DE3623871A1 - Fraeswerkzeug mit umsetzbaren schneideinsaetzen - Google Patents

Description

Zahlreiche Unternehmen haben beträchtliche Anstrengungen unternommen, um mit umsetzbaren Schneideinsätzen (Wende­ platten) versehene Walzenfräser kleinen Durchmessers und großer Länge zu entwickeln. Walzenfräser kleinen Durchmessers insbesondere haben begrenzte Platzverhält­ nisse im Hinblick Spannuten, Aufnahmetaschen und der Anordnung von Haltemittel für die Schneideinsätze, was Einschränkungen hinsichtlich der Masse und Festigkeit des eigentlichen Werkzeugkörpers bedingt.

Bei der Anordnung mehrerer Schneiden sowohl in Umfangs­ richtung wie auch in axialer Richtung ist es, um bei­ spielsweise in einem langen Walzenfräser drei wirksame Schneiden in Umfangsrichtung zu haben, üblich, sechs Nuten im Werkzeugkörper vorzusehen, wobei benachbarte Schneideinsätze in jeder Nut einen axialen Abstand voneinander haben, der kleiner ist als die Schneiden­ länge des Schneideinsätzes; es werden dann in alter­ nierenden Nuten Schneideinsätze angeordnet, die den frei bleibenden Zwischenraum zwischen zwei Schneidein­ sätzen in der angrenzenden Nut überbrücken. Als Folge hiervon sind zwei Nuten erforderlich, um eine wirksame Nut zur Verfügung zu haben.

Es war ferner üblich, schraubenlinienförmige (wendel­ förmige) oder abgestufte Nuten über die gesamte axiale Länge einzufräsen, was natürlich die Torsions- und Bie­ gefestigkeit des Querschnitts schwächt. Um diese Schwächungswirkung der kontinuierlichen wendelförmigen Nuten zu vermeiden, sind in der US-PS 40 93 392 einzelne isolierte Aufnahmetaschen für jeden einer größeren An­ zahl von runden Schneideinsätzen vorgesehen, die auf einer einzigen, in Umfangsrichtung verlaufenden Schrau­ benlinie liegen, und zwar unter versetztem Beginn in je­ der aufeinanderfolgenden Windung, mit vier aufeinander­ folgenden, in Umfangsrichtung beabstandeten Schneidein­ sätzen, wodurch tatsächlich vier schraubenlinienförmige, unterbrochene, axiale Nuten mit dazwischenliegenden Wän­ den gleich dem Gesamtdurchmesser des Schneidkörpers ge­ schaffen werden, die sich zwischen den axial benachbarten runden Aufnahmetaschen erstreckt.

Die US-PS 41 82 587 zeigt ein Fräswerkzeug mit mehreren viereckigen, axial benachbarten Schneideinsätzen, die sich entlang einer Kante jeder einer Mehrzahl kontinuier­ licher Nuten erstrecken, die einen schraubenlinienförmi­ gen Verlauf haben. Die US-PS 42 65 574 zeigt ein kombinier­ tes Bohr- und Fräswerkzeug mit vier drehbaren Schneid­ plättchen, die jeweils die Form eines gleichseitigen Dreiecks haben. Zwei der Schneidplättchen, deren Schneid­ kanten parallel zur Achse verlaufen, sind in Umfangs­ richtung zueinander ausgerichtet und haben einen axialen Abstand, wobei ein drittes Schneidplättchen in Umfangs­ richtung einen Abstand von 180° hat und hierbei in axia­ ler Richtung überlappend angeordnet ist; eine Schneid­ kante dieses Schneidplättchens verläuft ebenfalls parallel zur Achse, während das vierte Schneidplätt­ chen eine Schneidkante besitzt, die radial geringfügig über das Ende des Werkzeugkörpers in der gleichen Ebene wie das dritte Schneidplättchen verläuft.

