DE69627873T2

DE69627873T2 - Frässchneideinsatz und dessen fräser

Info

Publication number: DE69627873T2
Application number: DE69627873T
Authority: DE
Inventors: Rafael Margulis; Amir Satran
Original assignee: Iscar Ltd
Current assignee: Iscar Ltd
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1996-09-17
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2016-09-18
Also published as: CA2231823A1; DK0853522T3; AR003604A1; ES2192613T3; MX9802089A; CZ81898A3; IL115338A; ZA967835B; US6053672A; HUP9900178A3; EP0853522B1; CZ293058B6; ATE238871T1; TR199800497T1; KR19990045724A; JPH11513315A; PL325476A1; DE69627873D1; JP3974175B2; CA2231823C

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Frässchneideinsätze nach dem Oberbegriff von Anspruch 8 und einen Fräser nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 zur Verwendung damit, um Endflächen-Fräsvorgänge auszuführen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Ein Leichtmetall-Werkstück wird typischerweise mit einer nahezu fertigen Form bereitgestellt, wobei vorzugsweise ein einziger Spanentfernungs-Endbearbeitungsvorgang mit minimaler Frästiefe erforderlich ist, um zur gewünschten sehr glatten endgültigen Form zu gelangen. Zum maschinellen Bearbeiten eines Werkstücks zu einer sehr glatten Oberflächenbeschaffenheit benötigt ein Fräser im allgemeinen eine minimale Unrundheit und insbesondere eine minimale axiale Unrundheit, was dadurch erreicht wird, daß seine Schneideinsätze so montiert werden, daß ihre wirksamen vorderen Schneidkanten in einer einzigen Ebene, nämlich der Flächenebene des Werkstücks, liegen.
Ein Frässchneideinsatz in Form eines Parallelepipeds kann, wie in US-A-5 207 538 des Anmelders von Satran beschrieben wurde, in einer von zwei Anordnungen angeordnet werden, wobei er in beiden axial geneigt ist, so daß geeignete axiale Span- und Freiwinkel bereitgestellt werden. Bei einer ersten Anordnung wird der Einsatz jeweils axial und radial durch eine einzige Trägerfläche und zwei beabstandete Trägerflächen, welche durch die Seitenwände einer Einsatzaufnahmetasche gebildet sind, getragen, so daß eine lange Hauptschneidkante als eine seitliche Schneidkante dient und eine zweckgebundene vordere Schneidkante einer Schneidecke in der Art einer vorstehenden Nase als eine Planschneide bzw. ein Wischer dient, um eine Flächenebene eines Werkstücks auszuwischen bzw. Nachzubearbeiten. Bei einer zweiten Anordnung wird der Einsatz jeweils axial und radial durch zwei beabstandete Trägerflächen und eine einzige Trägerfläche, welche durch die Seitenwände einer Einsatzaufnahmetasche bereitgestellt ist, getragen, so daß eine Erstreckung ihrer langen Hauptschneidkante gewinkelt angeordnet ist, um als eine Planschneide zum Planschneiden einer Flächenebene eines Werkstücks zu dienen. In beiden Betriebsarten ist der Fräser infolge der Toleranzen in den Einsatzaufnahmetaschen nicht in der Lage, eine Flächenebene zu einer sehr glatten Oberflächenbeschaffenheit zu wischen, und diese Oberflächenbeschaffenheit wird daher typischerweise durch einen folgenden Schleifvorgang erreicht.
Wie in US-A-2 805 469 beschrieben ist, ist es bekannt, axial geneigte Einsatzaufnahmetaschen in einem zweiteiligen Fräswerkzeughalter bereitzustellen, der aus einem Hauptkörper besteht, der dafür ausgelegt ist, daß ein kreisförmiger Flanschring von der Rückseite an ihn angepaßt wird, so daß der Hauptkörper die Basisträgerflächen und die radialen Trägerflächen der Tasche zum Aufnehmen der tangentialen Schubkraft bzw. der radialen Schubkraft bereitstellt und der kreisförmige Flanschring die axialen Trägerflächen der Tasche zum Aufnehmen der axialen Schubkraft bereitstellt. Trotz der schädlichen Auswirkungen auf die Unrundheit infolge der axialen Neigung der Basisträgerfläche erfordert der kreisförmige Flanschring sich radial erstreckende Kerben, so daß die Einsätze entlang ihren oberen Seitenkanten nicht axial getragen werden, wodurch die axiale Unrundheit weiter vergrößert wird.
