DE3700754A1

DE3700754A1 - Schaftfraeser

Info

Publication number: DE3700754A1
Application number: DE19873700754
Authority: DE
Inventors: Hideo Hishibashi
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1986-01-16
Filing date: 1987-01-13
Publication date: 1987-07-23
Also published as: JPS62117013U

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schaftfräser.

Ein bekannter Schaftfräser ist anhand eines Beispiels in Fig. 8 dargestellt. Der Schaftfräser 1 besitzt zwei Schneidmesser 2 und 3, die relativ zu der Oberfläche L des zu bearbeitenden Materials dieselbe Höhe besitzen. Der Schaftfräser wird z. B. zum Fräsen von Aluminiumdruckgußteilen verwendet, die Bestandteil einer elektronischen Vorrichtung bilden. Der Fräser wird zuerst zur Grobbearbeitung eines jeglichen solchen Materials und sodann zur Feinbearbeitung desselben verwendet. Der Fräser wird normalerweise mit einer geringeren Drehzahl angetrieben, wenn er zu Ausführung eines Feinbearbeitungsvorgangs verwendet wird, um ein Vibrieren des zu bearbeitenden Materials zu verhindern.

Die beiden aufeinanderfolgenden Schritte der Grobbearbeitung und der Feinbearbeitung sowie die geringere Drehzahl bei der Feinbearbeitung verringern die Arbeitseffizienz des bekannten Schaftfräsers und führen zu einer Verlängerung der Zeit, die dieser zur Ausführung der erforderlichen Fräsarbeiten benötigt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten Schaftfräsers, der in der Lage ist, die Grobbearbeitung und die Feinbearbeitung gleichzeitig auszuführen und dadurch die für die Fräsarbeit des Schaftfräsers erforderliche Zeit zu verkürzen und die Arbeitseffizienz des Schaftfräsers zu erhöhen.

Erfindungsgemäße Lösungen dieser Aufgabe ergeben sich aus den Kennzeichen der Ansprüche 1 und 2.

Die vorliegende Erfindung schafft einen Schaftfräser, der sich dadurch auszeichnet, daß wenigstens zwei Schneidmesser oder Schneiden bzw. Schneidbauten vorgesehen sind, die sich sowohl im Klingendurchmesser bzw. Schneidkreisdurchmesser als auch in der Klingenhöhe voneinander unterscheiden, wobei das eine Schneidmesser einen größeren Klingendurchmesser sowie eine geringere Klingenhöhe als das andere Schneidmesser aufweist. Die Klingenhöhe wird gemessen von einer Schaftfräser-Querschnittsebene in Schaftfräser- Längsrichtung zu der betreffenden Schneide, so daß geringere Klingenhöhe ein Zurückgesetztsein vom Fräserende im Vergleich zur größeren Klingenhöhe bedeutet.

Genauer gesagt besitzt das einen größeren Klingendurchmesser als das andere oder die anderen Schneidmesser aufweisende Schneidmeser eine geringere Klingenhöhe, und das andere oder die anderen Schneidmesser besitzen einen sich in Rotationsrichtung des Schaftfräsers verringernden Klingendurchmesser und eine in Rotationsrichtung des Schaftfräsers zunehmende Klingenhöhe.

Bei Verwendung des Schaftfräsers zum Bearbeiten einer Oberfläche führt des Schneidmesser mit dem kleinsten Klingendurchmesser bzw. Schneidkreisdurchmesser und der größten Klingenhöhe, die in Fräserlängsrichtung gemesen wird, eine Feinbearbeitung aus, während das andere oder die anderen Schneidmesser eine Grobbearbeitung ausführen. Bei Verwendung des Schaftfräsers zum Fräsen eines Lochs führt das Schneidmesser mit dem größten Klingendurchmesser und der geringsten Klingenhöhe die Feinbearbeitung aus, während das andere oder die anderen Schneidmesser die Grobbearbeitung ausführen. In jedem dieser Fälle kann der erfindungsgemäße Schaftfräser die Grobbearbeitung und die Feinbearbeitung gleichzeitig in einem Arbeitsgang ausführen. Die unterschiedlichen Klingenhöhen der Schneidmesser verhindern ein Vibrieren des zu bearbeitenden Materials.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Die Erfindung und Weiterbildung der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schaftfräsers gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Ansicht zur Erläuterung, wie der in Fig. 1 gezeigte Schaftfräser verwendet wird;

Fi.g 3 eine Ansicht, in der der Durchmesser eines Lochs gezeigt ist, wie er mittels eines Grobbearbeitungs- Schneidmessers des in Fig. 1 gezeigten Schaftfräsers gebildet ist, und in der außerdem der Enddurchmesser des Lochs gezeigt ist, wie er mittels eines Feinbearbeitungs- Schneidmessers gebildet ist;

