DE3831535C2 - - Google Patents

Description

Ein bekannter Stirnfräser mit viereckigen Schneideinsätzen ist in Fig. 1 dargestellt. Der Stirnfräser umfaßt einen Schneidkörper 1, der an einer Hauptspindel einer Fräsmaschine oder ähnlichem zur Drehung um eine Rotationsachse O befestigt ist. Der Schneidkörper 1 umfaßt einen säulenförmigen Schaft 2 und einen am vorderen Endabschnitt des Schaftes 2 ausgebil­ deten Kopf 3. Der Kopf 3 in Form einer Scheibe hat eine relativ große Dicke. Mehrere Schneideinsätze 4 sind lösbar am äußeren Umfang eines vorderen Endabschnitts des Kopfes 3 befestigt. Jeder der Schneideinsätze 4 ist als quadratische Platte ausgebildet.

Der Schneideinsatz 4 hat vier Schneidkanten 5a bis 5d. Eine kleinere Schneidkante 6 ist zwischen jedem Paar benachbarter Schneidkanten ausgebildet. Die Schneidkante 5a dient als Hauptschneidkante und ist in bezug auf die Rotationsachse O des Schneidkörpers 1 um 45° geneigt, so daß die Hauptschneid­ kante 5a sich der Rotationsachse O annähert, wenn der Abstand vom hinteren angenäherten Ende des Schneidkörpers 1 zunimmt. D.h., die Hauptschneidkante 5a weist einen Eckwinkel von 45° auf.

Dabei kann, wenn mit dem oben beschriebenen Stirnfräser ein Oberflächenfräsen durchgeführt wird, nur ein Teil in der Größenordnung von der Hälfte bis einem Drittel der gesamten Länge der Hauptschneidkante 5a aufgrund verschiedener Nach­ teile verwendet werden, wie z. B. der Leistung der verwendeten Maschine, z. B. einer Fräsmaschine oder ähnlichem, der Härte eines Werkstücks, der Verwindung des Werkstücks infolge der Fräswärme und ähnlichem. Entsprechend verbleibt in der Hauptschneidkante 5a des verwendeten Schneideinsatzes 4 ein ungebrauchter Abschnitt, der weggeworfen wird. Dies ist äußerst unwirtschaftlich.

Auch wenn man die oben beschriebenen Nachteile behebt, führt das Fräsen mittels der Verwendung der gesamten Länge der Hauptschneidkante 5a dazu, daß bei der kleineren Schneidkan­ te 6 die Neigung zum Splittern auftritt, da jedes Paar benach­ barter Schneidkanten sich unter einem Winkel von 90° schnei­ den. Insbesondere besteht die Neigung zum Splittern an der klei­ neren Schneidkante 6, wenn der Schneideinsatz 4 verwendet wird, um eine Aussparung in ein Werkstück zu fräsen.

Ein Stirnfräser der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 24 25 418 bekannt. Bei diesem bekannten Stirnfräser sind achteckige Schneideinsätze am vorderen Außenumfang des Fräserkörpers befestigt. Aufgrund der Anordnung der Schneideinsätze kann hierbei die innere Schneidkante, die benachbart zur Endschneidkante angeordnet ist, nicht als aktive Schneidkante dienen.

Ein weiterer Stirnfräser, an dessen vorderen Außenumfang sechseckige Schneideinsätze angeordnet sind, ist aus der DE-AS 16 27 128 bekannt. Bei diesem bekannten Stirnfräser kann die radial nach innen und nach vorne weisende innere Schneidkante ebenfalls nicht als aktive Schneidkante wirken.

Schließlich ist aus dem DE-GM 79 35 032 ein Kopierfräskopf bekannt, der an seinem Außenumfang mit drei in axialer Richtung ausgerichteten Schneideinsätzen versehen ist. Die Schneideinsätze weisen sowohl eine dreieckige wie auch eine sechseckige Form auf. Hierbei wirkt eine radial nach innen und nach vorne weisende Schneidkante des sechseckigen Einsatzes als innere Schneidkante.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen universellen Stirnfräser mit erhöhter Genauigkeit zu schaffen, der verschiedene Arten von Fräsvorgängen, wie z. B. Axialfräsen, Quervorschubsfräsen und Anfasen der Rückseite eines Werkstückes durchführen kann, bei dem die von verschiedenen Richtungen einwirkenden Schneidlasten gleichmäßig aufgenommen sind.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines üblichen Stirnfräsers mit Schneideinsätzen;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Stirnfräsers mit Schneideinsätzen gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Werkstücks, das mit dem in Fig. 2 dargestellten Stirnfräser gefräst wird;

Fig. 4 eine Aufsicht des in Fig. 3 dargestellten gefrästen Werkstücks;

Fig. 5 eine Aufsicht eines der am Schneidkörper gemäß Fig. 2 befestigten Schneideinsätze;

Fig. 6 eine Schnittansicht eines Werkstücks, das mit dem in Fig. 2 dargestellten Stirnfräser gefräst wird;

Fig. 7 eine Aufsicht des in Fig. 6 dargestellten Werkstücks nach dem Fräsen;

Fig. 8 eine vergrößerte, geschnittene Teilansicht der Befestigungsanordnung, bei der der in Fig. 2 dargestellte Schneideinsatz in einem Einsatzbefestigungssitz eines Kopfes eines Schneidkörpers mittels einer Befestigungsschraube befestigt ist;

Fig. 9 eine Aufsicht des in Fig. 8 dargestellten Schneideinsatzes;