In DE-A-92 00 612, wodurch der nächstliegende Stand der Technik für den Gegenstand nach Anspruch 8 gegeben ist, ist ein Schneideinsatz mit einer vorderen Schneidkante offenbart, die von der kurzen Seitenfläche des Schneideinsatzes nach außen vorsteht. Die vordere Schneidkante ist mit der oberen Fläche des Schneideinsatzes, die zur unteren Fläche davon parallel ist, koplanar. Wegen dieses Aufbaus kann der Einsatz nicht mit einem positiven axialen Schneidbrustwinkel bezüglich einer Fläche eines bearbeiteten Werkstücks versehen werden, wenn die Basiswand der Einsatztasche zur Längsachse des Werkzeugs parallel verläuft.
In DE-A-17 52 220, wodurch der nächstliegende Stand der Technik für den Gegenstand nach Anspruch 1 gegeben ist, ist ein Fräser offenbart, der Schneideinsätze in zwei beabstandeten axialen Kontaktbereichen axial trägt und die Schneideinsätze in einem radialen Kontaktbereich radial trägt. Gemäß der Konstruktion des Schneideinsatzes aus DE-A-17 52 220 muß die planare Basisträgerfläche der Einsatzaufnahmetasche bezüglich der Längsachse des Werkzeugs geneigt sein, um einen geeigneten Zwischenraum für den Schneideinsatz bereitzustellen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß einer ersten Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Frässchneideinsatz vorgesehen, welcher aufweist:
einen im wesentlichen prismatischen Körperabschnitt mit einer oberen Fläche, einer unteren Fläche und zwei Paaren benachbarter langer und kurzer Seitenflächen,
ein Paar beabstandeter koplanarer Widerlagerflächen, die entlang der langen Seitenfläche einer ersten der Paare benachbarter Seitenflächen und einer entlang der kurzen Seitenfläche davon gebildeten planaren Widerlagerfläche ausgebildet sind,
eine Schneidecke, die zwischen den Seitenflächen eines zweiten der Paare benachbarter Seitenflächen definiert ist und eine vordere Schneidkante aufweist, die ihrer langen Fläche zugeordnet ist und davon nach außen vorsteht,
wobei die vordere Schneidkante parallel zur planaren Widerlagerfläche verläuft,
dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Schneidkante von der oberen Fläche nach oben vorsteht, daß die vordere Schneidkante über eine Eckschneidkante in eine seitliche Schneidkante übergeht und daß die seitliche Schneidkante von einer kurzen Seitenfläche des zweiten Paars benachbarter Seitenflächen nach außen vorsteht und bezüglich der unteren Fläche geneigt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Einsatz in einer Draufsicht rechteckig geformt und mit zwei diagonal entgegengesetzten umschaltbaren Schneidecken versehen. Dabei weist jede Schneidecke weiterhin eine seitliche Schneidkante auf, die quer zu ihrer vorderen Schneidkante gerichtet ist, während jede lange Seitenfläche mit einem Paar beabstandeter koplanarer Widerlagerflächen versehen ist und jede kurze Seitenfläche mit einer einzigen planaren Widerlagerfläche versehen ist.
Eine der beabstandeten Widerlagerflächen entlang einer langen Seitenfläche befindet sich vorzugsweise entgegengesetzt zur vorderen Schneidkante der entgegengesetzten längen Seitenfläche, während die andere Widerlagerfläche entlang der gleichen langen Seitenfläche an die Schneidecke angrenzt, so daß sie sich so weit entfernt wie möglich von der erstgenannten Widerlagerfläche befindet. Weiterhin befindet sich die Widerlagerfläche entlang einer kurzen Seitenfläche vorzugsweise entgegengesetzt zur seitlichen Schneidkante ihrer entgegengesetzten kurzen Seitenfläche.
