der Eckenschneidkante der Wendeschneidplatte unterworfen ist, auf einen Betrag reduziert, der fast gleich der Abnutzung ist, der die Flanke der Hauptschneidkante unterworfen ist, so daß die Lebensdauer der Wendeschneidplatte verlängert und das Sehvermögen des Fräsmesserkopfes verbessert ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1A eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen Fräsmesserkopfes mit quadratischen Wendeschneidplatten,

Fig. 1B eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IB der Fig. 1A,

Fig. 1C eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IC der Fig. 1A,

Fig. 2A eine Draufsicht auf die Wendeschneidplatte,

Fig. 2B eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IIB der Fig. 2A,

Fig. 2C eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IIC der Fig. 2A,

Fig. 2D eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IID der Fig. 2A,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Wendeschneidplatte der Fig. 2A,

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 1A mit dem Kreis IV eingekreisten Abschnitts,

Fig. 5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI der Fig. 4,

Fig. 7A eine Querschnittsansicht eines Fräsmesserkopfes,

Fig. 7B eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VIIB in Fig. 7A,

Fig. 7C eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VIIC der Fig. 7A,

Fig. 8A eine Draufsicht auf eine Wendeschneidplatte,

Fig. 8B eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VIIIB der Fig. 8A,

Fig. 8C eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VIIIC der Fig. 8A,

Fig. 8D eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VIIID der Fig. 8A,

Fig. 9 eine Seitenansicht der Wendeschneidplatte der Fig. 8A,

Fig. 10 eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 7A eingekreisten Bereiches X,

Fig. 11 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XI-XI der Fig. 10,

Fig. 12 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XII-XII der Fig. 10,

Fig. 13 eine der Fig. 4 oder Fig. 10 ähnliche Ansicht mit der Darstellung von Wendeschneidplatten,

Fig. 14 eine Querschnittsansicht der Linie XIV-XIV der Fig. 13,

Fig. 15 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XV-XV der Fig. 13,

Fig. 16 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVI-XVI der Fig. 13,

Fig. 17A eine Draufsicht auf eine modifizierte Wendeschneidplatte,

Fig. 17B eine Ansicht in Richtung des Pfeiles XVIIB der Fig. 7A,

Fig. 17C eine Ansicht in Richtung des Pfeiles XVIIC der Fig. 17A, und

Fig. 17D eine Ansicht in Richtung des Pfeiles XVIID der Fig. 17A.

In Fig. 7A bis 7C ist eine Ausführungsform eines Fräsmesserkopfes dargestellt. Bei diesem Fräsmesserkopf sind mit der in Fig. 1A bis 1C dargestellten bekannten Ausführungsform gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Eine Wiederholung der Beschreibung dieser Teile ist hier nicht notwendig. Bei dem Fräsmesserkopf werden eine Vielzahl von Wendeschneidplatten 16 verwendet, von denen jede der bekannten Wendeschneidplatte ähnlich ist, jedoch mit der Ausnahme, daß der Freiwinkel C der Flanke 28 jeder Eckenschneidkante 34 so ausgewählt ist, daß er größer ist als der Freiwinkel B der Flanke 26 der Nebenschneidkante 32. Der Freiwinkel B ist größer als der Freiwinkel A. Jede Wendeschneidplatte 16 ist auf dieselbe Weise wie beim bekannten Fräsmesserkopf angeordnet, d. h. auf solche Weise, daß ein Satz der Haupt-, der Neben- und der Eckenschneidkanten 30, 32 und 34 in ihren Bearbeitungsstellungen jeweils indexiert sind und daß der geeignete Eckwinkel D, der Radialwinkel E und der Axialwinkel F erzielt werden. Der Eckwinkel D ist vorzugsweise so ausgewählt, daß er im Bereich zwischen 0° und 60° liegt. Der Radialwinkel E ist vorzugsweise so ausgewählt, daß er im Bereich zwischen 10° und 30° liegt. Der Axialwinkel F ist vorzugsweise so ausgewählt, daß er im Bereich zwischen 10° und 30° liegt. Als Ergebnis wird beim Fräsmesserkopf der wirksame Freiwinkel Ce der indexierten Eckenschneidkante 34 größer als der des bekannten Fräsers und ist im wesentlichen gleich dem wirksamen Freiwinkel Ae der indexierten Hauptschneidkante 30, wie in Fig. 10 bis 12 dargestellt ist. Als Ergebnis wird die Abnutzung, der der Flanke 28 der indexierten Eckenschneidkante 34 während des Fräsbetriebes unterworfen ist, wesentlich auf einen Betrag reduziert, der gleich der Abnutzung ist, der der Flanke 24 der indexierten Hauptschneidkante unterworfen ist, so daß die Lebensdauer der Wendeschneidplatte 16 verlängert werden kann. Außerdem ergibt sich daraus ein besseres Oberflächenfinish des bearbeiteten Werkstücks.

