DE3844785C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelstirnfräser gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

In Fig. 1 bis 3 ist ein üblicher Kugelstirnfräser dargestellt, wie er in der veröffentlichten, geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 59-21 725 beschrieben ist. Der Stirnfräser umfaßt einen im allgemeinen zylindrischen Stirnfräserkörper 100 und einen einstellbaren Schneideinsatz 102, der lösbar am vorderen Ende des Stirnfräserkärpers 100 angebracht ist. Der Einsatz 102 umfaßt eine Platte, die durch eine vordere Fläche 104, eine hintere Fläche 106 und eine Umfangsseite, die zwischen der vorderen und hinteren Fläche 104 und 106 liegt, begrenzt wird. Ein Paar gegenüberliegender, allgemein V-förmiger Kerben 108 sind in der Umfangsseite ausgebildet, um die Umfangsseite zu unterbrechen und ein Paar gegenüberliegender Seitenflächen 110 zu schaffen. Jede V-förmige Kerbe 108 erstreckt sich von der vorderen Fläche 104 zur hinteren Fläche 106 und wird durch ein Paar erster und zweiter gegenüberliegender Wände 112 und 114 begrenzt. Die erste Wand 112 ist flach und senkrecht zur vorderen Fläche 104, während die zweite Wand 114 konvex gekrümmt ist, gesehen in einer Richtung senkrecht zur ersten Wand 112. Jede der Seitenflächen 110 nimmt eine allgemein quadrantische Form ein, gesehen in einer Richtung senkrecht zur vorderen Fläche 104, und wirkt mit der vorderen Fläche 104 und der gekrümmten Seitenwand 114 der Kerbe 108 zusammen, um eine Schneidkante 116 auszubilden, die konvex bogenförmig ist, gesehen in der gleichen Richtung. Eine der Schneidkanten 116 des Einsatzes 102 ist in einer Arbeitsstellung eingestellt, wobei sie sich nach außen über das vordere Ende und den äußeren Umfang des Stirnfräserkörpers 100 erstreckt, und der vordere Endabschnitt 116a der eingestellten Schneidkante 116, der benachbart zu einer Achse O des Stirnfräserkörpers 100 liegt, ist konvex gekrümmt, gesehen in axialer Richtung des Stirnfräserkörpers 100.

Bei dem oben beschriebenen Kugelstirnfräser beginnt der Eingriff des vorderen Endabschnitts 116a der eingestellten Schneidkante 116 in des Werkstück zuerst, worauf dann die anderen Abschnitte der Schneidkante 116 in das Werkstück eingreifen, wenn sich der Stirnfräserkörper 100 dreht. Entsprechend nimmt die Schneidlast beim Fortschreiten des Schneidvorgangs allmählich zu, so daß eine große Belastung zu keinem Zeitpunkt auf die eingestellte Schneidkante 116 ausgeübt wird, so daß die Schneidkante 116 weniger zu einer Beschädigung neigt.

Bei einem derartigen bekannten Stirnfräser verhindert die flache Wand 112 der V-förmigen Kerbe 108 jedoch eine glatte Abführung der Späne während des Schneidvorgangs und bewirkt eine Verklemmung der Späne.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kugelstirnfräser der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine bessere Spanabführung als auch eine größere Festigkeit der eingestellten Schneidkante gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches gelöst.

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

Fig. 1 eine Ansicht eines üblichen Kugelstirnfräsers von vorne;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Teils des Stirnfräsers von Fig. 1, gesehen in einer Richtung der Pfeile II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Endansicht des Stirnfräsers von Fig. 1;

Fig. 4 eine Aufsicht eines Schneideinsatzes;

Fig. 5 eine Seitenansicht des Einsatzes von Fig. 4, gesehen in einer Richtung der Pfeile XVIII-XVIII in Fig. 4;

Fig. 6 eine weitere Seitenansicht des Einsatzes von Fig. 4, gesehen in Richtung der Pfeile XIX-XIX in Fig. 4;

Fig. 7 eine Ansicht eines Kugelstirnfräsers gemäß der vorliegenden Erfindung von vorne;

Fig. 8 eine Seitenansicht eines Teils des Stirnfräsers von Fig. 7;

Fig. 9 eine Endansicht des Stirnfräsers von Fig. 7;

Fig. 10 eine Ansicht des Stirnfräsers von Fig. 7, gesehen in Richtung der Pfeile XLVI-XLVI in Fig. 7.

In den Fig. 4 bis 10 werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen für ähnliche Teile oder Elemente in verschiedenen Ansichten verwendet werden.