Fig. 10 eine vergrößerte Teilansicht einer Ecke zwischen einem Paar benachbarter Schneidkanten des in Fig. 9 dargestellten Schneideinsatzes;

Fig. 11 eine Fig. 10 ähnliche Ansicht, die jedoch eine abgeänderte Ecke des Schneideinsatzes darstellt;

Fig. 12 eine Ansicht in Richtung des Pfeils XIX in Fig. 9;

Fig. 13 eine vergrößerte, geschnittene Teilansicht längs der Linie XX-XX in Fig. 9;

Fig. 14 eine Fig. 3 ähnliche Ansicht, die jedoch eine zweite Ausführungsform des Stirnfräsers darstellt;

Fig. 15 eine vergrößerte Ansicht in Richtung des Pfeils XXII in Fig. 14;

Fig. 16 eine vergrößerte, geschnittene Teilansicht des in Fig. 14 dargestellten Stirnfräsers, in der ein Schneideinsatz dargestellt ist, der eine Rückseite eines Werkstücks schneidet;

Fig. 17 eine vergrößerte Teilansicht eines Stirnfräsers gemäß einer dritten Ausführungsform, die mehrere an einem Schneidkörper befestigte Schneideinsätze darstellt;

Fig. 18 eine Fig. 17 ähnliche Ansicht, die einen der am gleichen Schneidkörper befestigten Schneideinsätze darstellt;

Fig. 19 eine Fig. 17 ähnliche Ansicht, die den in Fig. 18 dargestellten Schneideinsatz darstellt, der mittels einer gestrichelten Linie in bezug auf den in Fig. 17 dargestellten Schneideinsatz überlappend dargestellt ist.

In den Fig. 2 bis 7, insbesondere in Fig. 2 ist eine erste Ausführungsform des Stirnfräser dargestellt. Der Stirnfräser umfaßt einen Fräserkörper 10, der an einer Hauptspindel einer Fräsmaschine oder ähnlichem zur Drehung um eine Rotationsachse O befestigt ist. Der Fräserkörper 10 umfaßt einen säulenförmigen Schaft 12 und einen am vorderen Endabschnitt des Schaftes 12 ausgebildeten Kopf 13. Der Kopf 13 ist scheibenförmig mit einer relativ großen Dicke ausgebildet. Drei konkave Spantaschen sind am äußeren Umfang eines vorderen Endabschnitts des Kopfes 13 ausgebildet und im gleichen Abstand zueinander um die Rotationsachse O am Umfang angeordnet. Ein Einsatzbefestigungssitz ist in Form einer Nut an der Wandfläche der Spantasche ausgebildet. Ein Sitzteil ist fest am Einsatzbefestigungssitz mittels einer Stellschraube befestigt.

Wie man deutlich in Fig. 2 sieht, ist die erste Fläche 21a jedes Schneideinsatzes 20 im allgemeinen in Form eines regel­ mäßigen Oktagons bzw. Achtecks ausgebildet und dient als eine Fläche. Die erste Fläche 21a weist acht Gratlinien auf, die als die entsprechenden Schneidkanten 30a bis 30h ausgebildet sind. Eine kleinere Schneidkante 31 ist zwischen jedem Paar der benachbarten Schneidkanten ausgebildet. Bei der in Fig. 2 dargestellten Form, bei der der Schneideinsatz 20 am Schneid­ körper 10 befestigt ist, ist die Hauptschneidkante 30ab mit­ tels des Paares benachbarter Schneidkanten 30a und 30b aus­ gebildet, die sich unter einem stumpfen Winkel schneiden. Der Schneideinsatz 20 ist ein positiver Schneideinsatz, bei dem die erste Fläche 21a sich mit acht Seitenflächen 21c mit einem spitzen Winkel schneidet. Der Schneideinsatz 20 ist so eingesetzt, daß ein Eckenwinkel der Schneidkante 30a der Hauptschneidkante 30 ab 45° beträgt und die Schneidkante 30b sich im wesentlichen parallel zur Rotationsachse O des Schneidkörpers 10 erstreckt.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 7 der Fräsvorgang des in der Fig. 2 dargestellten Stirnfräsers be­ schrieben werden.

Wie in Fig. 3 dargestellt, dreht sich der Fräserkörper 10 um die Rotationsachse O, wobei die gesamte Länge der Schneid­ kante 30a des Schneideinsatzes 20 verwendet wird, um ein Werkstück A bis zu einem Niveau L₁, das mittels einer doppelt gestrichelten Linie dargestellt ist, zu fräsen. Der Fräser­ körper 10 wird dann in Richtung senkrecht zur Rotationsachse O bewegt, um das Werkstück A zu fräsen. Da sich zu diesem Zeitpunkt das Paar benachbarter Schneidkanten 30a und 30b in einem stumpfen Winkel schneiden, ist die mechanische Festig­ keit eines Endes S der Schneidkante 30a sehr hoch, so daß ein Splittern des Endes S der Schneidkante 30a kaum auftritt.

Da weiter der Schneideinsatz 20 gegen den Einsatzbefesti­ gungssitz mittels der Schneidwandfläche des Werkstücks A gedrückt wird, kann die auf den Schneideinsatz 20 einwirkende Klemmkraft weiter verstärkt werden.

Der Fräserkörper 10 fräst sich weiter in das Werkstück A um einen Betrag nach unten, der der gesamten Länge der Schneidkante 30b entspricht, und zwar bis zu einem Niveau L₂, das mittels der doppelt gestrichelten Linie dargestellt ist.