Fig. 4(a) und 4(b) Vergleiche zwischen der Rauhheit einer Oberfläche, die mit dem bekannten, unter Bezugnahme auf Fig. 8 vorstehend beschriebenen Schaftfräser bearbeitet wurde, und der Rauhheit einer Oberfläche, die mit dem Schaftfräser gemäß Fig. 1 bearbeitet wurde;

Fig. 5(a) eine Draufsicht auf einen Schaftfräser gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung von unten;

Fig. 5(b) eine Seitenansicht des in Fig. 5(a) gezeigten Schaftfräsers;

Fig. 6(a) eine Draufsicht auf einen Schaftfräser gemäß einem zusätzlichen Ausführungsbeispiel der Erfindung von unten;

Fig. 6(b) eine Seitenansicht des in Fig. 6(a) gezeigten Schaftfräsers;

Fig. 6(c) eine weitere Seitenansicht des in Fig. 6(a) gezeigten Schaftfräsers;

Fig. 7 eine Querschnittsansicht einer Oberfläche, die mit dem Schaftfräser der Fig. 6(a) bis 6(c) gefräst wurde; und

Fig. 8 eine Seitenansicht des eingangs erläuterten bekannten Schaftfräsers.

Im folgenden wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, wobei mit Fig. 1 begonnen wird. Ein Schaftfräser 10 gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt zwei gewundene Schneidmesser 11 und 12. Das Schneidmesser 11 besitzt eine in Längsrichtung des Schaftfräsers 10 gemessene Klingenhöhe, die in bezug auf die Klingenhöhe des Schneidmessers 12 um eine Distanz B, die z. B. 0,05 mm beträgt, zurückgesetzt bzw. reduziert ausgebildet ist. Das Schneidmeser 12 besitzt einen in Radialrichtung des Schaftfräsers 10 gemessenen Klingendurchmesser, der in bezug auf den Klingendurchmesser des Schneidmessers 11 um eine Distanz A, die z. B. 0,2 mm beträgt, kleiner ausgebildet ist. Wenn also das Schneidmesser 11 einen Klingendurchmeser bzw. Schneidkreisdurchmesser D von z. B. 12 mm besitzt, so besitzt das Schneidmesser 12 einen Klingendurchmesser bzw. Schneidkreisdurchmesser von 11,8 mm (D minus A).

Der Schaftfräser 10 kann so verwendet werden, wie dies anhand eines Beispiels in Fig. 2 dargestellt ist, wenn er zum zerspanenden Bearbeiten der Oberfläche eines flachstückartigen Materials verwendet wird, führt das Schneidmesser 11 die Grobbearbeitung aus, und das Schneidmesser 12 führt die Feinbearbeitung aus. Wenn der Schaftfräser 10 zum Fräsen eines Lochs verwendet wird, führt das Schneidmesser 12 die Grobbearbeitung aus und schneidet einen Durchmesser d, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, und das Schneidmesser 11 schneidet einen endgültigen Lochdurchmesser D. Der Durchmesser d ist gleich D minus 2B. Während jeder Umdrehung des Schaftfräsers 10 erfährt dieser bei seiner Verwendung zur zerspanenden Bearbeitung bzw. Formgebung einer Oberfläche einen Vorschub über eine Distanz, die kleiner ist als die Differenz A zwischen den Klingendurchmessern der beiden Schneidmesser 11 und 12, und bei seiner Verwendung zum Schneiden eines Lochs erfährt er einen Vorschub über eine Distanz, die kleiner ist als die Differenz B zwischen den Kantenhöhen der beiden Schneidmesser 11 und 12.

Jedes Schneidmesser 11 und 12 läßt sich also entweder zur Grobbearbeitung oder zur Feinbearbeitung verwenden, und zwar in Abhängigkeit davon, für welchen Arbeitsvorgang der Schaftfräser 10 verwendet wird. Der Schaftfräser ist somit in der Lage, die Grobbearbeitung und die Feinbearbeitung gleichzeitig in einem einzigen Arbeitsvorgang auszuführen, und er kann somit jegliche Unbequemlichkeiten eliminieren, wie sie durch die zweistufige Arbeitsweise des bekannten Schaftfräsers verursacht werden. Außerdem verhindern die unterschiedlichen Klingenhöhen der Schneidmesser eine jegliche Vibration des zu bearbeitenden Materials, wodurch außerdem die Verwendung einer niedrigeren Drehzahl für die Feinbearbeitung überflüssig gemacht ist. Dies bedeutet eine drastische Reduzierung der von dem Schaftfräser benötigten Fräszeit sowie auch einen äußerst stark verbesserte Arbeitseffizienz des erfindungsgemäßen Schaftfräsers.

