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Diese Erfindung betrifft einen Fräser, in welchem die
Unwucht der Schneidkanten verringert ist und die Anzahl von
Schneidkanten durch Verbesserung der Gestalt ihrer
Spantaschen erhöht werden kann.
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In jüngster Zeit nehmen Einwegfräser mit einer
dichtschneidigen Struktur für ein besseres Schneidvermögen zahlenmäßig
zu, teilweise aufgrund einer zunehmenden Schwierigkeit beim
Fräsen abzutragender Materialien und teilweise aufgrund der
wachsenden Anforderung an Genauigkeit.
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Bei vielen dieser Fräser jedoch sind die in dem Körper für
die jeweiligen Schneidkanten ausgebildeten Spantaschen noch
alten Typs. Wie in Fig. 7 dargestellt, liegen sie nämlich
in der Gestalt von Muldeneinschnitten mit zylindrischer
Wand vor. In der Figur ist 1 ein Fräserkörper, 2 ein
Einwegeinsatz mit einer Schneidkante 2a und 3' eine
Spantasche.
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Wie in Fig. 8 dargestellt, werden solche herkömmlichen
Spantaschen 3' durch Drücken eines rotierenden sphärischen
Maschinenwerkzeugs A, wie einer Kugelkopfmühle, in Richtung
des Pfeiles in Fig. 7, durch den Fräserkörper hindurch,
gebildet. Die Oberfläche der so gebildeten Tasche hat einen
gleichförmigen Krümmungsradius und dehnt sich von der
Vorderseite des Körpers schräg nach hinten, längs der
Schneidkante, zur äußeren Peripherie hin, aus.
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Da Späne dazu neigen, auf der Räumungsfläche
entlangzugleiten, gibt es, wenn die Schneidkanten in dichtschneidiger
Weise vorliegen, keine dringende Notwendigkeit, an der
Vorder- oder Innenseite große Taschen auszubilden. Um eine
hohe Leistungsfähigkeit zu erhalten, ist es sogar
wichtiger, die Festigkeit des Körpers zu erhöhen, indem die
Taschengröße an der Vorder- oder Innenseite reduziert wird.
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Da aber herkömmliche Spantaschen in der Form von
Muldeneinschnitten mit gleichförmigem Kurvenradius vorliegen, ist
der Fräserkörper, je steiler der Schneidwinkel der
Schneidkanten, um so deutlicher, mehr als notwendig, an der
Vorderseite ausgeschnitten. Dies läßt einen hinterliegenden
Metallabschnitt 1a, der die Einsätze trägt, um die
Festigkeit des Körpers sicherzustellen, zu dünn werden. Das
wiederum verschlechtert den Schlag des Fräsers. Falls die
Dicke des hinterliegenden Metallabschnitts 1a vergrößert
wäre, würde die Gesamtzahl an Schneideinsätzen reduziert
werden müssen. Dieses hätte einen schlechten Einfluß auf
die Arbeitsleistung und die Genauigkeit einer
Bearbeitungsfläche.
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Aufgabe dieser Erfindung ist, einen Einwegfräser zu
schaffen, der Spantaschen mit einer diese Problemen wirksam
lösenden Gestalt hat.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein
Einwegfräser vorgesehen, mit einem Fräserkörper, der mit
Spantaschen und einer Vielzahl von Einwegeinsätzen
ausgebildet ist, welche Schneidkanten (2a) aufweisen und mit
einem positiven axialen Spanwinkel angebracht sind, wobei
jede Spantasche wenigstens an der vorderen oder inneren
Seite des Fräserkörpers mit einer sphärischen Blindnut (3a)
ausgebildet ist, wobei der Mittelpunkt (O) des Kurvenradius
(R) der sphärischen Blindnut auf einer von dem vorderen
Ende jeder Schneidkante zu der Tasche hin, in einem im
wesentlichen rechten Winkel zu der Schneidkante gezogenen,
gedachten Linie liegt.