Der Fräserkörper 10 wird dann senkrecht zur Rotationsachse O bewegt, um das Werkstück A mittels der Schneidkanten 30a und 30b wie auch mittels der kleineren Schneidkante 31 zu fräsen. Hierbei ist es ebenfalls aus den oben angegebenen Gründen sehr unwahrscheinlich, daß ein Splittern am Ende S der Schneidkante 30a auftritt. Die Schneidkante 30b dient weiter als eine sogenannte Flachziehschneidkante, die es möglich macht, eine Seitenwandfläche einer Nut M im Werkstück A im Endbearbeitungsvorgang zu glätten.

Der oben beschriebene Vorgang wird in vorbestimmter Weise mehrmals wiederholt, um die Nut M mit einer gewünschten Tiefe auszubilden. Hierbei dient die kleinere Schneidkante 31 als sogenannte Flachziehschneidkante, mit der es möglich ist, in einem Endbearbeitungsvorgang die Bodenfläche der Nut M weiter zu glätten.

In der oben beschriebenen Weise wird die Nut M im Werkstück A ausgebildet, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.

Bei dem oben beschriebenen Stirnfräser werden die gesamten Längen der entsprechenden Schneidkanten 30a und 30b des Schneideinsatzes 20 beim Fräsen verwendet. Entsprechend ver­ bleiben keine ungenutzten Abschnitte der Schneidkanten 30a und 30b. Wenn eine der Schneidkanten 30a bis 30h abgenutzt ist, wird der Schneideinsatz 20 vom Einsatzbefestigungssitz gelöst und in geeigneter Weise um seine Achse winklig be­ wegt, wodurch man eine geeignete Schneidkante der Schneidkan­ ten 30a bis 30h auswählt. Darauf wird der Schneideinsatz 20 wieder am Einsatzbefestigungssitz befestigt. Hierdurch ist es möglich, die acht Schneidkanten 30a bis 30h gleich­ förmig zu verwenden. Somit kann der Schneideinsatz 20 in vor­ teilhafter Weise sehr wirtschaftlich verwendet werden.

Bei dem oben beschriebenen Stirnfräser ist es möglich, wenn der Schneideinsatz 20 in Form eines solchen regelmäßigen Achtecks ausgebildet ist, daß der Schneideinsatz 20 einen Kreis beschreibt, der wie dies in Fig. 5 dargestellt ist den gewöhnlichen quadratischen Schneideinsatz 4 enthält, einen Fräsbetrag 1 zu verwirklichen, der einer Seite des üblichen Schneideinsatzes 4 entspricht, wenn man ein Paar benachbarter Seiten des Schneideinsatzes 20 verwendet. Dabei können die in Fig. 5 gestrichelten Abschnitte entfallen. Somit ist es möglich, die Materialkosten des Schneideinsatzes 20 zu vermindern.

Wie in Fig. 6 dargestellt, kann ferner eine längliche Nut B in der oberen Fläche des Werkstücks A ausgebildet werden, wenn die Schneidkanten 30a, 30g und 30h des Schneideinsatzes 20 zum Fräsen des Werkstücks A verwendet werden. Ein Vor­ sprung C, der in Fig. 10 gestrichelt dargestellt ist, kann ebenfalls in der Nut B ausgebildet werden. Somit ist es mög­ lich, den Stirnfräser zum Fräsen von verschiedenen Formen zu verwenden.

Wie oben beschrieben, ist die Anordnung des Stirnfräsers ge­ mäß der ersten Ausführungsform so, daß jeder der Schneidein­ sätze 20, die am vorderen Endabschnitt des Fräserkörpers 10 befestigt sind, gegenüberliegende Flächen 21a und 21b auf­ weist, wobei eine der gegenüberliegenden Flächen 21a allge­ mein die Form eines Achtecks mit acht Gratlinien hat, die als die entsprechenden Schneidkanten 30a bis 30h ausgebildet sind, wobei jedes Paar benachbarter Schneidkanten sich unter einem stumpfen Winkel schneidet. Beim Fräsen wird die gesamte Länge der entsprechenden Schneidkanten 30a und 30b, die als Hauptschneidkante 30ab dienen, zum Fräsen verwendet. Entsprechend verbleiben keine ungenutzten Abschnitte der Schneidkanten 30a und 30b. Hinsichtlich des Verschleißes der Schneidkanten 30a bis 30h ist es möglich, den Schneideinsatz 20 in geeigneter Weise winklig um seine Achse zu bewegen, um eine geeignete Schneidkante der Schneidkanten 30a bis 30h auszuwählen, wodurch es möglich ist, die acht Schneidkanten 30a bis 30h gleichförmig zu verwenden. Somit kann der Schneid­ einsatz 20 in vorteilhafter Weise sehr wirtschaftlich verwendet werden. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß, wenn der Schneideinsatz 20 in Form eines regelmäßigen Achtecks ausgebildet ist, so daß sich jedes Paar der benachbarten Schneidkanten unter einem Winkel von 135° (γ=135°) schneidet, die Stellung des Schneideinsatzes 20, wenn der Schneideinsatz 20 winklig um seine Achse bewegt wurde und dann wieder am Einsatzbefestigungssitz 15 befestigt wurde, konstant ist, wodurch es möglich ist, den axialen Spanwinkel und den radialen Spanwinkel des Schneideinsatzes 20 konstant zu halten, wodurch es weiter möglich ist, die Stellungen der entsprechenden Schneidkanten 30a bis 30h kon­ stant zu halten.

