DE3706282C2

DE3706282C2 -

Info

Publication number: DE3706282C2
Application number: DE3706282A
Authority: DE
Inventors: Nobuo Utsunomiya Tochigi Jp Hiyama
Original assignee: IZUMO INDUSTRIAL Co Ltd UTSUNOMIYA TOCHIGI JP
Current assignee: SGS Tool Co
Priority date: 1986-02-28
Filing date: 1987-02-26
Publication date: 1990-08-23
Also published as: KR930001459B1; US4963059A; KR870007746A; DE3706282A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaftfräser nach dem Ober begriff des Anspruches 1.

Ein derartiger Schaftfräser ist aus der JP-A-30-5244 bekannt und ist dort in Form eines Stirnfräsers ausgebildet, der eine Anzahl schraubenförmiger, umfangsseitiger Schneidkanten aufweist, die auf der Umfangsfläche eines Werkzeugkörpers an dessen vorderem Abschnitt ausgebildet sind und die von ein ander unterschiedliche Schraubenwinkel aufweisen, so daß umfangsseitige Steigerungen der umfangsseitigen Schneid kanten sich in jeder Ebene unterscheiden, die senkrecht zu einer Drehachse des Werkzeugkörpers verläuft.

Bei einem derartigen Stirnfräser wurden die jeweiligen Schneidkanten Schneidkräften unterworfen, die in verschied enen Richtungen unterschiedliche Zeitspannen ausgeübt wurden.

Deshalb unterliegt der Stirnfräser keiner Schwingung, die eine solche Frequenz hat, daß der Stirnfräser in Resonanz mit der Werkzeugmaschine gelangt. Daher ist der Stirnfräser keinem Schlagen ausgesetzt, was zu einer Verbesserung des Schneidverhaltens führt.

Der gattungsgemäßte Stirn- bzw. Schaftfräser weist jedoch den Nachteil auf, daß er viel Zeit und Geschicklichkeit für seine Herstellung erfordert. Darüberhinaus war sein Schneid verhalten nicht ausreichend, und zwar in erster Linie des halb, weil die während des Schneidvorganges erzeugten Späne nicht glatt entfernt wurden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schaftfräser der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, der leicht herzustellen ist und der in aus reichendem Maße ein ausgezeichnetes Schneidverhalten aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des An spruches 1.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schaft fräsers,

Fig. 2 eine Stirnansicht des Schaftfräsers gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Abwicklung des Schaftfräsers gemäß Fig. 1, aus welcher die Anordnung der umfangsseitigen Schneidkanten hervorgeht.

Fig. 4 eine erläuternde Darstellung der Schneidkraft, die während des Schneidvorganges auf einen Schaftfräser ausgeübt wird,

Fig. 5 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, die jedoch einen erfindungsgemäß abgeändertes Schaftfräser darstellt,

Fig. 6 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung, die jedoch den Schaftfräser nach Fig. 5 betrifft,

Fig. 7 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung eines weiteren abgeänderten Schaftfräsers,

Fig. 8 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung, die jedoch den Schaftfräser nach Fig. 7 betrifft,

Fig. 9 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung eines weiteren abgeänderten Schaftfräsers,

Fig. 10 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung, die jedoch den Schaftfräser nach Fig. 9 betrifft,

Fig. 11 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung eines weiteren abgeänderten Schaftfräsers,

Fig. 12 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung, die jedoch den Schaftfräser gemäß Fig. 11 betrifft,

Fig. 13 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung eines weiteren abgeänderten Schaftfräsers,

Fig. 14 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung, die jedoch den Schaftfräser gemäß Fig. 13 betrifft,

Fig. 15 eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Schaftfräsers nach Fig. 13,

Fig. 16 eine der Fig. 3 ähnliche Darstellung, die jedoch den Schaftfräser nach Fig. 13 betrifft,

Fig. 17 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung eines weiteren abgeänderten Schaftfräsers,

Fig. 18 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung, die jedoch den Schaftfräser gemäß Fig. 17 betrifft,

Fig. 19 einen Querschnitt längs der Linie XIX-XIX der Fig. 17,

Fig. 20 eine der Fig. 3 ähnliche Darstellung, die jedoch den Schaftfräser gemäß Fig. 17 betrifft,

Fig. 21 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung eines weiteren abgeänderten Schaftfräsers,

Fig. 22 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung, die jedoch den Schaftfräser gemäß Fig. 21 betrifft,

Fig. 23 einen Querschnitt längs der Linie XXIII-XXIII nach Fig. 21,

Fig. 24 eine der Fig. 3 ähnliche Darstellung, die jedoch gemäß Fig. 21 betrifft, und

Fig. 25 bis 28 der Fig. 3 ähnliche Darstellungen, die jeweils weitere abgeänderte Schaftfräser betreffen.

Es werden nunmehr verschiedene Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen in den verschiedenen Darstellungen gleiche Bezugszeichen einander entsprechende Teile bezeichnen.