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Da der vordere oder innere Teil jeder Spantasche mit einer
sphärischen Blindnut ausgebildet wird, liegt der vordere
Teil der Taschenkante näher an der entsprechenden
Schneidkante. Das dient dazu, die Dicke des oben erwähnten,
hinterliegenden Metallabschnitts zu vergrößern. Somit nimmt,
auch wenn die Schneidkanten einen steilen Spanwinkel
einnehmen, die Festigkeit des Körpers zu. Dadurch wird eine
Verschlechterung des Schlages der Schneidkanten verhindert.
Auch wenn es nicht notwendig ist, die Dicke des
hinterliegenden Metallabschnitts zu erhöhen, kann die Gesamtzahl der
Schneideinsätze durch ein Verkürzen des Abstands zwischen
den benachbarten Schneidkanten erhöht werden.
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Andere Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung
werden aus der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die
beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:
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Fig. 1 und 2 Vorderansichten eines Teils des Fräsers gemäß
dieser Erfindung mit unterschiedlicher Anzahl an
Schneideinsätzen;
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Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Fräsers aus Fig. 1,
betrachtet von seiner äußeren Umfangsseite her;
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Fig. 4 eine perspektivische Ansicht desselben, betrachtet
von seiner inneren Umfangsseite her;
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Fig. 5 eine Seitenansicht des Fräsers aus Fig. 1;
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Fig. 6 einen Querschnitt auf der Linie X-X in Fig. 1; und
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Fig. 7 und 8 perspektivische Ansichten eines herkömmlichen
Fräsers, der die Gestalt seiner Spantaschen
wiedergibt, wobei die Figuren den Fig. 3 bzw. 4
entsprechen.
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In den Zeichnungen ist Bezugszeichen 1 ein Fräserkörper, 2
ein Einwegeinsatz, 3 eine Spantasche, 4 ein an der
Vorderseite eines hinterliegenden Metallabschnitts 1a befestigtes
Plättchen, 5 ein an dem Plättchen gehaltener
Schnellverbinder
und 6 ein keilförmiges Klemmstück, das zwischen dem
Einsatz und dem Fräserkörper durch eine bekannte W-Schraube
(nicht dargestellt) eingesetzt ist und durch den
Schnellverschluß und den Körper abgestützt wird.
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Jede Spantasche 3 umfaßt eine sphärische Blindnut 3a an der
Vorderseite des Körpers oder an einer Seite nahe ihrer
Achse und eine Durchgangsnut 3b mit einem konstanten
Kurvenradius R, die an dem rückseitigen Teil vorgesehen ist,
so daß sie sich von der Nut 3a quer nach außen, zum äußeren
Umfang des Körpers, im wesentlichen parallel zu der
Schneidkante 2a erstreckt. Beim Ausbilden der Taschen 3
wird ein sphärisches Abspanwerkzeug A mit einem
Kurvenradius R, wie in Fig. 4 dargestellt, von außen (von der
Hinterseite der Nut) in den Körper 1 eingebracht und so
bewegt, daß der Mittelpunkt O des Radius R der
halbkreisförmigen Schneidkante die Linie C in Fig. 3 passiert. Wenn der
Mittelpunkt O von R eine vom vorderen Ende der Schneidkante
2a in einem rechten Winkel zu dieser gezogene, gedachte
Linie erreicht (in Fig. 3 gezeigte Position), wird das
Werkzeug angehalten.