Fig. 7 bis 10 zeigen einen Kugelstirnfräser gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem der Stirnfräserkörper 10 ein Paar diagonal gegenüberliegender Spantaschen 40 und 42 aufweist, die in dem allgemein halbkugelförmigen vorderen Endabschnitt desselben angeordnet sind, wobei ein Paar Aussparungen 44 und 46 in den Spantaschen 40 und 42 ausgebildet sind, wobei die Aussparung 44 benachbart zur Achse O des Körpers 10 angeordnet ist, während die Aussparung 46 radial nach außen von der Achse O des Körpers 10 beabstandet ist. Ein erster Schneideinsatz 48 wird in der Aussparung 44 aufgenommen und dort lösbar mittels der Klemmschraube 34 befestigt, während ein zweiter Schneideinsatz 50 in der Aussparung 46 aufgenommen ist und lösbar daran mittels einer Klemmschraube (nicht dargestellt) befestigt ist.

Wie in den Fig. 4 bis 6 dargestellt, sind bei dem Schneideinsatz 48 zwei erste Seitenflächen 52 in bezug auf eine Medianebene der Platte oder des Einsatzes, die sich in Längsrichtung desselben erstreckt, symmetrisch, und zwei zweite Seitenflächen 54 sind in bezug auf eine Medianebene, die sich quer dazu erstreckt, symmetrisch. Jede erste Seitenfläche 52 ist konvex gekrümmt, so daß sie eine quadrantische Form einnimmt, gesehen in einer Aufsicht, und umfaßt einen mittleren bogenförmigen Abschnitt 52a und vordere und hintere ebene Oberflächenabschnitte 52b und 52c, die an gegenüberliegenden Enden des mittleren Abschnitts so angeordnet sind, daß sie tangential zu dem mittleren Abschnitt 52a an gegenüberliegenden Enden verlaufen. Ein Randflächenabschnitt 60 der vorderen Fläche 58 ist benachbart zu jeder zweiten Seitenfläche 54 angeordnet und ist länger als der des Einsatzes 16, und weiter konvex so gekrümmt, daß er sich in Richtung einer hinteren Fläche 62 zur zweiten Seitenfläche 54 hin neigt. Bei dieser Konstruktion ist jede Hauptschneidkante 56 allgemein bogenförmig konvex, gesehen in einer Richtung senkrecht zur vorderen Fläche 58, und umfaßt einen mittleren Schneidkantenabschnitt 56a und vordere und hintere Endabschnitte 56b und 56c, wobei jeder Endabschnitt nicht nur in einer Seitenansicht, sondern ebenfalls in einer Aufsicht konvex gekrümmt ist. Zwischen der kurzen Schneidkante 63 und einer Tangente an das vordere Ende der Hauptschneidkante wird ein Winkel α₁ begrenzt, der stumpf ist.

Der Einsatz 48 ist so angeordnet, daß eine der Hauptschneidkanten 56 in einer Arbeitsstellung eingestellt ist, und daß ein axialer Spanwinkel für die eingestellte Schneidkante 56 positiv ist. Der vordere Endabschnitt 56b der eingestellten Hauptschneidkante 56 ist benachbart zur Achse O des Körpers 10 angeordnet, und die kurze Schneidkante 63, die die eingestellte Hauptschneidkante 56 an ihrem vorderen Ende schneidet, erstreckt sich über die Achse O des Körpers 10 hinaus in Richtung des hinteren Endabschnitts des Körpers 10. Der zweite Einsatz 50 wird in der Aussparung 46 aufgenommen, wobei die hintere Fläche mit der flachen Bodenfläche der Aussparung 46 übereinstimmt, so daß eine der Hauptschneidkanten 74 in einer Arbeitsstellung eingestellt wird, so daß sie sich längs des vorderen Endabschnitts des Körpers 10 erstreckt, und wobei der axiale Spanwinkel für die eingestellte Schneidkante 74 positiv ist.

Bei dem oben beschriebenen Kugelstirnfräser nimmt, da der vordere Endabschnitt 56b der Hauptschneidkante 56 des ersten Einsatzes 48 als auch der vordere Endabschnitt 74a der Hauptschneidkante 74 des zweiten Einsatzes 50, gesehen in einer Endansicht, konvex gekrümmt ist, die Schneidlast beim Fortschreiten des Schneidvorgangs allmählich zu, so daß somit zu keinem Zeitpunkt auf die Schneidkante jedes Einsatzes eine große Schneidlast ausgeübt wird. Jeder Einsatz 48, 50 umfaßt, nebenbei bemerkt, keine der flachen Wand 112 des bekannten Einsatzes 102 ähnliche Wand, so daß entsprechend der Stirnfräser eine bessere Spanabführung aufweist. Da die Winkel α₁, α₂ stumpf sind, weist die eingestellte Hauptschneidkante 56, 74 sogar an ihrem vorderen Ende eine größere Festigkeit auf.