Beispiel

Der Spanwinkel G und der Freiwinkel H der indexierten Haupt-, Neben- und Eckenschneidkanten 30, 32 bzw. 34 hinsichtlich des Werkstückes wurden für zwei Wendeschneidplatten des bekannten Fräsers berechnet, welche Platten Freiwinkel A, B und C haben, die so ausgewählt sind, daß sie der folgenden Ungleichung genügen A C B, und für eine Platte des Fräsmesserkopfes gemäß der Erfindung, welche Platte Freiwinkel A, B und C haben, die so ausgewählt sind, daß sie der folgenden Ungleichung genügen A < B < C. Für die Vereinfachung der Berechnung wurden der Spanwinkel und der Freiwinkel G bzw. H für die indexierte Hauptschneidkante 30, die sich in einer Ebene senkrecht zur Hauptschneidkante 30 befindet, berechnet. Der Spanwinkel G der indexierten Hauptschneidkante 30 war entsprechend der Darstellung in Fig. 14 gleich dem Radialwinkel E, derselben, wie dies in Fig. 1B oder 7B dargestellt ist. Da die Summe aus Spanwinkel G und Freiwinkel H der indexierten Hauptschneidkante 30 in bezug auf das Werkstück gleich mit dem Freiwinkel A der Hauptschneidkante 30 des Einsatzes 16 war, wurde der Freiwinkel H durch die Gleichung H = A - G berechnet. Für die Eckenschneidkante 34 wurden der Spanwinkel und der Freiwinkel G bzw. H, die sich in einer Ebene befinden, die in bezug auf die Hauptschneidkante 30 an einem künstlichen Winkel S (ein Winkel, bei dem der Radialwinkel E und der Axialwinkel F entsprechend der Darstellung in Fig. 13 sich als ein Winkel darstellen) geneigt ist, berechnet. In diesem Fall wurden der künstliche Winkel S und der Spanwinkel G durch folgende Gleichungen erhalten:

tan S= tan E cot F tan G= tan F cos S + tan E sin S

Der Freiwinkel H wurde erzielt durch

H = C - G

Bezüglich der Nebenschneidkante 32, dargestellt in Fig. 16, wurden der Spanwinkel G und der Freiwinkel H in einer Ebene senkrecht zur Hilfsschneidkante 32 berechnet. Der Spanwinkel G wurde durch folgende Kronenberg-Gleichung erhalten:

tan G= tan F cos D + tan E sin D

und der Freiwinkel H wurde berechnet durch

H = B - G

Der Spanwinkel G und der Freiwinkel H entsprechend der vorstehenden Berechnung werden nun in einer Tabelle dargestellt, in der Beispiele I und II die Ergebnisse der beiden Schneid- bzw. Fräsereinsätze des bekannten Fräsers zeigen, während das Beispiel III das Ergebnis des Einsatzes des Fräsers gemäß der Erfindung zeigt.