Da sich ferner die benachbarten Schneidkanten jedes Paares unter einem stumpfen Winkel schneiden, ist die mechanische Festigkeit des Endes jeder Schneidkante hoch, wodurch ein Splittern am Ende der Schneidkante verhindert wird.

Der Schneideinsatz 20 hat die Form eines Achtecks mit acht Gratlinien, die die entsprechenden Schneidkanten 30a bis 30h bilden. Wenn der Schneideinsatz 20 am Schneidkörper 10 be­ festigt wird, ist es hinsichtlich der Ausrichtung der ent­ sprechenden Schneidkanten 30a bis 30h möglich, daß der Stirn­ fräser nicht nur ein Oberflächenfräsen, sondern weiter ver­ schiedene Fräsvorgänge, wie z. B. ein Nutenfräsen und ähnli­ ches, durchführen kann. Die Erfindung kann bei Werkzeugen für Bearbeitungszentren und ähnlichem verwendet werden.

In Fig. 8 bis 13 ist eine Befestigungsanordnung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist ein Schneideinsatz 220 in einem Einsatzbefestigungssitz 240 mittels einer Befestigungsschraube 241 befestigt.

Wie man deutlich in den Fig. 9, 10, 12 sieht, ist der Schneideinsatz 220 in Form eines regelmäßigen Achtecks, gesehen in der Ebene, ausgebildet und weist eine erste Fläche 221a, die als Stirnseite dient, und eine zweite Fläche 221b, die als Sitzfläche dient, auf. Die erste und zweite Fläche 221a und 221b erstrecken sich zueinander parallel. Der Schneideinsatz 220 hat acht Seitenflächen 221c, die sich mit der ersten Fläche 221a in einem spitzen Winkel schneiden. Die erste Fläche 221a hat acht Grätlinien, die die entsprechenden Schneidkanten 230a bis 230h bilden. Die benachbarten Schneidkanten jedes Paares sind miteinander über eine abgerundete Ecke 231 verbunden, die als kleinere Schneidkante dient, wie dies deutlich in Fig. 10 dargestellt ist. In diesem Zusammenhang soll darauf hingewiesen werden, daß die benachbarten Schneidkanten jedes Paares miteinander über eine abgeschrägte Ecke 231a verbunden sein können, wobei die abgeschrägte Ecke 231a als kleinere Schneidkante dient, wie dies in Fig. 11 dargestellt ist.

Der Schneideinsatz 220 ist, wie in Fig. 13 dargestellt, in seiner Mitte mit einer abgestuften durchgehenden Bohrung 242 mit einer Stufe 243 versehen, die so abgeschrägt ist, daß sie sich allmählich in Richtung der ersten Fläche 221a des Schneideinsatzes 220 erweitert. Ein Bohrungsabschnitt 242a der durchgehenden Bohrung 242, die sich zwischen einer oberen Kante der abgeschrägten Stufe 243 zur ersten Fläche 241a des Schneideinsatzes 220 erstreckt, weist eine zylindrische Wand­ fläche auf, so daß der Bohrungsabschnitt 242a längs einer Achse der durchgehenden Bohrung 242 einen konstanten Durch­ messer aufweist. In der zweiten Fläche 221b des Schneidein­ satzes 220 ist konzentrisch zur Achse der durchgehenden Boh­ rung 242 eine kreisförmige Aussparung 251 ausgebildet. Die kreisförmige Aussparung 251 weist einen größeren Durchmesser auf als die durchgehende Bohrung 242. In dieser Verbindung soll darauf hingewiesen werden, daß die Aussparung 251 einen elliptischen Querschnitt oder einen polygonalen Querschnitt aufweisen kann.

Der oben beschriebene Schneideinsatz 220 ist am Einsatzbefestigungssitz 240 im äußeren Umfang eines Kopfes eines Fräserkörpers mittels der Befestigungsschraube 241 befestigt (siehe Fig. 8). Der Einsatzsitz 240 ist mit einem Vorsprung 252 versehen, der in die Aussparung 251 des Schneideinsatzes 220 eingepaßt werden kann (siehe Fig. 8). Der Vorsprung 252 weist einen der Aussparung 251 komplementären Querschnitt auf.

Die Befestigungsschraube 241 besteht aus einem Kopf 246 und einem Gewindeschaft 248, der sich von einer axialen Endfläche des Kopfes 246 koaxial dazu erstreckt. Der Stirnflächenab­ schnitt 247 der axialen Endfläche des Kopfes 246, der sich um den Gewindeschaft 248 erstreckt, ist entsprechend der ab­ geschrägten Stufe 243 der durchgehenden Bohrung 242 im Schneideinsatz 220 abgeschrägt.

Der Schneideinsatz 220 ist lösbar am Einsatzbefestigungssitz 240 mittels der Befestigungsschraube 241 in folgender Weise befestigt. D.h., der Gewindeschaft 248 der Befestigungsschrau­ be 241 steht gewindemäßig mit der Gewindebohrung 245 im Ein­ satzbefestigungssitz 240 in Eingriff. Der Vorsprung 252 des Einsatzbefestigungssitzes 240 ist in die Aussparung 251 der zweiten Fläche 221b des Schneideinsatzes 220 eingepaßt. Der abgeschrägte Flächenabschnitt 247 der zweiten Fläche des Kopfes 246 der Befestigungsschraube 241 stößt gegen die ab­ geschrägte Stufe 243 der durchgehenden Bohrung 242 im Schneid­ einsatz 220, so daß die zweite Fläche 221b des Schneideinsat­ zes 220 gegen den Einsatzbefestigungssitz 240 stößt. In die­ sem Zustand verbleibt ein kleiner Spalt 253 zwischen der End­ fläche des Vorsprungs 252 und der Bodenfläche der Aussparung 251, wodurch sichergestellt ist, daß die zweite Fläche 221b des Schneideinsatzes 220 mit dem Einsatzbefestigungssitz 240 in Oberflächenberührung steht.