Fig. 1 bis 3 stellen einen vier Spannuten aufweisenden Stirnfräser entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung dar, der einen länglichen Fräserkörper (10) mit einem Schneidabschnitt (10 a) an seinem vorderen Ende und einem Schaftabschnitt (10 b) an seinem hinteren Ende aufweist, wobei der Schaftabschnitt (10 b) zur Einspannung an einer Werkzeugmaschinenspindel dient, so daß der Fräserkörper (10) in Richtung des Pfeiles (R) um eine Achse (X) gedreht werden kann. Der Fräserkörper (10) kann aus Schnellstahl, Sintercarbid, Metallkeramik (Cermet) oder dergleichen bestehen. Vier schraubenförmige Nuten (12 a, 12 b, 12 c, 12 d) sind in einer Umfangsfläche des Schneidabschnittes (10 a) in umfangsseitigem Abstand voneinander angeordnet und erstrecken sich schraubenförmig in Axialrichtung des Schneidabschnittes (10 a) derart, daß vier schraubenförmige Stege (14 a, 14 b, 14 c, 14 d) im umfangsseitigen Abstand voneinander auf der Umfangsfläche gebildet werden. Der Stirnfräser hat vier schraubenförmige, Umfangsschneidkanten (16 a, 16 b, 16 c, 16 d), wovon jede durch jenen Abschnitt einer Innenfläche einer jeweiligen Nut, der der Drehrichtung des Fräserkörper (10) zugewandt ist und einer Fläche des anliegenden Steges gebildet wird.

Die beiden Umfangsschneidkanten (16 a, 16 c), die einander diametral gegenüberliegen, sind mit dem gleichen Schraubenwinkel ( R₁) ausgestattet und die anderen zwei Umfangsschneidkanten (16 b, 16 d), sind mit dem gleichen Schraubenwinkel ( R₂) ausgestattet, wobei der Schraubenwinkel ( R₂) größer als der Schraubenwinkel ( R₁) gewählt wird. Bei einem derartigen Stirnfräser mit einem Durchmesser (D) von etwa 20 mm und einer Schneidlänge (L), die kürzer als 3D ist, sollten die Schraubenwinkel ( R₁, R₂) vorzugsweise so gewählt werden, daß sie folgender Beziehung genügen:

| R₁ - R₂ | = 1° bis 10°

Die Umfangsschneidkanten (16 a-16 d) sind in gleichem Abstand umfangsseitig des Fräserkörpers (10) in einer Ebene (P) angeordnet, die senkrecht zur Achse (X) verläuft und vom vorderen Ende des Fräserkörpers (10) einen Abstand von einem Drittel der Schneidlänge (L) aufweist. Somit sind die beiden Umfangsschneidkanten (16 a, 16 c) wie auch die beiden anderen Umfangsschneidkanten (16 b, 16 d) symmetrisch gegenüber der Achse (X) angeordnet. Im Hinblick darauf, daß nur jener Teil des Schneidabschnittes (10 a), der sich vom vorderen Ende des Fräserkörpers bis zu einem Punkt erstreckt, der um etwa zwei Drittel der Schneidlänge hinter dem vorderen Ende liegt, gewöhnlich tatsächlich zum Schneiden eines Werkstückes verwendet wird, entspricht die Ebene (P), in der die Umfangsschneidkanten im gleichen Abstand voneinander liegen, im wesentlichen dem Mittelpunkt der Länge des tatsächlich verwendeten Schneidabschnittes. Die Stege haben die gleiche Stegbreite, die im wesentlichen längs ihrer gesamten Erstreckung gleichförmig ist. Somit haben die beiden Nuten (12 a, 12 c), die den Umfangsschneidkanten (16 a, 16 c) mit dem Schraubenwinkel ( R₁) entsprechen, eine Nutenbreite, die sich vom vorderen Ende des Fräserkörpers (10) gegen den Schaftabschnitt desselben zu allmählich verringert, und die anderen beiden Nuten (12 b 12 d), die den Umfangsschneidkanten (16 b, 16 d) mit dem Schraubenwinkel (R₂) entsprechen, haben eine Nutenbreite, die sich allmählich vom vorderen Ende des Fräserkörpers (10) gegen den Schaftabschnitt zu erhöht, wobei die Nuten (12 a-12 d) in der Ebene (P) die gleich Breite aufweisen.

Der Stirnfräser weist ferner vier stirnseitige Schneidkanten (18 a, 18 b, 18 c, 18 d) auf, die an der vorderen Stirnseite des Fräserkörpers (10) umfangsseitig verteilt angeordnet sind. Jede stirnseitige Schneidkante schneidet an ihrem äußeren Ende jeweils eine zugeordnete Umfangsschneidkante an deren vorderem Ende und erstreckt sich im wesentlichen radial einwärts des Fräserkörpers (10) zur Achse (X). Bei der dargestellten Ausführungsform ist jede stirnseitige Schneidkante bei Betrachtung vom vorderen Ende des Fräserkörpers (10) konkav gekrümmt ausgebildet, um dadurch das Schneidverhalten zu verbessern.