Die vorliegende Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekenn­ zeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Fräswerkzeug werden mehrere dreieckige Schneideinsätze verwendet, die sich hinsichtlich ihrer Schneidwirkung in axialer Richtung überlappen und in isolierten Aufnahmetaschen mit Spanräumen angeordnet sind, die ihrerseits im wesent­ lichen isoliert sind und auf einer allmählich anstei­ genden Schraubenlinie liegen, die in axialer Richtung bezüglich des Fräswerkzeuges verläuft. Dieses Muster axial beabstandeter Schneideinsätze wiederholt sich an drei in Umfangsrichtung um 120° beabstandeten Stellen am Umfang des Werkzeugkörpers, so daß in einem typischen Anwendungsfall, bei dem drei wendelförmige Reihen von Schneideinsätzen jeweils fünf Schneideinsätze umfassen, die axial sich überlappend gleiche Abstände haben und in Umfangsrichtung in 40°-Inkrementen beab­ standet sind, drei wirksame Schneiden an jeder der fünf axialen Stellen vorgesehen sind.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines als Walzenfräser aus­ gebildeten Fräswerkzeuges;

Fig. 2 eine Endansicht des Fräswerkzeuges in Fig. 1;

Fig. 3 eine Detailansicht eines einzelnen dreieckigen Schneideinsatzes, der an dem Schneidende des Fräswerkzeuges angeordnet ist.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten, als Walzenfräser ausgebil­ deten Schneidwerkzeug sind fünfzehn Schneideinsätze in drei Reihen vorgesehen, wobei fünf Schneideinsätze in jeder Reihe axial sich überlappende Schneidkanten be­ sitzen und drei in Umfangsrichtung um 120° beabstandete Schneideinsätze an jeder der fünf axial beabstandeten Stellen vorgesehen sind. Ein Werkzeugkörper 10 besitzt ein zylindrisches Schaftende 11, das in einem Werkzeug­ halter einsetzbar ist; das Schaftende 11 ist mit einer von einer Schraube erfaßbaren angesenkten Ausnehmung 12 und einer Schlüsselabflachung 13 zur axialen Festle­ gung des Fräswerkzeuges versehen. Das Schneidende 14 des Werkzeugkörpers 11 ist mit Sitzen 15 für fünfzehn Schneideinsätze 16 a-e versehen, wobei die fortschreiten­ den Buchstaben fortschreitende gleiche axiale Stellen bezeichnen. Spanräume 17 a-17 e erstrecken sich von Schultern 18 a-18 e der Aufnahmetaschen nach außen. Jeder Schneideinsatz wird in seiner Aufnahmetasche durch eine zentrale Schraube 19 gehalten.

In einem typischen Walzenfräser mit einem Schneiddurch­ messer von 31,1 mm (1,250 Zoll) sind fünfzehn Aufnahme­ taschen für dreieckige gleichschenkelige Schneideinsätze einer Seitenlänge von 5,7 mm (0,250 Zoll) und einer Dicke von 2,39 mm (0,094 Zoll) vorgesehen, deren Seiten einen positiven Winkel von 15° und Eckenradien von 0,792 mm (0,0312 Zoll) haben und mit "ISO"-Schrauben­ löchern versehen sind. Die Aufnahmetaschen sorgen für einen positiven axialen Spanwinkel von 10° und einen nega­ tiven radialen Spanwinkel von 5° bei jedem Schneidein­ satz.

Ein Korrekturwinkel von 0° 26′, wie in Fig. 3 gezeigt, zusammen mit einer um 1,372 mm (0,054 Zoll) vor der Mittellinie angeordneten Schneidkante, wie in Fig. 2 gezeigt, erlauben dem Fräswerkzeug, eine rechteckige Schulter innerhalb 0,0254 mm (0,001 Zoll) herzustellen.

Ein zweites typisches Ausführungsbeispiel, das mit aus­ gezeichneten Ergebnissen in der Praxis erprobt wurde, verwendet gleichseitige Schneideinsätze einer Seiten­ länge von 9,525 mm (0,0375 Zoll) mit einem radialen Spanwinkel von 0° und einem axialen Spanwinkel von 20° in einem Walzenfräser eines Durchmessers von 50,8 mm (2 Zoll). Im Rahmen der Erfindung sind selbstverständlich weitere Ausführungsformen möglich.

Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, wurde durch die vorliegende Erfindung ein Fräswerkzeug ge­ schaffen, bei dem drei wirksame Schneiden für jede axiale Stelle und eine gleiche Anzahl von Schneidenrei­ hen vorgesehen sind, wobei die benachbarten Schneidein­ sätze in jeder Reihe sich überlappen, während die Auf­ nahmetaschen und Spanräume im wesentlichen isoliert voneinander sind, um für eine maximale Torsions- und Biegefestigkeit am gesamten Durchmesser des Schneidkör­ pers zu sorgen.

Claims (9)

1. Mit umsetzbaren Schneideinsätzen versehenes Fräs­ werkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere einzelne Aufnahmetaschen (15, 17, 18) in dem zylin­ drischen Umfang eines zylindrischen Werkzeugkörpers (11) gebildet sind, daß jede Aufnahmetasche einen Sitz (15) für einen der umsetzbaren, mit einer ge­ raden Schneidkante versehenen Schneideinsätze (16 a-e) aufweist, wobei die Schneidfläche jedes Schneid­ einsatzes in einer im wesentlichen axialen Ebene liegt, von der Abweichungen entsprechend eines ggf. vorgesehenen axialen und radialen Spanwinkels vorge­ sehen sind, die für jeden Schneideinsatz die glei­ chen sind, daß die Schneideinsätze (16 a-e) in jeder Aufnahmetasche von einer zentralen Schraube (19) gehal­ ten werden, wobei eine einzelne Schneidkante über den Umfang des Werkzeugkörpers vorsteht, wobei jeder Aufnahmetasche (16, 17, 18) eine Wand zugeordnet ist, die einen Spanraum (17 a-e) bildet, der von der ge­ samten Schneidfläche bis zum Umfang des Werkzeug­ körpers (11) nach außen verläuft, daß jede Aufnahme­ tasche (15, 17, 18) mit ihrer Spanraum-Wand im we­ sentlichen gegenüber jeder anderen Aufnahmetasche durch den umgebenden zylindrischen Umfang des Werk­ zeugkörpers (11) isoliert ist, daß die Aufnahme­ taschen (15, 17, 18) in mehreren in Umfangsrichtung mit gleichem Abstand verlaufenden Reihen angeord­ net sind, wobei sich jede Reihe axial auf einer schraubenförmigen Linie erstreckt, daß die Aufnahme­ taschen (15, 17, 18) in jeder Reihe an denselben axialen Stellen liegen, und daß die Aufnahmeta­ schen (15, 17, 18) in jeder Reihe gleiche Abstände voneinander haben, wobei die aktiven Schneidkanten benachbarter Schneideinsätze (16 a-e) sich in axia­ ler Richtung hinsichtlich ihrer Schneidwirkung über­ lappen und in Umfangsrichtung auf der Schraubenlinie der Reihe gleiche Winkelabstände voneinander haben.

2. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Aufnahmetaschen (15, 17, 18) ver­ sehen ist mit einer Wand zur Aufnahme eines drei­ eckigen Schneideinsatzes (16 a-e) mit geradlinigen Schneidkanten, die sich im wesentlichen parallel zur Achse des Fräswerkzeuges erstrecken.

3. Fräswerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstand zwischen benachbarten Schneid­ einsätzen (16 a-e) in jeder Reihe in der Größenordnung von 40° liegt.

4. Fräswerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Reihe mit fünf axial beabstandeten Schneid­ einsätzen (16 a-e) versehen ist und drei in Umfangs­ richtung gleich beabstandete Reihen vorgesehen sind.

5. Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmetaschen (15, 17, 18) jeweils mit einem positiven axialen Span­ winkel in der Größenordnung von 10° versehen sind.

6. Fräswerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Aufnahmetaschen (15, 17, 18) mit einem ne­ gativen radialen Spanwinkel versehen ist.

7. Fräswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Aufnahmetaschen (15, 17, 18) mit einem negativen radialen Spanwinkel von 5° versehen ist.

9. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Aufnahmetaschen (15, 17, 18) mit einem positiven axialen Spanwinkel in der Größen­ ordnung von 20° versehen ist.

9. Fräswerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Aufnahmetaschen (15, 17, 18) mit einem radialen Spanwinkel von 0° versehen ist.