Die koplanaren Widerlagerflächen entlang den langen Seitenflächen und die planaren Widerlagerflächen entlang den kurzen Seitenflächen sind vorzugsweise so angeordnet, daß sie senkrecht zur unteren Fläche verlaufen, um zwei diagonal entgegengesetzte, quadratische, kastenartige Konstruktionen bereitzustellen, von denen jede für die Positionierung einer zugeordneten diagonal entgegengesetzten Schneidecke bestimmt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Schneideinsatzes ist die vordere Schneidkante bezüglich der oberen Fläche des Einsatzes erhöht, um die erforderlichen positiven axialen Span- und Freiwinkel für Hochgeschwindigkeits- Endbearbeitungsvorgänge auf Leichtmetall-Werkstücken bereitzustellen, ohne daß es erforderlich wäre, den Einsatz axial zu neigen.
Gemäß einer zweiten Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Fräser mit einer Drehachse vorgesehen, der einen Fräswerkzeughalter zur Verwendung mit einem oder mehreren Schneideinsätzen, die jeweils eine vordere Schneidkante aufweisen, welche von einer zugeordneten Seitenfläche nach außen vorsteht, um als Wischer bzw. Planschneide zu wirken, der bzw. die auf einer radialen Ebene senkrecht zur Drehachse angeordnet ist, aufweist, wobei der Fräswerkzeughalter mit einer oder mehreren Einsatzaufnahmetaschen versehen ist, die jeweils eine planare Basisträgerfläche, welche parallel zur Drehachse verläuft, um einen darin sitzenden Einsatz tangential zu tragen, eine axiale Trägerfläche zum axialen Tragen des Einsatzes in zwei beabstandeten axialen Kontaktbereichen und eine radiale Trägerfläche zum radialen Tragen des Einsatzes in einem einzigen radialen Kontaktbereich aufweisen, wobei die axialen Kontaktbereiche eine gedachte Linie definieren, die in einer Draufsicht des Fräsers senkrecht zur Drehachse und parallel zur vorderen Schneidkante verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Schneidkante von einer oberen Fläche des Schneideinsatzes nach oben vorsteht, daß die vordere Schneidkante über eine Eckschneidkante in eine seitliche Schneidkante übergeht und daß die seitliche Schneidkante von einer zugeordneten kurzen Seitenfläche des Schneideinsatzes nach außen vorsteht und bezüglich der unteren Fläche des Schneideinsatzes geneigt ist.
Demgemäß wird gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung die zum maschinellen Bearbeiten einer Flächenebene zu einer sehr glatten Oberflächenbeschaffenheit erforderliche minimale axiale Unrundheit durch das Montieren eines Schneideinsatzes ohne eine axiale Neigung erreicht, wobei der Schneideinsatz axial durch ein Paar beabstandeter Kontaktbereiche getragen wird und radial durch einen einzigen Kontaktbereich getragen wird. Zum Erreichen der minimalen axialen Unrundheit des Fräsers wird auf das Paar axialer tragender Kontaktbereiche zugunsten nur eines einzigen radial tragenden Kontaktbereichs verzichtet, dieser einzige radial tragende Kontaktbereich ist jedoch ausreichend, um die durch das Fräsen eines Werkstücks mit einer nahezu fertigen Form erzeugte verhältnismäßig geringe radiale Schubkraft aufzunehmen.
Die axialen und radialen Trägerflächen einer Einsatzaufnahmetasche sind ebenso wie die entsprechenden Trägerflächen eines Einsatzes vorzugsweise planar, wobei diese so ausgelegt sind, daß sie neben ihnen liegen, so daß jeder der Kontaktbereiche durch die zwei gegeneinander drückenden planaren Flächen definiert ist. Weiterhin sind die axiale und die radiale Trägerfläche einer Einsatzaufnahmetasche vorzugsweise senkrecht zu ihrer zugeordneten Basisträgerfläche.
