DE3935191A1

DE3935191A1 - Mit wendeschneidplatten bestueckter fraeser

Info

Publication number: DE3935191A1
Application number: DE19893935191
Authority: DE
Inventors: Michael Hausensteiner
Original assignee: HAUSENSTEINER GmbH
Current assignee: HAUSENSTEINER GmbH
Priority date: 1989-10-23
Filing date: 1989-10-23
Publication date: 1991-04-25

Description

Die Erfindung betrifft einen mit Wendeschneidplatten bestückten Walzen- oder Walzenstirnfräser nach dem Oberbegriff des Haupt anspruchs.

Ein derartiger Fräser ist gemäß der DE-OS 33 14 049 bekannt. Dabei sind Vierkant-Wendeschneidplatten unter einem Drallwinkel von meist 15° bis 28° in einer Reihe in sogenannten Taschen positioniert und aufgeschraubt, wobei die Wendeschneid platten der in Umfangsrichtung folgenden Reihe zu der vorherge henden jeweils auf Lücke versetzt und geringfügig mit dieser überlappt angeordnet ist.

Nachteilig bei der bekannten Fräserausführung ist, daß jede ein zelne Wendeschneidplatte praktisch immer über ihre ganze Schnei denlänge mit nur im dagegen vernachlässigbaren Überlappungsbe reich reduzierter Spandicke schneidet, so daß die Wendeschneid platte, insbesondere beim Schruppfräsen mit großem Vorschub, unter einer erheblichen Belastung steht. Hinzu kommt, daß bei der bekannten Fräserausführung die Schneiden der Wendeplatten jeweils mit 0° zur Achsmitte, d. h. in Radialrichtung, stehen, was besonders bei rostfreien und weichen Stählen durch zu gerin gem Spanwinkel eine schlechte Spanbildung ergibt und einem er höhten Kraftbedarf und damit eine erhöhte mechanische Belastung der Wendeschneidplatten mit sich bringt. Durch den großen Kraft bedarf entsteht eine entsprechend große, wechselnde Maschinen beanspruchung, was eine wirtschaftliche Verwendung des bekannten Fräsers nur bei großen und stabilen Fräsmaschinen möglich macht. Vor allem aber führt die Belastung über praktisch die gesamte Schneidenlänge der Wendeschneidplatte im Verein mit ungünstiger Spanbildung zu einer erheblichen Bruchanfälligkeit, welche vom Mikroausbruch über den Teilausbruch bis zum Wendeschneidplatten bruch geht.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen Fräser der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß die einzelnen, jeweils im Einsatz befindlichen Schneidkanten der Wendeschneidplatten, auch wenn Sie tangential aufgeschraubt sind, nur zu einem nennenswer ten Bruchteil ihrer vollen Länge zum Einsatz gebracht werden und daß die Abfuhr der Späne von den Schneidkanten, vor allem beim Schruppfräsen, durch einen größeren Späneraum und Vorgabe einer günstigeren Abflußrichtung erleichtert wird. Es soll ferner er reicht werden, daß durch die Bildung schmalerer Späne ein weiche rer Schnitt bei geringerem Kraftbedarf und damit die Verwendung derartiger Fräser auch auf kleineren Fräsmaschinen möglich wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit folgenden Merkmalen ge löst: Die Wendeschneidplatten sind axial gegeneinander versetzt am Fräserkörper angebracht, wobei sie jeweils nur längs eines Teiles ihrer Schneidenlänge im Schneideeingriff stehen, bei ebe ner Abwicklung der Mantelfläche des Fräsers weist der Winkel zwi schen der Fluchtlinie einer jeden Wendeschneidplattenreihe und der Achse des Fräserkörpers einen Wert auf, der größer als 30° ist und die Spanfläche einer jeden Wendeschneidplatte schneidet mit einem positiven Spanwinkel.