Fig. 7 bis 9 zeigen einen Kugelstirnfräser gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Spantasche 40 für den ersten Einsatz 48 umfaßt einen ersten Wandabschnitt 200a, in dem die Aussparung 44 ausgebildet ist, und einen zweiten Wandabschnitt 200b, der in Gegendrehrichtung des Körpers 10 gerichtet ist. Wie man am besten in Fig. 16 sieht, umfaßt der zweite Wandabschnitt 200b der Spantasche 40 einen darin ausgebildeten, nach vorne geneigten Abschnitt 202, der nach vorne in Drehrichtung des Körpers 10 geneigt ist. Mit dieser Konstruktion werden während des Schneid- bzw. Fräsvorgangs die Späne glatt längs des vorderen geneigten Abschnitts 202 geführt, so daß die Spanabfuhr weiter wesentlich verbessert wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Spantaschen werden die beim Tieffräsen entstehenden Späne, die von dem äußeren Abschnitt der Hauptschneidkante gespant worden sind, radial nach außen befördert. Wird der Kugelstirnfräser zum Flachfräsen verwendet, so werden die Späne hauptsächlich durch den vorderen Endabschnitt der Hauptschneidkante erzeugt und bewegen sich radial nach innen. Jedoch werden auch hierbei die Späne glatt entlang des vorderen geneigten Abschnittes 202 an der Innenseite der Spantasche abgeführt.

Claims (1)

1. Kugelstirnfräser mit einem Fräserkörper, der eine durch ihn verlaufende Drehachse aufweist, und mit einem vorderen Endabschnitt, in dem eine Spantasche ausgebildet ist, sowie einem hinteren Endabschnitt, mit mindestens einem lösbar am vorderen Endabschnitt des Körpers angebrachten Schneideinsatz, der eine Platte mit vorderen und hinteren Flächen sowie ersten Seitenflächen umfaßt, wobei die vordere Fläche mindestens eine allgemein bogenförmige erste Randkante aufweist, die als eine entsprechende allgemein bogenförmige Hauptschneidkante dient, wobei die Spantasche einen in Drehrichtung des Körpers gerichteten ersten Wandabschnitt und einen in Gegendrehrichtung des Körpers gerichteten zweiten Wandabschnitt aufweist und wobei der erste Wandabschnitt der Spantasche eine Aussparung aufweist, in welcher der Einsatz aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß

   • - die vordere Fläche (58) mindestens eine kurze zweite Randkante aufweist, die durch eine zweite ebene Seitenfläche (54) und einen konvexen Randflächenabschnitt (60) der vorderen Fläche (58) gebildet wird und als entsprechende kurze Schneidkante (63) dient,
   • - die Hauptschneidkante (56) einen vorderen, an einem Ende derselben angeordneten Endabschnitt (56b) aufweist, der durch den vorderen Abschnitt (52b) einer ersten Seitenfläche (52) und durch den Randflächenabschnitt (60) der vorderen Fläche (58), der benachbart zur kurzen Schneidkante (63) angeordnet ist, gebildet wird und der die kurze Schneidkante (63) so schneidet, daß ein durch den vorderen Endabschnitt (56b) und die kurze Schneidkante (63) begrenzter Winkel stumpf ist,
   • - die vordere Fläche (58) als eine Spanfläche für die Schneidkanten dient,
   • - der vordere Endabschnitt (56b) so konvex gekrümmt ist, daß er zur hinteren Fläche (62) in Richtung der kurzen Schneidkante (63) hin geneigt ist,
   • - die Anordnung des Einsatzes (48, 50) in bezug auf den Körper (10) so ist, daß der vordere Endabschnitt (56b) der Hauptschneidkante (56) benachbart zur Achse des Körpers (10) angeordnet ist,
   • - die kurze Schneidkante (63) sich vom vorderen Endabschnitt (56b) über die Achse des Körpers (10) hinaus in Richtung des hinteren Endabschnitts des Körpers (10) erstreckt, gesehen in einer Richtung im allgemeinen senkrecht zur vorderen Fläche (58), und daß
   • - der zweite Wandabschnitt (200b) einen vorderen Flächenabschnitt (202) aufweist, der zum vorderen Ende des Körpers (10) in Drehrichtung des Körpers geneigt ist.