Bei der in den Fig. 8 bis 13 dargestellten Ausfüh­ rungsform ist am Einsatzbefestigungssitz 240 ein Vorsprung 252 ausgebildet, während die Aussparung 251 in der zweiten Fläche 221b des Schneideinsatzes 220 ausgebildet ist. Es wird jedoch verstanden, daß der Vorsprung 252 ebenfalls an der zweiten Fläche 221b des Schneideinsatzes 220 ausgebildet sein kann. In diesem Fall ist die Aussparung 251 im Einsatz­ befestigungssitz 240 ausgebildet.

Wie oben beschrieben, ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 bis 13 die Aussparung 251 in einer der zweiten Flächen 221b des Schneideinsatzes 220 und des Einsatzbefe­ stigungssitzes 240 ausgebildet, während der Vorsprung 252, der in die Aussparung 251 eingepaßt werden kann, in der anderen zweiten Fläche 221b des Schneideinsatzes 220 und des Einsatzbefestigungssitzes 240 ausgebildet ist. Bei einer derartigen Anordnung verhindern der Vorsprung 252 und die Aussparung 251 wirksam, daß sich der Schneideinsatz 220 relativ zum Einsatzbefestigungssitz 240 versetzt. Somit ist auch bei einem Fräsen mit hoher Umdrehungsgeschwindigkeit und einer hohen Zuführgeschwindigkeit sichergestellt, daß der Schneideinsatz 220 sich nicht relativ zum Einsatzbefe­ stigungssitz 240 verschiebt, wodurch es möglich ist, das Fräsen mit einer höheren Genauigkeit durchzuführen. Da weiter jedes Paar der benachbarten Schneidkanten sich mit einem stumpfen Winkel schneidet und die abgerundete oder abge­ schrägte Ecke 231 bzw. 231a zwischen jedem Paar der benach­ barten Schneidkanten ausgebildet ist, besteht kaum die Mög­ lichkeit eines Splitterns am Ende jeder Schneidkante. Entspre­ chend wird, wenn die Bedingungen der Fräsmaschine, des Werk­ stücks und ähnlichem bei dem verwendeten Stirnfräser gleich denen eines üblichen bekannten Stirnfräsers sind, die gesamte Länge jeder ausgewählten Schneidkante 230a bis 230h beim Fräsen ohne Schwierigkeit verwendet.

In den Fig. 14 und 16 ist eine zweite Ausführungsform des Stirnfräsers dargestellt. In diesen Figuren sind Teile, die denen der in den Fig. 2 bis 7 dargestellten ersten Aus­ führungsform gleich oder ähnlich sind weggelassen, um Wieder­ holungen zu vermeiden. Bei der zweiten Ausführungsform hat der Schneideinsatz 320 eine achteckige axiale Endfläche oder eine erste Fläche 321a mit acht Gratlinien, die die entspre­ chenden Schneidkanten 330a bis 330h bilden. Der Schneidein­ satz 320 ist ein positiver Schneideinsatz, bei dem sich die erste Fläche 321a mit den acht Seitenflächen 321c unter einem spitzen Winkel schneidet. Die Seitenfläche 321c, die der Schneidkante 330g zugeordnet ist, ist als Flanke ausgebildet, mit einem positiven Spielwinkel, um ein Stirnfräsen durchzu­ führen, bei dem eine Aussparung in das Werkstück A wie bei einem Endfräsen durchgeführt wird. Der Schneideinsatz 320 ist an einem Kopf 313 eines Schneidkörpers 310 so befestigt, daß die Schneidkante 330a einen Eckwinkel von etwa 45° hat, und daß die Seitenfläche 321c, die der radialen inneren Schneidkante 330f zugeordnet ist, und die Seitenfläche, die der Schneidkante 330 an der Seite des hinteren angenäherten Endes eines Schaftes 312 des Schneidkörpers 310 zugeordnet ist, gegen jeweils eine entsprechende Wandfläche 340a und 340b eines Einsatzbefestigungssitzes 340 stoßen, die sich unter einem Winkel von etwa 90° schneiden.

Der in den Fig. 14 bis 16 dargestellte Schneideinsatz 320 hat die Form eines regelmäßigen Achtecks, so daß sich zwei benachbarte Schneidkanten unter einem Winkel von 135° schneiden. Im befestigten Zustand ist die radiale äußere Schneidkante 330b in einem Winkel innerhalb eines Bereichs von -5° bis +5° in bezug auf eine Ebene angeordnet, die die Rotationsachse O des Schneidkörpers 310 einschließt. Die der Schneidkante 330d an der Seite des hinteren angenäherten Endes des Schneidkörpers 310 zugeordnete Seitenfläche 321c stößt gegen die Wandfläche 340b des Einsatzbefestigungssit­ zes 340. Zumindest ein Teil des Schneideinsatzes 320, der sich von einem radialen äußeren Ende P der Schneidkante 330d zu der radialen äußeren Schneidkante 330b erstreckt, er­ streckt sich radial von der Wandfläche 340b des Einsatzbefe­ stigungssitzes 340 nach außen. Hierdurch wird verhindert, daß Späne an der äußeren Umfangskante des Einsatzbefesti­ gungssitzes 340 eingefangen werden. Weiter kann ein großer Ausgaberaum für die während der Ausbildung der Aussparung erzeugten Späne sichergestellt werden, wodurch die Späne störungsfrei in Richtung des hinteren Endes des Schneidkör­ pers 310 ausgegeben werden. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß das radiale äußere Ende der Wandfläche 340b des Einsatzbefestigungssitzes 340 in einer Stellung mit dem radialen äußeren Ende P der Schneidkante 330d zusam­ menfallen kann.