Die Erfindung samt ihren weiteren, in den Unteransprüchen an gegebenen Ausgestaltungen soll im folgenden näher beschrieben werden. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen bekannten Walzenfräser im Querschnitt,

Fig. 2 die Abwicklung desselben,

Fig. 3 die Abwicklung der erfindungsgemäß angeordneten Wende schneidplatten,

Fig. 4 einen erfindungsgemäßen Walzenfräser im Querschnitt,

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Ausbildung von Wendeschneidplat ten mit unterschiedlichen Flugkreisen und

Fig. 6 das von der Ausführungsform nach Fig. 5 erzeugte Fräsprofil.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt einen bekannten Fräser mit sechs Zahnreihen, wobei jeweils zwei Zahnreihen 2′, 3′ zusammenwir kend einen nutzbaren Fräserzahn für einen Schruppschnitt ergeben. Dieser Fräser arbeitet also effektiv mit 3 wirksamen Zähnen. Die Spanflächen 4 der Wendeschneidplatten 5 stehen mit 0° Spanwinkel zum Mittelpunkt 6 des Fräserkörpers 1. Jeder Zahnreihe 2′, 3′ ist ein Späneraum 7 zugeordnet. Die Wendeschneidplatten 5 sind in bekannter Weise aufgeschraubt, weshalb eine detaillierte Dar stellung ihrer Befestigung entbehrlich ist.

In Fig. 2 ist die Abwicklung dieses Fräsers dargestellt. Um mit wenigen Wendeschneidplatten 5 eine große Fräserschneiden länge 8 zu erreichen, werden in der Wendeschneidplattenreihe 2′ die Wendeschneidplatten 5 in Umfangsrichtung der vorbestimmten Spiralsteigung 9 entsprechend positioniert, so daß durch die gleichartig positionierten, jedoch in axialer Richtung auf Lücke versetzt angeordneten Wendeschneidplatten 5 der nächsten Reihe 3′ gerade noch eine Überlappung erfolgt, wodurch ein Winkel α der Spiralsteigung 9, welcher kleiner als 30° ist, entsteht und praktisch fast die gesamte Schneidenlänge 10 der Wendeschneid platte 5 zum Eingriff kommt.