Da bei dem vorausgehend beschriebenen Stirnfräser der Schraubenwinkel ( R₁) der beiden Umfangs schneidkanten (16 a, 16 c) kleiner gewählt wird als der Schraubenwinkel ( R₂) der anderen beiden Umfangsschneidkanten (16 b, 16 d), erhöht sich die umfangsseitige und axiale Entfernung zwischen den benachbarten beiden Umfangsschneidkanten (16 a, 16 b) und die umfangsseitige und axiale Entfernung zwischen den benachbarten beiden Umfangsschneid kanten (16 c, 16 d) allmählich vom vorderen Ende des Fräserkörpers (10) gegen dessen Schaftabschnitt hin, während sich die umfangsseitige und axiale Entfernung zwischen den benachbarten beiden Umfangs schneidkanten (16 b, 16 c) und die umfangsseitige und axiale Entfernung zwischen den benachbarten beiden Schneidkanten (16 d, 16 a) allmählich verringert. Obgleich Schwingungen durch die jeweiligen Paare Umgangsschneid kanten während des Schneidvorganges verursacht werden könnten, wäre die Frequenz der von den beiden Umfangsschneidkanten (16 a, 16 c) unterschiedlich gegenüber jener Schwingung, die durch die anderen beiden Umfangsschneidkanten (16 b, 16 d) verursacht wird, und die beiden Schwingungen würden sich daher gegenseitig auslöschen und somit verhindern, daß der Stirnfräser einer Schwingung ausgesetzt ist, die eine Frequenz aufweist, die eine Resonanz verursacht. Somit ist der Stirnfräser davor geschützt, einer Schwingung oder einem Schlagen ausgesetzt zu sein, die die Oberflächenqualität nachteilig beeinträchtigen würde.

Sollen bei einem Stirnfräser mit schraubenförmigen Umfangsschneidkanten mit ungleichen Schraubenwinkeln die Umfangsschneidkanten derart angeordnet sein, daß sie in irgendeiner senkrecht zur Achse des Fräserkörpers verlaufenden Ebene unterschiedliche Steigungen aufweisen, wie dies bei dem bekannten Stirnfräser zutrifft, so ist viel Zeit und Geschicklichkeit bei der Herstellung des Stirnfräsers erforderlich, da keine Bezugsebene vorhanden ist, in welcher die Umfangsschneidkanten umfangsseitig gleichen Abstand aufweisen. Bei dem vorausgehend beschriebenen Stirnfräser sind jedoch die Umfangsschneid kanten am Umfang des Fräserkörpers in der Ebene (P) im gleichen Abstand voneinander angeordnet, die senkrecht zur Achse (X) angeordnet ist und vom vorderen Ende des Fräserkörpers einen Abstand von einem Drittel der Schneidlänge aufweist. Daher wird bei der Ausbildung der Umfangsschneidkanten an der Umfangsfläche des Fräserkörpers die Anordnung der Umfangsschneid kanten zuerst in der Ebene (P) festgelegt und anschließend kann der Verlauf der verbleibenden Abschnitte der Umfangsschneidkanten an der Umfangsfläche festgelegt werden, indem ein Bezug auf die Anordnung der Umfangsschneidkanten in der Ebene (P) erfolgt. Daher können die Umfangsschneidkanten des vorausgehend aufgeführten Stirnfräsers leichter als jene beim bekannten Stirnfräser hergestellt werden.

Ferner werden bei dem vorausgehend aufgeführten Stirnfräser, da die beiden Nuten (12 b, 12 d) eine sich allmählich vom vorderen Ende des Fräserkörpers (10) gegen den Schaftabschnitt desselben hin vergrößernde Nutenbreite aufweisen, die von den Umfangsschneid kanten (16 b, 16 d) erzeugten Späne durch die Nuten (12 b, 12 d) sehr leicht entfernt. Andererseits könnten, da die beiden anderen Nuten (12 a, 12 c) eine Nutenbreite haben, die sich allmählich vom vorderen Ende des Fräserkörpers gegen den Schaftabschnitt desselben hin verkleinert, die Späne in den Nuten (12 a, 12 c) an deren hinteren Enden festgehalten werden, wodurch das Schneidverhalten nachteilig beeinträchtigt wird. Der vorausgehend beschriebene Stirnfräser weist jedoch einen derartigen Aufbau auf, daß die Umfangsschneid kanten am Umfang des Fräserkörpers in einer Position, die vom vorderen Ende des Körpers einen Abstand von einem Drittel der Schneidlänge aufweist, gleichen Abstand aufweisen, und daher ist die Breite der Nuten an deren hinteren Enden verhältnismäßig groß im Vergleich zum bekannten Stirnfräser. Daher können die während des Schneidvorganges erzeugten Späne ausreichend glatt entfernt werden, womit das Schneidverhalten wesentlich verbessert wird.