Der in den Fig. 14 bis 16 dargestellte Schneideinsatz ist ein positiver Schneideinsatz, bei dem sich die erste Fläche 321a des Schneideinsatzes 320 mit den acht Seitenflächen 321c desselben in einem spitzen Winkel schneidet. Der Schneidein­ satz 320 hat eine Hauptschneidkante 330ab, die das Paar be­ nachbarter Schneidkanten 330a und 330b einschließt. Die Hauptschneidkante 330ab hat einen axialen Spanwinkel R in einem Bereich von 0° bis 25° und einen Spielwinkel α in einem Bereich von 5° bis 30°, wie dies in Fig. 15 dargestellt ist. Mit einem derartigen Schneideinsatz 320 kann die Fräs­ qualität der Hauptschneidkante 330ab verbessert werden, wo­ durch es möglich ist, den Fräswiderstand zu vermindern. In diesem Fall ist es möglich, da der Spielwinkel der Schneid­ kante 330c ebenfalls einen positiven Wert aufweist, daß der Schneideinsatz 320 ein Abschrägen der Rückseite eines Werk­ stücks A durchführt, wie dies in Fig. 16 dargestellt ist.

Fig. 17 bis 19 zeigen eine dritte Ausführungsform des Stirn­ fräsers. In diesen Figuren sind Teile, die jenen der vorher beschriebenen Ausführungsformen ähnlich oder gleich sind, weggelassen. Ähnlich wie bei den obigen Ausführungsformen sind mehrere Schneideinsätze 420a, 420b am äußeren Umfang eines Kopfes 413 eines Fräserkörpers im gleichen Abstand zueinander am Umfang angeordnet. Jeder Schneideinsatz 420a, 420b ist ein positiver Schneideinsatz und hat eine regel­ mäßige achteckige Form. Eine axiale Endfläche oder eine erste Stirnfläche 421b des Schneideinsatzes 420a, 420b hat acht Gratlinien, die als die entsprechenden Schneidkanten 430a bis 430h ausgebildet sind. Eine kleinere Schneidkante 431 ist mittels einer abgeschrägten Ecke zwischen jedem Paar benachbarter Schneidkanten ausgebildet. Der Schneideinsatz 420a, 420b hat eine Hauptschneidkante 430ab, die ein Paar benachbarter Schneidkanten 430a und 430b umfaßt. Der Schneid­ einsatz 420a, 420b ist am Kopf 413 so befestigt, daß ein vor­ bestimmter Spielwinkel nicht nur an den den Schneidkanten 430a und 430b der Hauptschneidkante 430ab entsprechend zuge­ ordneten Flanken gegeben ist, sondern ebenfalls bei den den verbleibenden Schneidkanten 430c bis 430h zugeordneten Flan­ ken gegeben ist.

Bei den Schneideinsätzen ist ein erster Schneideinsatz 430a am Kopf 413 so befestigt, daß die nach vorne gerichtete Schneidkante 430h so geneigt ist, daß ein radial äußeres Ende der nach vorne gerichteten Schneidkante 430h von dem hinteren angenäherten Ende des Schneidkörpers entfernter an­ geordnet ist als ein radial inneres Ende, so daß sie einen kleineren Schneidkantenwinkel δ in einem Bereich von 1° bis 10° aufweist, wie dies in Fig. 17 dargestellt ist. Zusätz­ lich ist jeder der verbleibenden Schneideinsätze (im folgen­ den als "Flachziehschneideinsatz" bezeichnet) 420b am äuße­ ren Umfang des Kopfes 413 an einer Stelle näher zur Rota­ tionsachse des Fräserkörpers als der erste Schneideinsatz 420a so befestigt, daß die nach vorne gerichtete Schneidkante (im folgenden als "Flachziehschneidkante" bezeichnet) 430h des Flachziehschneideinsatzes 420b einen kleineren Schneid­ kantenwinkel β innerhalb eines Bereichs von -1° bis +1° aufweist, wie dies in Fig. 18 dargestellt ist.

Weiter ist die Stellung der kleineren Schneidkante 431 des Flachziehschneideinsatzes 420b längs der Rotationsachse des Schneidkörpers die gleiche wie die der kleineren Schneidkan­ te 431 des ersten Schneideinsatzes 420a oder sie ist weiter vorne als die kleine Schneidkante 431 des ersten Schneidein­ satzes 420a angeordnet, wie dies in Fig. 19 dargestellt ist. D.h. mit anderen Worten, die kleinere Schneidkante 431 des Flachziehschneideinsatzes 420b steht von der kleineren Schneidkante 431 des ersten Schneideinsatzes 420a vor. Der Betrag des Vorsprungs Y ist in diesem Fall gleich oder klei­ ner als 0,1 mm, vorzugsweise 0,06 mm. Die radiale Stellung der kleineren Schneidkante 431 des Flachziehschneideinsatzes 420b ist die gleiche wie die der kleineren Schneidkante 431 des ersten Schneideinsatzes 420a, oder ist radial innerhalb um einen vorbestimmten Betrag X von der kleineren Schneidkan­ te 431 des ersten Schneideinsatzes 420a angeordnet.