Fig. 3 zeigt eine Abwicklung der erfindungsgemäß angeordneten Wendeschneidplatten 5. Ausgehend von der ersten Wendeschneid platte 5 der Wendeschneidplattenreihe 2 werden die weiteren axial um weniger als 60% deren Schneidenlänge 10 jedoch in Um fangsrichtung um mehr als deren eineinhalbfache Dicke 15 ver setzt angeordnet, so daß eine Spiralsteigung 9 mit einem großen Spiralwinkel α von mehr als 30° entsteht, was die günstige Ver teilung der Wendeschneidplatten 5 am Fräserkörperumfang ermög licht. Weil nur jeweils ein Abschnitt 11, welcher erfindungsge mäß weniger als 60% der Schneidenlänge 10 beträgt, im Eingriff ist, werden sehr schmale Späne gebildet, wodurch nicht nur die Überlastung der Wendeschneidplatten 5 vermieden wird und eine geringere gleichmäßigere Fräser- und Maschinenbelastung entsteht, sondern auch die Späneabführung erleichtert wird. Darüber hinaus sind viele Abschnitte 11 am Umfang günstig verteilt im Einsatz, wodurch die am Werkstück erzeugte Fläche in den Toleranzbereich des Schlichtschnittes gebracht werden kann. Gegenüber der in Fig. 2 dargestellten bekannten Ausführung wird hier angestrebt, viele Wendeschneidplatten 5, jedoch jede Schneide derselben mit nur dem Abschnitt 11 derselben zum Einsatz zu bringen, wobei dieser dem axialen Versatz entsprechende Abschnitt 11 in der gesamten Schneidenlänge 10 der Wendeschneidplatte 5, gekürzt um den Anteil 16, besteht.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel für die Ausbildung des Querschnitts eines mit 3 effektiven Zähnen arbeitenden erfindungsgemäßen Frä sers mit einer Abwicklung gemäß Fig. 3. Es sind am Fräserkörper 1 drei Wendeschneidplattenreihen 2 angeordnet. Im Vergleich zu der bekannten Ausführung gemäß Fig. 1 wird die Volumenvergröße rung der Späneräume 19 und der positive Spanwinkel β der Wende schneidplatten 5 deutlich. Die Spanflächen 4 der Wendeschneidplat ten 5 stehen mit einem positiven Spanwinkel β , welcher vorteil haft größer als 6° gewählt ist, im Eingriff und weisen auch einen dementsprechend großen Freiwinkel auf, der größer als 11° ist. Die erfindungsgemäße Anordnung der Wendeschneidplatten 5 ermög licht eine geringe Belastung je Schneide. Dadurch werden Brüche vermieden, die Profilverzerrung vermindert, so daß auch ein Schlichtfräsen möglich wird. Die außenliegenden Schneiden 17 der Wendeschneidplatten 5 bilden einen Flugkreis 18; bei entsprechen der Koordinierung der Wendeschneidplattenausführungen kann ein Schrupp-Schlicht- oder ein Schlichtschnitt erzielt werden.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung darge stellt. Es ist hier beim Fräserkörper mindestens noch eine zwei Wendeschneidplattenreihe vorhanden, deren Wendeschneidplatten eine an beiden Enden abgeschrägte Schneide aufweisen, wobei diese zweite Wendeschneidplatte jeweils gegenüber der davorliegenden Wendeschneidplattenreihe um ein vorbestimmtes Maß in radialer Richtung derart verschoben wird, daß deren Schneiden einen größeren Flugkreis gegenüber der ersten Wendeschneidplattenreihe bilden und einen Schruppschnitt ergeben. Die Abwicklung gemäß Fig. 5 zeigt, beginnend an der Mittelachse 12, eine erste Wende schneidplattenreihe 2, welcher eine zweite Wendeschneidplatten reihe 3 nachgeordnet ist, deren Wendeschneidplatten 5 eine durch Abschrägung verkürzte Schneidenlänge 20 und dadurch den in der Fig. 6 veranschaulichten stumpfen Winkel γ zur Axialrichtung aufweisen. Die erste Wendeschneidplatte 5 der zweiten Wende schneidplattenreihe 3 ist zur ersten Wendeschneidplatte 5 der ersten Wendeschneidplattenreihe 2 um das Maß 14 in axialer Rich tung verschoben, die weitere Anordnung entspricht der in Fig. 3 beschriebenen Wendeschneidplattenreihe 2 mit anderen axialen und radialen Abständen der Wendeschneidplatten 5. Die außenliegenden Schneiden der Wendeschneidplatten 5 der ersten Wendeschneidplat tenreihe 2 bilden den Flugkreis 18 - vergleiche Fig. 4 - und erzeugen am Werkstück einen Schlichtschnitt, wenn der Fräser nur mit der Wendeschneidplattenreihe 2 hergestellt wird oder die Wendeschneidplatten 5 der zweiten Wendeschneidplattenreihe 3 entfernt werden. Um beim Schruppen sehr schmale Späne durch Ein satz vieler Abschnitte 11 der Schneidenlänge 10 der Wendeschneid platten 5 über die ganze Fräserschneidenlänge 8 zu erzielen, wer den die Wendeschneidplatten 5 der zweiten Wendeschneidplatten reihe 3 mit verkürzter Schneidenlänge 20 auch noch radial über den Flugkreis 18 verschoben und bilden mit ihren Schneidkanten einen größeren Flugkreis, welcher in Fig. 6 mit 24 veranschau licht ist. Der zweiten Wendeschneidplattenreihe 3 wird entspre chend dem größeren Flugkreis 24 und damit vermehrtem Späneanfall ein im Volumen vergrößerter Späneraum 19 zugeordnet, dessen Volu men in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung noch dadurch erweitert werden kann, daß die Teilung von erster (2) zur zweiten Wendeschneidplattenreihe 3 größer gehalten wird als die Teilung von zweiter zu erster Wendeschneidplattenreihe. Diese Ungleichteilung ist dann auch noch mit dem Vorteil eines vibrationsärmeren Fräserlaufes verbunden.