Da ferner bei dem vorausgehend beschriebenen Stirnfräser die beiden Umfangsschneidkanten (16 a, 16 c) mit dem Schraubenwinkel ( R₁) wie auch die beiden anderen Umfangsschneidkanten (16 b, 16 d) mit dem Schraubenwinkel ( R₂) symmetrisch bezüglich der Achse (X) liegen, hat der Stirnfräser ein besseres Schneidverhalten als der bekannte Stirnfräser, dessen Umfangsschneidkanten ungleiche Schraubenwinkel aufweisen. Der Grund hierfür wird anschließend unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben, in welcher die Rückkräfte, die auf die beiden Umfangsschneidkanten (16 a, 16 c) während der Herstellung einer Nut in einem Werkstück (W) ausgeübt werden, schematisch dargestellt sind. Falls die beiden Umfangsschneidkanten (16 a, 16 c), die einander diametral gegenüberliegen, nicht symmetrisch gegenüber der Achse des Fräserkörper sind, wie dies beim bekannten Stirnfräser zutrifft, so ist beispielsweise die eine Umfangsschneidkante (16 a) gegenüber der anderen Umfangsschneidkante (16 c) in Vorschubrichtung mit einem vorderen Abstand angeordnet. Daher erzeugen die auf die Umfangsschneidkante (16 a) ausgeübte Rückkraft (Fa) und die auf die Umfangsschneidkante (16 c) ausgeübte Rückkraft (Fc′) eine auf das Werkzeug wirkende Scherkraft, womit eine neue Vibration verursacht wird, was zu einer schlechten Oberflächenbearbeitung führt. Dies gilt insbesondere bei einem Stirnfräser, der eine verhältnismäßig große Schneidlänge relativ zum Durchmesser aufweist und der eine große Anzahl Umfangsschneid kanten hat. Bei einem derartigen Stirnfräser ist dieser selbst einer Biegespannung unterworfen, was zu einer geringen Genauigkeit der Breite der bearbeiteten Nut führt. Bei dem vorausgehend beschriebenen Stirnfräser wirken jedoch die an ihn angreifenden Rückkräfte (Fa, Fc) derart, daß sie sich gemäß Fig. 4 gegenseitig streichen, da die Umfangsschneidkanten (16 a, 16 c) symmetrisch bezüglich der Achse (X) des Fräserkörpers liegen. Daher wird der Stirnfräser keiner derartigen Scherspannung unterworfen, die eine das Schneidverhalten nachteilig beeinträchtigende Schwingung erzeugt, so daß die Oberflächenbearbeitung verbessert wird.

Die Fig. 5 und 6 zeigen einen Stirnfräser gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, der sich von dem vorausgehend beschriebenen Stirnfräser dadurch unterscheidet, daß eine Axialbohrung (20) im Fräserkörper (10) vorhanden ist und sich koaxial durch diesen erstreckt, so daß die stirnseitigen Schneidkanten (18 a, 18 b 18 c, 18 d) im Abstand von der Achse (X) des Fräserkörper (10) liegen und die gleiche Länge haben.

Die Fig. 7 und 8 stellen einen Stirnfräser gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung dar, der sich von der ersten Ausführungsform dadurch unterscheidet, daß die stirnseitigen Schneidkanten (18 a, 18 b 18 c, 18 d) bei Betrachtung vom vorderen Ende des Fräserkörpers (10) geradlinig verlaufen. Die stirnseitigen Schneidkanten können bei Betrachtung vom vorderen Ende des Fräserkörpers konvex gekrümmt sein.

Die Fig. 9 und 10 zeigen einen kugelartig auslaufenden Stirnfräser mit einem halbkugelförmigen vorderen Endabschnitt gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.

Die Fig. 11 und 12 stellen einen Einfachfräser gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung dar. Der Fräser umfaßt einen Fräserkörper (10 c), der den Schneidteil darstellt, sowie eine Anzahl erster und zweiter schraubenförmiger, Umfangsschneidkanten (16 e, 16 f), die an einer Umfangsfläche des Fräserkörpers (10) im umfangsseitigen Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die ersten und zweiten Umfangsschneidkanten abwechselnd angeordnet sind. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die erste Umfangsschneidkante (16 e) mit einem Schraubenwinkel ausgestattet, der kleiner als jener der zweiten Umfangsschneidkante (16 f) ist. Ferner sind die Umfangsschneidkanten am Umfang des Fräserkörpers in einer Ebene im gleichen Abstand voneinander angeordnet, die senkrecht zur Achse (X) des Fräserkörpers verläuft und durch die Mittelpunkte der jeweiligen Umfangsschneidkanten hindurchtritt.