Beim Fräsen mit dem in den Fig. 17 bis 19 beschriebenen Stirnfräser wird die gesamte Länge der Hauptschneidkante 430ab des ersten Schneideinsatzes 420a zum Fräsen eines Werkstücks bis zu einer maximalen Tiefe T₁ verwendet, wobei, wenn nur die Schneidkante 430a verwendet wird, das Werkstück bis zu einer maximalen Tiefe T₂ gefräst wird. Im ersten Fall wird der erste Schneideinsatz 420a winklig um seine Achse unter Berücksichtigung des Verschleißes der Hauptschneidkan­ te 430ab bewegt und erneut im Einsatzbefestigungssitz 440 befestigt, wodurch ein einziger Schneideinsatz vierfach ver­ wendet werden kann. Im letzteren Fall kann der Schneidein­ satz achtfach verwendet werden, da lediglich die Schneidkan­ te 430a und die kleinere Schneidkante 431 verschleißen. Auf diese Weise kann der in den Fig. 17 bis 19 dargestellte Stirnfräser sehr wirtschaftlich, ähnlich wie die vorherigen Ausführungsformen, verwendet werden.

Weiter werden bei dem in den Fig. 17 bis 19 dargestellten Stirnfräser Abschnitte des Werkstücks, die mittels des ersten Schneideinsatzes 420a ungefräst bleiben, im wesent­ lichen durch die gesamte Länge der Schneidkante 430h des Flachziehschneideinsatzes 420b gefräst. Entsprechend kann die Oberfläche des Werkstücks in eine äußerst flache Fläche gefräst werden, wodurch es möglich ist, die Endbearbeitungs­ fläche hinsichtlich der Genauigkeit oder Präzision zu ver­ bessern. An der Schneidkante 430h des Flachziehschneidein­ satzes 420b tritt aus den gleichen Gründen wie oben beschrie­ ben nur sehr unwahrscheinlich ein Splittern auf.

Bei der in den Fig. 17 bis 19 dargestellten dritten Ausfüh­ rungsform ist, wie oben beschrieben, der Schneideinsatz 420a am äußeren Umfang des Kopfes 413 des Schneidkörpers so be­ festigt, daß die nach vorne gerichtete Schneidkante 430h so geneigt ist, daß das radial äußere Ende der nach vorne ge­ richteten Schneidkante 430h entfernter als das radial innere Ende von dem hinteren angenäherten Ende des Schneidkörpers angeordnet ist, wodurch der kleinere Schneidkantenwinkel innerhalb eines Bereichs von 1° bis 10° liegt. Weiter ist jeder der restlichen Schneideinsätze 420b am äußeren Umfang des Kopfes so befestigt, daß der kleinere Schneidkantenwinkel innerhalb eines Bereichs von -1° bis +1° liegt. Bei einer derartigen Anordnung ist jede Schneidkante in ihrer Länge verkürzt, verglichen mit der Größe des Schneideinsatzes. Wenn die gesamte Länge der Schneidkante zum Fräsen verwendet wird, kann dadurch eine auf den Schneideinsatz infolge des Fräswiderstandes einwirkende Last auf einen Wert vermindert werden, der im wesentlichen dem der Last gleich ist, die auf einen üblichen Schneideinsatz einwirkt, wenn ein Teil der gesamten Länge der Schneidkante des üblichen Schneideinsatzes zum Fräsen verwendet wird. Weiter kann die Genauigkeit der Endbearbeitungsfläche beträchtlich gesteigert werden.

Es ist nicht erforderlich, darauf hinzuweisen, daß die in den Fig. 17 bis 19 gezeigte dritte Ausführungsform die gleichen funktionellen Vorteile hat wie die oben beschriebenen Ausführungsformen.

Claims (8)