Fig. 6 zeigt das erzeugte Profil. Beim dargestellten Beispiel bilden die außenliegenden Schneiden der zweiten Wendeschneidplat tenreihe 3 durch radiales Verschieben der Wendeschneidplatten 5 um das Maß 23 einen zweiten, größeren Flugkreis 24 und führen den Schruppschnitt durch, während der Schlichtschnitt von den Abschnitten 21 und 22 der Wendeschneidplatten 5 der ersten Wende schneidplatten 2 längs ihres Flugkreises 18 bewirkt wird.

Eine vorteilhafte Ausführung der Wendeschneidplatten 5 der zweiten Wendeschneidplattenreihe 3 besteht darin, daß ihr Quer schnitt als regelmäßiges Sechs- oder Achteck ausgeführt wird. Wenn die längere Zeit im Einsatz befindliche Schneidkantenseite abgestumpft ist, können die übrigen Seiten durch mehrmaliges Umsetzen aktiviert werden, womit eine optimale Ausnutzung des teueren Hartmetallschneidenmaterials möglich wird.

Claims

1. Walzen- oder Walzenstirnfräser mit mindestens einer Wende schneidplattenreihe aus über den Schaftumfang axial gegeneinan der versetzt angebrachten Wendeschneidplatten, die in entspre chenden Aufnahmetaschen positioniert sind, gekenn zeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Wendeschneidplatten (5) einer Wendeschneidplattenreihe (2) sind axial gegeneinander versetzt am Fräserkörper (1) angebracht, wobei sie jeweils nur längs eines Teiles ihrer Schneidenlänge (10) im Schneideeingriff stehen,
b) bei ebener Abwicklung der Mantelfläche des Fräsers weist der Winkel (α) zwischen der Fluchtlinie einer jeden Wendeschneid plattenreihe und der Achse des Fräserkörpers (1) einen Wert auf, der größer als 30° ist,
c) die Spanfläche (4) einer jeden Wendeschneidplatte (5) weist einen positiven Spanwinkel (β) auf.

2. Fräser nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Wendeschneidplatten (5) einer Wende schneidplattenreihe (2) so gegeneinander axial versetzt sind, daß der Schneideeingriff nur längs eines Teiles (11) von weni ger als 60% ihrer Schneidenlänge (10) erfolgt.

3. Fräser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Spanwinkel (β) größer als 6° ist.

4. Fräser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Flugkreis durchmesser (18) der Wendeschneidplatten (5) einer ersten Wende schneidplattenreihe (2) größer ist als der Flugkreisdurchmesser (24) der Wendeschneidplatten (5) einer zweiten benachbarten Wendeschneidplattenreihe (3).

5. Fräser nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die außenliegenden Schneiden (17) der einzelnen Wendeschneidplatten (5) der zweiten Wendeschneidplat tenreihe (3) unter einem stumpfen Winkel (λ) gegen die Axial und die Umfangsrichtung geneigt sind.

6. Fräser nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der Querschnitt der Wendeschneidplatten (5) der zweiten Wendeschneidplattenreihe (3) ein regelmäßiges Sechs- oder Achteck ist.

7. Fräser nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Teilung zwischen erster und zweiter Wendeschneidplattenreihe größer ist als zwischen zweiter und dritter Wendeschneidplattenreihe.

8. Fräser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die positiven Spanwinkel (β) der einzelnen Wendeschneidplatten (5), bzw. Wen deschneidplattengruppen unterschiedlich groß sind.

9. Fräser nach einem der vorhergehenden Ansprüche , da durch gekennzeichnet, daß die einzelnen Wendeschneidplatten (5) einer Wendeschneidplattenreihe (2, 3) in Umfangsrichtung um mindestens eine eineinhalbfache Wende schneidplattendicke (15) hinter- oder voreinander versetzt sind.