Wie deutlich aus der Tabelle ersichtlich ist, sind der Freiwinkel H der indexierten Eckenschneidkanten 34 beträchtlich kleiner als diejenigen der indexierten Hauptschneidkanten 30 beim Beispiel I und II, während beim Beispiel III der Freiwinkel H der indexierten Eckenschneidkante 34 geringfügig größer ist als der der indexierten Hauptschneidkante 30. Dank des größeren Freiwinkels C der Eckenschneidkante 34 der Wendeschneidplatte 16 als der Freiwinkel B der Hilfsschneidkante 32 wird der Freiwinkel H der Eckenschneidkante 34 hinsichtlich des Werkstücks vergrößert auf einen Winkel, der geringfügig größer ist als der Freiwinkel H der Hauptschneidkante 30 im Hinblick auf das Werkstück. Dementsprechend ist die Abnutzung, der die Flanke 28 der indexierten Eckenschneidkante 34 der Wendeschneidplatte 16 unterworfen ist, auf einen Betrag reduziert, der fast gleich der Abnutzung ist, der die Flanke 24 der indexierten Hauptschneidkante 30 unterworfen ist, so daß die Lebensdauer der Wendeschneidplatte 16 verlängert und das Schneidvermögen des Fräsers verbessert ist.

Tabelle

Während jede bei der zuvor erwähnten Ausführungsform berücksichtigte Wendeschneidplatte 16 eine quadratische Form hat, ist es auch möglich, daß die Platte eine dreieckige Form hat, wie dies in Fig. 17A bis 17D dargestellt ist. Auch bei einem solchen dreieckigen Einsatz sind die Freiwinkel A, B und C der Haupt-, Neben- und Eckenschneidkanten 30, 32 bzw. 34 so ausgewählt, daß sie der Ungleichung A < B < C genügen. Die Disposition jeder Wendeschneidplatte hinsichtlich des Körpers 10 ist gleich der der vorerwähnten Ausführungsform.

Claims

Fräsmesserkopf mit einem Messerkopfkörper, an dessen Umfang eine Mehrzahl von im wesentlichen radial verlaufenden Ausnehmungen ausgebildet sind, zur Aufnahme je einer Positiv- Wendeschneidplatte, wobei jede Positiv-Wendeschneidplatte eine größere und eine kleinere zueinander parallele, gleichpolygonale Flächen und diese verbindende Seitenfläche, sowie eine der Anzahl der Polygonecken entsprechende Anzahl von aus je einer Hauptschneidkante (30), einer daran anschließenden Eckenschneidkante (34) und einer an diese anschließenden Nebenschneidkante (32) bestehenden Gruppen von der größeren Polygonfläche ausgebildeten Schneidkanten aufweist, wobei den Hauptschneidkanten (30) je eine an einer Seitenfläche ausgebildete Freifläche (24) mit einem positiven Freiwinkel (A), den Eckenschneidkanten (34) je eine an einer Seitenfläche ausgebildete Freifläche (28) mit einem positiven Freiwinkel (C) und den Nebenschneidkanten (32) je eine an einer Seitenfläche ausgebildete Freifläche (26) mit positivem Freiwinkel (B) zugeordnet ist, wobei für jede Gruppe von Schneidkanten die folgende Beziehung gilt: A < B und A < C, und wobei die Positiv-Wendeschneidplatten in den Ausnehmungen bestimmungsgemäß unter einem positiven Axialwinkel F, einem positiven Radialwinkel E und einem Eckenwinkel D bezüglich der Messerkopfdrehachse eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Gruppe von Schneidkanten gilt: A < B < C und daß für alle Wendeschneidplatten die Axialwinkel F im Bereich von 10° bis 30°, die Radialwinkel E im Bereich von 10° bis 30° und die Eckenwinkel D im Bereich von 0° bis 60° jeder Wendeschneidplatte so gewählt sind, daß die wirksamen Freiwinkel der Eckenschneidkanten (34) im wesentlichen gleich den wirksamen Freiwinkeln der Hauptschneidkanten (30) sind.