Die Rauhigkeit einer mit dem erfindungsgemäßen Schaftfräser 10 bearbeiteten Oberfläche wurde mit der Rauhigkeit einer mit dem in Fig. 8 gezeigten bekannten Schaftfräser bearbeiteten Oberfläche verglichen. Die Ergebnisse sind in Fig. 4(a) und 4(b) dargestellt. Beide Schaftfräser wurden dabei bei folgenden Bedingungen verwendet:

Spindelrotationsgeschwindigkeit:5000 Umdrehungen pro Minute Vorschubdistanz: 500 mm/min. Schneidtiefe: 0,5 mm

Beide Schaftfräser bestanden aus SKH9-Stahl.

Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengefaßt. "SKH9" ist eine Bezeichnung für einen Schnellschnittstahl nach den japanischen Industrienormen; er hat folgende Zusammensetzung: 3,5 bis 4,5% Cr, 4 bis 6% Ma, 6 bis 7% W, 1,8 bis 2,3% V, 0,75 bis 0,9% C, höchstens 0,35% Si, höchstens 0,6% Mn, jeweils höchstens 0,03% P und S. R _a bedeutet eine durch Integration des Oberflächenverlaufs gemäß Fig. 4 bestimmte, mittlere Rauhigkeit. R _max bedeutet eine Maximalrauhigkeit, bestimmt durch den Abstand zwischen einem höchsten und einem tiefsten Punkt in einer Oberflächenteillänge. R _z ist eine Zahnpunktrauhigkeit, bestimmt als gemittelte Differenz zwischen fünf höchsten und fünf tiefsten Punkten in einer Oberflächenteillänge.

Tabelle 1

Die in Tabelle 1 sowie in den Fig. 4(a) für den bekannten Fräser sowie in Fig. 4(b) für den erfindungsgemäßen Fräser gezeigten Ergebnisse bestätigen, daß der erfindungsgemäße Schaftfräser eine sehr hohe Oberflächengüte schafft.

Ein Schaftfräser gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 5(a) und 5(b) dargestellt. Der Schaftfräser 20 besitzt drei Schneidmesser 21, 22, 23. Bei dem Schneidmesser 23 handelt es sich um ein Standardmesser mit einem Standardklingendurchmesser D, der z. B. 12 mm beträgt. Das Schneidmesser 21 besitzt einen Klingendurchmesser bzw. Schneidkreisdurchmesser, der um eine Distanz A von z. B. 0,3 mm kleiner als der Durchmesser bzw. Schneidkreisdurchmeser D des Schneidmessers 23 ist. Das Schneidmesser 22 schließlich besitzt einen Klingendurchmesser, der um eine Distanz B von z. B. 0,5 mm kleiner als der Durchmesser D des Schneidmessers 23 ist. Was jedoch die in Fräserlängsrichtung gemessene Klingenhöhe anbelangt, so handelt es sich bei dem Schneidmesser 22 um ein Standard- schneidmesser. Das Schneidmesser 21 besitzt eine Klingenhöhe, die um eine Distanz E von z. B. 0,05 mm kürzer als die Klingenhöhe des Schneidmessers 22 ist, und das Schneidmesser 23 besitzt eine Klingenhöhe, die um eine Distanz C von z. B. 0,25 mm kürzer als die Klingenhöhe des Schneidmessers 22 ist. Der Schaftfräser 20 kann Ergebnisse erzielen, die denen ähnlich sind, die durch den in Fig. 1 gezeigten Zweiklingen- Schaftfräser erzielt werden.

Noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 6(a) bis 6(c) gezeigt. Der Schaftfräser 30 besitzt vier Schneidmesser 31, 32, 33, 34. Was den Klingendurchmesser anbelangt, so besitzt das Schneidmesser 31 einen Standarddurchmesser. Die Klingen 32, 33, 34 besitzen Klingendurchmesser, die um eine Distanz A, B bzw. C kleiner als der Klingendurchmesser D des Schneidmessers 31 sind. Was die in Fräserlängsrichtung gemessene Klingenhöhe anbelangt, so besitzt das Schneidmesser 34 eine Standardklingenhöhe. Die Schneidmesser 31, 32, 33 besitzen Klingenhöhen, die um eine Distanz E, F bzw. G kürzer als die Klingenhöhe des Schneidmessers 34 sind. Die Distanzen A bis G sind in Form eines Beispiels in der nachfolgenden Tabelle 2 dargestellt, wobei die Distanz D 12 mm beträgt.