1. Stirnfräser mit

• - einem Fräserkörper mit allgemein kreisförmigem Querschnitt und einer dadurch verlaufenden Rotationsachse (O);
• - mehreren am äußeren Umfang des vorderen Endabschnitts des Schneidkörpers (10, 110, 210, 310, 410, 510, 610) angeordneten Einsatzbefestigungssitzen (40, 140, 240, 340, 440) und
• - mehreren jeweils an den Einsatzbefestigungssitzen lösbar befestigten einstellbaren Schneideinsätzen,
• - wobei jeder der Schneideinsätze ein achteckiges Äußeres aufweist, das durch gegenüberliegende erste (221a, 321a, 421a) und zweite Flächen (221b, 321b, 421b) sowie acht Seitenflächen gebildet ist, die zwischen der ersten und der zweiten Fläche angeordnet sind,
• - wobei die erste Fläche acht Gratlinien aufweist, die in entsprechende Schneidkanten geformt sind, wobei zwei benachbarte Schneidkanten (330ab, 430ab) als Hauptschneidkanten im wesentlichen radial nach außen bezogen auf den Fräserkörper gerichtet sind, während die Schneidkante, die zu den Hauptschneidkanten benachbart und bezogen auf den Fräserkörper im wesentlichen nach vorne gerichtet ist, als Endschneidkante (230h, 330h, 430h) dient, und
• - wobei jeder der Schneideinsätze (520) positiv ist, so daß die erste Fläche (221a, 321a, 421a) mit der durch die acht Seitenflächen gebildeten Umfangsfläche einen spitzen Winkel bildet, und derart angeordnet ist, daß der Schneideinsatz einen positiven Spanwinkel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
• - in der zweiten Fläche (221b, 321b, 421b), jedes Schneideinsatzes eine Aussparung (251) ausgebildet ist, während auf dem Einsatzbefestigungssitz (240, 340, 440) ein Vorsprung (252) ausgebildet ist, der in die Aussparung (251) eingesetzt werden kann;
• - jeder Schneideinsatz (220) an einem entsprechenden Einsatzbefestigungssitz (240, 340, 440) so befestigt ist, daß die Schneidkante, die neben der Endschneidkante (330h, 430h) radial nach innen weist, als innere Schneidkante (330g, 430g) dient;
• - die Schneidkante (330c, 430c), die neben der Hauptschneidkante axial nach hinten weist, als rückwärtige Schneidkante dient; und daß
• - die der radial inneren Schneidkante (330f) zugeordnete Seitenfläche (321c) und die der axial hinteren Schneidkante (330d) zugeordnete Seitenfläche (321c) gegen jeweils eine Wandfläche (340a, 340b) des Einsatzbefestigungssitzes (340) anschlagen, wobei der Vorsprung (252) in die Aussparung (251) eingepaßt ist.

2. Stirnfräser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkanten des Schneideinsatzes (20, 120, 220, 320, 420, 520, 620) eine im wesentlichen gleiche Länge aufweisen und sich untereinander unter einem im wesentlichen gleichen Winkel schneiden.

3. Stirnfräser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - jeder Einsatzbefestigungssitz (240) eine Gewindebohrung aufweist;
• - jeder Schneideinsatz in seiner Mitte eine durchgehende Bohrung (242) aufweist;
• - der Stirnfräser mehrere den entsprechenden Schneideinsätzen (220) zugeordnete Befestigungsschrauben (241) aufweist, die jeweils aus einem Kopf (246) und einem sich von einer axialen Endfläche des Kopfes (246) koaxial dazu erstreckenden Gewindeschaft (248) bestehen; und daß
• - der Gewindeschaft (248) der Befestigungsschraube (241) gewindemäßig mit der Gewindebohrung (245) im Befestigungssitz (240) in Eingriff tritt, so daß die andere axiale Endfläche des Schneideinsatzes (220) gegen den Einsatzbefestigungssitz (240) stößt.

4. Stirnfräser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei benachbarten Schneidkanten jedes Schneideinsatzes (220) miteinander durch eine abgerundete Ecke (231) verbunden sind, die als kleine Schneidkante dient.

5. Stirnfräser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehende Bohrung (242) in jedem Schneideinsatz (220) eine abgestufte Bohrung mit einer schrägen Stufe (243) ist, wobei ein Flächenabschnitt (247) der axialen Endfläche des Kopfes (246) jeder Befestigungsschraube (241), die sich um den Gewindeschaft (248) einer entsprechenden Befestigungsschraube (241) erstreckt, entsprechend der abgeschrägten Stufen (243) der durchgehenden Bohrung (242) in einem entsprechenden Schneideinsatz (220) abgeschrägt ist und gegen die abgeschrägte Stufe (243) anstößt.

6. Stirnfräser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - jedes Paar benachbarter Schneidkanten jedes Schneideinsatzes (320) sich unter einem Winkel von 135° schneidet;
• - jeder Schneideinsatz (320) am äußeren Umfang des vorderen Endabschnitts des Fräserkörpers (310) so befestigt ist, daß eine radial äußere Schneidkante (330b) der Schneidkanten (330a bis 330h) des Schneideinsatzes (320) mit einem Winkel in einem Bereich von -5° bis +5° in bezug auf eine die Drehachse (O) des Schneidkörpers (310) einschließende Ebene angeordnet ist; und daß
• - zumindest ein Teil des Schneideinsatzes (320), der sich von einem radial äußeren Ende (P) der Schneidkante (330d) auf der Seite des angenäherten Endes des Fräserkörpers (310) zur radial äußeren Schneidkante (330b) erstreckt, radial nach außen von der Wandfläche (340b) des Einsatzbefestigungssitzes (340) vorsteht.

7. Stirnfräser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptschneidkante (330ab) einen axialen Spanwinkel R in einem Bereich von 0° bis 25° und einen Freiwinkel α in einem Bereich von 5° bis 30° aufweist.

8. Stirnfräser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - ein erster Schneideinsatz (420a) am äußeren Umfang des vorderen Endabschnitts (413) des Fräserkörpers so befestigt ist, daß eine nach vorne gerichtete Schneidkante (430h) der Schneidkanten des ersten Schneideinsatzes (420a) so geneigt ist, daß ein radial äußeres Ende der nach vorne gerichteten Schneidkante (430h) von dem angenäherten Ende des Fräserkörpers entfernter angeordnet ist als ein radial inneres Ende der Schneidkante (430h), so daß ein kleiner Schneidkantenwinkel δ in einem Bereich von 1° bis 10° gegeben ist; und
• - jeder der verbleibenden Schneideinsätze (420b) am äußeren Umfang des vorderen Endabschnitts des Fräserkörpers (410) so befestigt ist, daß ein kleiner Schneidkantenwinkel β in einem Bereich von -1° bis +1° gegeben ist.