Die Fig. 13 bis 16 stellen einen Stirnfräser gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung dar. Der Stirnfräser umfaßt schraubenförmige Umfangsschneidkanten (16 a, 16 b 16 c, 16 d), die jeweils aus einem langen schraubenförmigen Schneidkantenabschnitt und einem an deren vorderen Ende angeordneten kurzen geradlinigen Schneidkantenabschnitt (22 a, 22 b 22 c, 22 d) bestehen, deren Länge kürzer als 1 mm ist. Die Umfangsschneidkanten (16 a-16 d) sind jeweils mit Schraubenwinkeln ( R₃, R₄, R₅, R₆) versehen, die sich voneinander unterscheiden, und die so angeordnet sind, daß gedachte schraubenförmige Randabschnitte, die sich von den schraubenförmigen Randabschnitten nach vorne erstrecken, umfangsseitig des Fräserkörpers an dessen vorderem Ende gleichen Abstand voneinander aufweisen. Um zu verhindern, daß die Breite der Nuten (12 a-12 d) sich an ihren hinteren Enden so sehr verkleinert, daß die Wegführung der Späne nachteilig beeinflußt wird, werden die Schraubenwinkel ( R₃-R₆) der Umfangsschneidkanten (16 a-16 d) vorzugsweise so ausgewählt, daß der Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten Schraubenwinkel im Bereich von 1 bis 5° für einen Stirnfräser liegt, der einen Durchmesser von 3 bis 25 mm hat, und dessen Schneidlänge dreimal größer als der Durchmesser ist. Die kurzen Schneidkantenabschnitte (22 a-22 d) schneiden jeweils die endseitigen Schneidkanten (18 a-18 d) und haben einen geringfügig positiven axialen Spanwinkel, der kleiner als die Schraubenwinkel ( R₃-R₆) ist. Die endseitigen Schneidkanten (18 a-18 d) und die kurzen Schneidkantenabschnitte (22 a-22 d) der Umfangsschneidkanten sind am Umfang des Fräserkörpers (10) im gleichen Abstand voneinander angeordnet, so daß sie gemäß den Fig. 14 und 16 die gleiche Steigung (A) aufweisen.

Bei diesem Aufbau kann durch Bezugnahme auf die Anordnung der vorderen Enden der gedachten schraubenförmigen Kantenabschnitte der schraubenförmigen Kantenabschnitte der Verlauf der schraubenförmigen Kantenabschnitte der Umfangsschneidkanten leicht bestimmt werden, und deshalb können die Umfangsschneidkanten noch leichter als beim Stirnfräser der Fig. 1 bis 3 hergestellt werden. Da ferner die stirnseitigen Schneidkanten (18 a-18 d) am Umfang des Fräserkörpers (10) gleichen Abstand voneinander aufweisen, können die stirnseitigen Schneidkanten ebenfalls mühelos hergestellt werden.

Ferner könnten bei dem bekannten Stirnfräser Vorschubmarkierungen mit ungleichen Zwischenräumen an der bearbeiteten Fläche des Werkstückes vorgesehen werden. Bei dem Stirnfräser der vorliegenden Ausführungsform werden Vorschubmarkierungen mit gleichen Zwischenräumen am Werkstück vorgenommen, da die Endschneidkanten umfangsseitig des Fräserkörpers gleichen Abstand voneinander aufweisen, so daß das Aussehen der bearbeiteten Oberfläche des behandelten Werkstückes wesentlich verbessert werden kann. Infolgedessen wirken die stirnseitigen Schneidkanten und die Umfangsschneidkanten zusammen, um die Erzielung einer ausgezeichneten Oberflächenbearbeitung zu ermöglichen. Ein vorausgehend beschriebener Stirnfräser kann zweckmäßig aus Sintercarbid oder Metallkeramik bestehen und sogar für einen Schnellschneidvorgang verwendet werden, bei welchem der Stirnfräser Schwingungen und Schlagen ausgesetzt ist und die Schneidkanten Schaden erleiden können.

Da ferner der Stirnfräser die kurzen Schneidkantenabschnitte (22 a-22 d) mit einem kleinen positiven axialen Spanwinkel umfaßt, werden jene Eckbereiche, wo die stirnseitigen Schneidkanten (18 a-18 d) und die Umfangsschneid kanten (16 a-16 d) einander schneiden, davor geschützt, einen Schaden zu erleiden.

Die Fig. 17 bis 18 zeigen einen Stirnfräser gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung. Der Stirnfräser umfaßt die schraubenförmigen Umfangsschneidkanten (16 a, 16 b, 16 c, 16 d), die jeweils voneinander unterschiedliche Schraubenwinkel ( R₇, R₈, R₉, R₁₀) haben, wobei die Schraubenwinkel derart gewählt sind, daß sie folgender Beziehung genügen:

R₇ < R₈ < R₉ < R₁₀

Die Umfangsschneidkanten sind am hinteren Ende des Schneidabschnittes (10 a) derart im gleichen Abstand am Umfang des Fräserkörpers angeordnet, daß sie gemäß den Fig. 19 und 20 eine gleiche Steigung (A) aufweisen. Daher haben die Spannuten am hinteren Ende des Schneidabschnittes die gleiche Breite. Ähnlich wie bei der vorausgehend aufgeführten Ausführungsform gemäß den Fig. 13 bis 16 werden die Schraubenwinkel der Umfangsschneidkanten vorzugsweise so gewählt, daß der Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten Schraubenwinkel im Bereich von 1 bis 5° für einen Stirnfräser mit einem Durchmesser von 3 bis 25 mm liegt, dessen Schneidlänge dreimal größer als der Durchmesser ist.