Tabelle 2

Fig. 7 zeigt anhand eines Beispiels den Querschnitt einer abgestuften Fläche, wie sie mit dem Schaftfräser 30 ohne Vorschub gefräst würde und die eine geeignete Konfiguration des Fräsens durch die vier Schneidmesser 31 bis 34 mit unterschiedlichen Klingendurchmessern und unterschiedlichen Klingenhöhen veranschaulicht. Jede Umdrehung des Schaftfräsers 30 führt zur Bildung einer ebenen Oberfläche. Der Schaftfräser 30 kann Ergebnisse erzielen, die denen ähnlich sind, wie sie mit dem in Fig. 1 gezeigten Schaftfräser erzielt werden.

Die Anzahl der Schneidmesser, die in vorteilhafter Weise an einem Schaftfräser vorgesehen sein können, hängt von verschiedenen Faktoren, einschließlich des zu bearbeitenden Materials, ab.

Obwohl alle der vorstehend beschriebenen Schaftfräser gewundene Schneidmesser aufweisen, kann die vorliegende Erfindung auch bei einem Schaftfräser mit geraden Schneidmessern verwendet werden.

Es ist wichtig, daß jeder solche Schaftfräser während jeder seiner Umdrehungen einen Vorschub um eine Distanz erfährt, die bei Verwendung des Schaftfräsers zum Fräsen einer Fläche kleiner ist als die Differenz zwischen den Klingendurchmessern bzw. Schneidkreisdurchmessern der Schneidmesser und die bei Verwendung des Schaftfräsers zum Fräsen eines Lochs kleiner ist als die Differenz zwischen den Klingenhöhen der Schneidmesser; ansonsten wäre das Schneidmesser, von dem man die Ausführung einer Feinbearbeitung erwartet, nicht in der Lage, diesen Vorgang auszuführen.

Wenn der Schaftfräser der vorliegenden Erfindung drei oder mehr Schneidmesser aufweist, besitzen die Schneidmesser gesehen in Rotationsrichtung des Schaftfräsers einen allmählich geringer werdenden Klingendurchmesser und eine allmählich zunehmende Klingenhöhe, wie dies aus der vorstehenden Beschreibung offensichtlich ist. Diese Ausbildung ist wichtig, um sicherzustellen, daß ein einziger Schaftfräser in der Lage ist, die Grobbearbeitung und die Feinbearbeitung gleichzeitig auszuführen, so daß sich eine verkürzte Bearbeitungszeit und eine verbesserte Arbeitseffizienz erzielen lassen.

Der vorstehend beschriebene Schaftfräser gemäß der vorliegenden Erfindung garantiert eine Oberflächengüte mit verbesserter Genauigkeit, da selbst dann, wenn das zu bearbeitende Material eventuell vibriert, im wesentlichen keine Möglichkeit besteht, daß die mit dem einen Schneidmesser gefräste Fläche im Fall jeglicher solchen Vibration von einem anderen Schneidmesser beschädigt wird, das an dieser Fläche eigentlich gar keinen Fräsvorgang ausführen soll. Außerdem ermöglichen die unterschiedlichen Klingendurchmesser und Klingenhöhen der Schneidmesser des erfindungsgemäßen Schaftfräsers, daß dieser die Grobbearbeitung und die Feinbearbeitung gleichzeitig ausführt und dadurch eine verkürzte Bearbeitungszeit sowie eine verbesserte Arbeitseffizienz erzielt.

Claims

1. Schaftfräser, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Schneidmesser (11, 12) vorgesehen sind, die sich sowohl im Klingendurchmesser als auch in der Klingenhöhe voneinander unterscheiden, und daß das eine Schneidmesser (11) einen größeren Klingendurchmesser sowie eine geringere Klingenhöhe als das andere Schneidmesser (12) bestizt.

2. Schaftfräser, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei Schneidmesser (21, 22, 23) vorgesehen sind, die sich sowohl im Klingendurchmesser als auch in der Kingenhöhe voneinander unterscheiden, daß eines der Schneidmesser (21, 22, 23) einen größeren Klingendurchmesser als die anderen Schneidmesser und eine geringere Klingenhöhe als die anderen Schneidmesser aufweist, und daß die genannten anderen Schneidmeser einen sich in Rotationsrichtung des Schaftfräsers (20) allmählich verringernden Klingendurchmesser sowie eine in Rotationsrichtung des Schaftfräsers (20) allmählich zunehmende Klingenhöhe aufweisen.

3. Schaftfräser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schneidmeser (11, 12; 21, 22, 23) eine gewundene Konfiguration besitzt.