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Wie in Fig. 6 dargestellt, hat die sphärische Blindnut 3a
eine Wandfläche, die sich zu der vorderen oder inneren
Seite des Schneidkörpers 1 anhebt, im Gegensatz zu einer
herkömmlichen Tasche, die sich in diesem Bereich in einer
geraden Linie erstreckt, wie durch die gestrichelte Linie
gezeigt wird. Das bedeutet, daß während eine herkömmliche
Tasche eine wie durch die gestrichelten Linien in Figs. 1
und 2 dargestellte Kontur aufweist (in Fig. 4 gepunktete
Linie), die Tasche dieser Ausführungsform eine, wie durch
durchgezogene Linien dargestellte, Kontur hat. Als Ergebnis
hat die Breite des hinterliegenden Metallabschnitts 1a von
w zu W zugenommen. Das erhöht die Festigkeit des
Fräserkörpers. Je größer der axiale Spanwinkel der Schneidkante 2a
ist, desto ist größer die Differenz (W-w). Zudem erhöht
sich die Differenz fortschreitet mit dem Durchmesser des
Fräsers. Somit kann die Anzahl von Schneidkanten durch
Verkürzen des Abstandes zwischen den benachbarten
Schneidkanten erhöht werden.
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Die Taschen 3 sind so dargestellt, daß sie sich im
wesentlichen parallel zu den Schneidkanten 2a erstrecken. Sie
können aber in bezug zu diesen mehr oder weniger schräg
verlaufen.
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Der Mittelpunkt 0 des Radius R jeder sphärischen Blindnut 3
kann etwa in der Position von Fig. 3 liegen. Die Aufgabe
der Erfindung kann aber auch dann gelöst werden, wenn
dieser leicht von der Position in Fig. 3 zur Achse des Fräsers
hin oder von dieser weg verschoben ist.
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Die Tasche 3 kann auf jede andere Weise hergestellt werden.
Beispielsweise kann das in Fig. 4 dargestellte Werkzeug A
an dem Punkt 0 in Fig. 3 in Richtung der Taschentiefe in
den Körper eingebracht und dann axial zur Nut bewegt
werden, bis es den Körper an seinem äußeren Umfang
durchschneidet.
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Abhängig von der Gestalt des Fräsers kann jede Tasche 3
eine weitere sphärische Blindnut an ihrer Rückseite haben.
Beim Ausbilden einer solchen Tasche kann ein sphärisches
Schneidwerkzeug in einer bestimmten Tiefe in den Körper
eingebracht werden, seitlich zu dem anderen Ende der Tasche
bewegt werden, und dann in axialer Richtung herausgezogen
werden. Durch das Vorsehen einer solchen zusätzlichen
sphärischen Blindnut an der Rückseite jeder Tasche nimint die
Steifigkeit des Fräserkörpers an seinem hinteren Teil zu.
Dieses ermöglicht, die Dicke des Fräsers in axialer
Richtung zu reduzieren. Solche hinteren sphärischen Blindnuten
sollten aber nicht vorgesehen werden, falls dieses einen
schlechten Einfluß auf das Abführen von Spänen haben.
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Gemäß dieser Erfindung ist jede Spantasche zumindest an
ihrer vorderen oder inneren Seite mit einer sphärischen
Blindnut versehen. Mit dieser Anordnung kann die
Taschengröße an der vorderen oder inneren Seite des Fräsers
reduziert werden, während eine ausreichende Aufnahmefähigkeit
der Tasche zum Abführen von Spänen beibehalten wird. Somit
hat der Körper eine erhöhte Festigkeit und der Schlag der
Schneidkanten ist im Vergleich zuherkömmlichen Fräsern
stark verringert.
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Um diese Tatsachen zu bestätigen, haben wir den Schlag der
Schneidkanten vor einer Verbesserung mit dem Schlag nach
einer Verbesserung durch Verwendung eines Fräsers mit einem
Durchmesser von 160 mm, 8 Schneidkanten und einem
Stellwinkel von 45º, einem axialen Spanwinkel von +27º und einem
radialen Spanwinkel von -7º verglichen. Bevor eine
Verbesserung durchgeführt wurde, betrug der Schlag der 8 zufällig
angebrachten und eingestellten Schneidkanten 0,04-0,05 mm.
Nach einer Verbesserung lag der Schlag mit einer einfachen
Einstellung innerhalb 0,01-0,015 mm.
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Da die Taschen eine kompakte Größe haben, kann die Anzahl
an Schneideinsätzen erhöht werden. Somit wird die Leistung
des Fräsers, wie das Abspanvermögen, verbessert.