Bei dieser Ausführungsform sind die Umfangsschneid kanten (16 a-16 d) am Umfang des Fräserkörpers (10) am hinteren Ende des Schneidabschnittes (10 a) im gleichen Abstand voneinander angeordnet. Daher kann durch Bezugnahme auf die Anordnung der hinteren Enden der Umfangsschneidkanten der Verlauf der verbleibenden Abschnitte der Umfangsschneidkanten leicht festgelegt werden und somit können die Umfangsschneid kanten leicht hergestellt werden. Obgleich die Biegungsspannung sich in Umfangsrichtung am hinteren Ende des Schneidabschnittes konzentriert, so hat doch das hintere Ende eine erhöhte Biegefestigkeit in Umfangsrichtung, da die Umfangsschneidkanten am Umfang des Fräserkörpers am hinteren Ende des Schneidabschnittes gleichen Abstand voneinander aufweisen. Daher wird die Steifigkeit des Stirnfräsers am hinteren Ende des Schneidabschnittes nicht ungebührlich verringert.

Da ferner der vordere Endabschnitt des Fräserkörpers (10), der dem fest an der Spindel der Werkzeugmaschine befestigten Schaftabschnitt (10 b) fernliegt, einer Schneidkraft ausgesetzt ist, unterliegt der vordere Endabschnitt während des Schneidvorganges am stärksten Schwingungen oder Schlagen. Dagegen ist bei dem vorausgehend beschriebenen Stirnfräser der Isolierungseffekt gegenüber Schwingungen am größten am vorderen Endabschnitt, da der umfangsseitige und axiale Abstand zwischen zwei benachbarten Umfangsschneid kanten sich am stärksten am vorderen Endabschnitt ändert. Daher wird der Stirnfräser ausreichend gegenüber Vibrationen und Schlagen geschützt, wodurch ein ausgezeichnetes Schneidverhalten selbst bei einem Stirnfräser erzielt wird, der für Schneidvorgänge unter hoher Last oder bei hoher Vorschubgeschwindigkeit eingesetzt wird. Daher kann der vorausgehend beschriebene Stirnfräser zweckmäßig aus Sintercarbid oder Metallkeramik für Schnellschneidbetrieb hergestellt werden.

Fig. 21 bis 24 zeigen einen Stirnfräser entsprechend einer achten Ausführungsform der Erfindung, der sich vom Stirnfräser der Fig. 1 bis 3 dadurch unterscheidet, daß die schraubenförmigen Umfangsschneidkanten (16 a, 16 b, 16 c, 16 d) am Umfang des Fräserkörpers (10) am vorderen Ende des Schneidabschnittes (10 a) gleichen Abstand voneinander aufweisen, und daß die stirnseitigen Schneidkanten (18 a, 18 b, 18 c, 18 d) am Umfang des Schneidkörpers den gleichen Abstand voneinander haben.

Fig. 25 stellt einen Stirnfräser mit sechs Spannuten entsprechend einer neunten Ausführungsform der Erfindung dar, der sechs schraubenförmige Umfangsschneidkanten (16 a, 16 h, 16 i, 16 j, 16 k, 16 l) aufweist. Die Umfangsschneidkanten (16 g-16 l) sind am Umfang des Fräserkörpers (10) am vorderen Ende des Schneidabschnittes (10 a) im gleichen Abstand voneinander angeordnet, und jedes Paar der sich diametral gegenüberliegenden Umfangsschneidkanten ist mit Schraubenwinkeln (R₁₁, R₁₂, R₁₃) versehen, wobei die Schraubenwinkel (R₁₁, R₁₂, R₁₃) sich voneinander unterscheiden.

Fig. 26 stellt einen Stirnfräser gemäß einer zehnten Ausführungsform der Erfindung dar, der vier Umfangsschneid kanten (16 a-16 d) aufweist, die am Umfang des Fräserkörpers am vorderen und hinteren Ende des Schneidabschnittes (10 a) gleichen Abstand voneinander aufweisen, so daß sie die gleiche Steigung (A) besitzen. Unter den vier Umfangsschneidkanten haben die beiden sich diametral gegenüberliegenden Umfangsschneid kanten (16 a, 16 c) den gleichen Schraubenwinkel ( R₁₄), die über die gesamte Länge gleich sind, und jeder der anderen beiden Umfangsschneidkanten (16 b, 16 d) wird durch einen schraubenförmigen vorderen Abschnitt mit einem Schraubenwinkel ( R₁₅) gebildet, der sich von deren vorderen Ende zu deren Mittelpunkt erstreckt, sowie durch einen schraubenförmigen hinteren Abschnitt mit einem Schraubenwinkel ( R₁₆), der sich von deren Mittelpunkt bis zu deren hinteren Ende erstreckt. Der Schraubenwinkel ( R₁₅) ist kleiner als der Schraubenwinkel ( R₁₄), während der Schraubenwinkel ( R₁₆) größer als der Schraubenwinkel ( R₁₄) ist, und die Schraubenwinkel ( R₁₄ - R₁₆) werden derart gewählt, daß sie folgender Beziehung genügen:

R₁₆ - R₁₄ = R₁₄ - R₁₅

Im Vergleich zu einem Stirnfräser, bei welchem die Umfangsschneidkanten (16 b, 16 d) den gleichen Schraubenwinkel ( R₁₅ oder R₁₆) über die gesamte Länge aufweisen, kann die Breite der Spannuten groß genug gehalten werden, damit die während des Schneidvorganges erzeugten Späne glatt entfernt werden. Ferner kann im Vergleich zu einem Stirnfräser, bei welchem die Schraubenwinkel der Umfangsschneidkanten über ihre gesamte Länge gleichmäßig sind, der Unterschied ( R₁₆ - R₁₅) oder ( R₁₄ - R₁₅) zwischen den Schraubenwinkeln zweier benachbarter Umfangsschneid kanten etwa doppelt so groß als bei dem Stirnfräser gemacht werden, wo jede einen gleichförmigen Schraubenwinkel über ihre gesamte Länge aufweist und deshalb können Schwingungen des Stirnfräsers sicherer verhindert werden.

Fig. 27 zeigt einen Stirnfräser entsprechend einer elften Ausführungsform der Erfindung, der sich gegenüber dem Stirnfräser nach Fig. 26 dadurch unterscheidet, daß der Schraubenwinkel ( R₁₅) größer als der Schraubenwinkel ( R₁₄) ist, während der Schraubenwinkel ( R₁₆) kleiner als der Schraubenwinkel ( R₁₄), wobei die Schraubenwinkel folgender Beziehung genügen:

R₁₅ - R₁₄ = R₁₄ - R₁₆

Fig. 28 stellt einen Stirnfräser entsprechend einer zwölften Ausführungsform der Erfindung dar, der sich vom Stirnfräser gemäß Fig. 26 dadurch unterscheidet, daß die vier Umfangsschneidkanten am Umfang des Fräserkörpers in einer Ebene (Pa) gleichen Abstand voneinander aufweisen, wobei die Ebene den zentralen Abschnitt der jeweiligen Umfangsschneidkante dort schneidet, wo die ersten und zweiten Abschnitte der Schneidkanten einander schneiden.

Während die erfindungsgemäßen umlaufenden Schneidwerkzeuge im einzelnen dargestellt und beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht durch die Darstellung oder die Beschreibung derselben beschränkt. Beispielsweise kann, obgleich bei den dargestellten Ausführungsformen der Stirnfräser vier oder sechs Umfangsschneidkanten aufweist, dieser auch zwei Schneidkanten oder ein anderes Vielfaches der Umfangsschneidkanten aufweisen. Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 ist die Ebene (P) derart angeordnet, daß sie einen Abstand entsprechend einem Drittel der Schneidlänge vom vorderen Ende der Ausführungsform aufweist. Jedoch kann die Ebene vorzugsweise am Mittelpunkt des tatsächlich verwendeten Teils des Schneidabschnittes liegen oder an einer Position, die geringfügig von diesem Mittelpunkt nach vorne verschoben ist. Im Hinblick auf den Umstand, daß der Stirnfräser im Spannungszustand kürzer wird, kann ferner die Ebene in einer Position liegen, die gegenüber dem Mittelpunkt nach hinten verschoben ist. Ferner kann bei der Ausführungsform nach Fig. 28 die Ebene (Pa) zwischen den vorderen Enden der Umfangsschneid kanten und deren Mittelpunkten liegen. Was die Schraubenwinkel der Anzahl der Umfangsschneid kanten angeht, so braucht nur eine der Umfangsschneidkanten einen gegenüber den Schraubenwinkeln der anderen Schneidkanten unterschiedlichen Schraubenwinkel haben. Ferner kann der Stirnfräser ein hartgelöteter Stirnfräser sein, bei welchem die Schneidelemente mit dem Körper hart verlötet sind. Obgleich bei den vorausgehend aufgeführten Ausführungsformen die Umfangsschneidkanten schraubenförmig mit Rechtsdrall verlaufen und positive Spanwinkel aufweisen, so können sie schraubenförmig im Linksdrall verlaufen und negative Spanwinkel haben.

Claims

1. Schaftfräser

- mit einem Fräserkörper (10), der eine sich durch diesen erstreckende Drehachse aufweist, und
- mit einer geraden Anzahl schraubenlinienförmig verlaufender Umfangsschneidkanten (16 a bis 16 d), die auf einem Schneidabschnitt (L) des Fräser körpers (10) umfangsseitig voneinander beab standet angeordnet sind, wobei wenigstens eine der Umfangsschneidkanten (16 a bis 16 d) einen Schraubenwinkel aufweist, der von dem Schrauben winkel ( R₁ bis R₁₆) der anderen Umfangsschneid kanten verschieden ist,

dadurch gekennzeichnet,

- daß die gerade Zahl von Umfangsschneidkanten (16 a bis 16 d) im gleichen Abstand am Umfang des Fräserkörpers (10) in wenigstens einer Ebene senkrecht zur Drehachse des Fräserkörpers (10) angeordnet ist, und
- daß die gerade Zahl von Umfangsschneidkanten (16 a bis 16 d) aus einer Mehrzahl von diametral gegenüberliegenden Schneidkanten besteht, wobei zwei Umfangsschneidkanten jedes der Paare von Schneidkanten den gleichen Schraubenwinkel aufweisen und dadurch symmetrisch gegenüber der Drehachse (X) des Schneidwerkzeugkörpers (10) sind.

2. Schaftfräser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Ebene zwischen sich einander gegenüber liegenden Enden des Schneidabschnittes (L) liegt.

3. Schaftfräser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene im wesentlichen in der Mitte der Längser streckung des Teiles des Schneidabschnittes (L) liegt, welcher tatsächlich zum Fräsen verwendet wird.

4. Schaftfräser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene um einen Abstand entsprechend einem Drittel der Länge des Schneidabschnittes (L) von einem vorderen Ende beabstandet ist.

5. Schaftfräser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gerade Anzahl von Umfangsschneidkanten (16 a bis 16 d) eine Mehrzahl von Paaren benachbarter Umfangsschneid kanten aufweist, wobei eine erste Schneidkante jedes der Paare benachbarter Schneidkanten einen gleich bleibenden Schraubenwinkel ( R₁₄) entlang der gesamten Länge der ersten Schneidkante aufweist, und wobei eine zweite Schneidkante eines jeden Paares benach barter Schneidkanten einen vorderen Abschnitt mit einem vorderen Schraubenwinkel und einen hinteren Abschnitt mit einem hinteren Schraubenwinkel auf weist, der verschieden von dem vorderen Schrauben winkel der zweiten Schneidkante ist.

6. Schaftfräser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem der Paare benachbarter Schneidkanten der vordere Schraubenwinkel der zweiten Schneidkante des Paares kleiner ist als der Schraubenwinkel der ersten Schneidkante des Paares, während der hintere Schrau benwinkel der zweiten Schneidkante des Paares größer ist als der Schraubenwinkel der ersten Schneidkante des Paares.

7. Schaftfräser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Paar benachbarter Schneidkanten der vordere Schraubenwinkel der zweiten Schneidkante des Paares größer ist als der Schraubenwinkel der ersten Schneidkante des Paares, während der hintere Schrau benwinkel der zweiten Schneidkante des Paares ge ringer ist als der Schraubenwinkel der ersten Schneidkante des Paares.

8. Schaftfräser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenwinkel der ersten und zweiten umfangs seitigen Schneidkanten (16 a bis 16 d) so ausgebildet sind, daß der Unterschied zwischen dem Schrauben winkel ( R₁₄) der ersten umfangsseitigen Schneidkante (16 a, 16 c) und dem Schraubenwinkel ( R₁₅) des vorderen Abschnittes der zweiten umfangsseitigen Schneidkante (16 b, 16 d) gleich dem Unterschied zwischen dem Schraubenwinkel ( R₁₄) der ersten umfangsseitigen Schneidkante und dem Schraubenwinkel ( R₁₆) des hin teren Abschnittes der zweiten umfangsseitigen Schneidkante ist.

9. Schaftfräser nach Anspruch 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die umfangsseitigen Schneidkanten (16 a bis 16 d) am Umfang des Fräserkörpers (10) in Ebenen (Pa) gleichen Ab stand voneinander aufweisen, die an den vorderen und hinteren Enden des Schneidabschnittes (L) liegen.

10. Schaftfräser nach Anspruch 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die umfangsseitigen Schneidkanten (16 a bis 16 d) am Umfang des Fräserkörpers (10) in einer Ebene gleichen Ab stand voneinander aufweisen, die durch den Schneid abschnitt (L) in dessen Mitte hindurchtritt, wobei der vordere und der hintere Abschnitt der zweiten umfangsseitigen Schneidkante (16 b, 16 d) sich in dieser Ebene schneiden.

11. Schaftfräser nach Anspruch 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die umfangsseitigen Schneidkanten (16 a bis 16 d) am Umfang des Fräserkörpers (10) in einer Ebene gleichen Ab stand voneinander aufweisen, die zwischen dem vor deren Ende des Fräserkörpers (10) und einem Punkt liegt, der durch den Schneidabschnitt (L) an dessen Längsmitte hindurchtritt, wobei sich der vordere und hintere Abschnitt der zweiten umfangsseitigen Schneidkante (16 b, 16 d) in dieser Ebene schneiden.

12. Schaftfräser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die umfangsseitigen Schneidkanten (16 a bis 16 d) einen schraubenförmigen Schneidkantenabschnitt mit dem Schraubenwinkel ( R₃ bis R₆) aufweisen, sowie einen kurzen Schneidkantenabschnitt (22 a, 22 d) am vor deren Ende des schraubenförmigen Schneidkanten abschnittes, wobei der kurze Schneidkantenabschnitt einen positiven axialen Spanwinkel hat, der kleiner als der Schraubenwinkel ( R₃ bis R₆) ist.