Es ist ein Fräswerkzeughalter mit einer Drehachse vorgesehen, der ein Hauptkomponentenelement und einen im wesentlichen kreisförmigen Flanschring aufweist, der dafür ausgelegt ist, von der Rückseite in das Hauptkomponentenelement eingepaßt zu werden, um mehrere Einsatzaufnahmetaschen zu bilden, die jeweils durch eine Basisträgerfläche, eine radiale Trägerfläche und eine axiale Trägerfläche definiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisförmige Flanschring eine sehr glatte untere Fläche senkrecht zur Drehachse zum Bereitstellen der mehreren axialen Trägerflächen aufweist.
Diese Konstruktion ist gegenüber einem Einzelkörper-Fräswerkzeughalter vorzuziehen, weil die Trägerflächen leichter auf enge Toleranzen bearbeitbar sind, ohne daß der Nachteil auftritt, daß innerhalb eines begrenzten Raums gearbeitet werden muß, wie es bei der letztgenannten Konstruktion der Fall ist.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen des anliegenden Anspruchssatzes definiert.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung und zum Zeigen, wie sie praktisch verwirklicht werden kann, wird nun nur anhand nicht einschränkender Beispiele auf die anliegende Zeichnung Bezug genommen, in der
Fig. 1 eine isometrische Ansicht eines rechteckig geformten Frässchneideinsatzes gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
die Fig. 2-4 eine Draufsicht, eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht des Schneideinsatzes aus Fig. 1 sind,
Fig. 5 eine isometrische Nahansicht einer Schneidecke des Schneideinsatzes aus Fig. 1 ist,
die Fig. 6-9 Teilschnittansichten entlang den Linien VI-VI, VII-VII, VIII-VIII und IX-IX in Fig. 2 sind,
Fig. 10 eine Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform eines Schneideinsatzes mit einer bezüglich seiner unteren Fläche geneigten vorderen Schneidkante ist,
Fig. 11 eine Draufsicht eines quadratischen Schneideinsatzes gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 12 eine Draufsicht eines achteckigen Schneideinsatzes gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung ist,
die Fig. 13-15 eine schematische Draufsicht, eine schematische Seitenansicht bzw. eine schematische Vorderansicht des in eine Einsatzaufnahmetasche eines rechtshändigen Fräswerkzeughalters eingesetzten Schneideinsatzes aus Fig. 1 gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung sind,
Fig. 16 eine Draufsicht einer Einsatzaufnahmetasche mit einem Paar beabstandeter axialer Trägerflächen zum Bereitstellen einer axialen Unterstützung eines Schneideinsatzes ist,
Fig. 17 eine isometrische Ansicht eines Einzelkörperfräsers mit Schneideinsätzen aus Fig. 1 ist,
Fig. 18 eine isometrische Ansicht eines zweiteiligen Fräsers mit Schneideinsätzen aus Fig. 1 ist,
Fig. 19 eine abgeschnittene Längsschnittansicht entlang einer in Fig. 18 dargestellten Linie XIX-XIX ist,
Fig. 20 eine Nah-Draufsicht einer Einsatzaufnahmetasche des Fräsers aus Fig. 18 ist,
Fig. 21 eine abgeschnittene Schnittansicht entlang der in Fig. 20 dargestellten Linie XXI-XXI ist, worin die Art dargestellt ist, in der eine Feststellschraube zum Halten eines Schneideinsatzes in einer Einsatzaufnahmetasche gesichert wird,
Fig. 22 eine abgeschnittene Schnittansicht entlang der in Fig. 19 dargestellten Linie XXII-XXII ist, worin die Einrichtung zum dynamischen Ausgleichen des Fräsers dargestellt ist, und
Fig. 23 eine abgeschnittene Längsschnittansicht eines alternativen zweiteiligen Fräsers mit Schneideinsätzen aus Fig. 1 ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

In den Fig. 1-4 ist ein allgemein mit 1 bezeichneter Frässchneideinsatz dargestellt, der einen im wesentlichen prismatischen Körper 2 mit einer in Draufsicht im wesentlichen rechteckigen Grundform aufweist und der eine obere Fläche 3, eine untere Fläche 4, lange Seitenflächen 5 und 7 und kurze Seitenflächen 8 und 9 aufweist. Die lange Seitenfläche 5 und die kurze Seitenfläche 9 treffen sich an einer Schneidecke 10A, während sich die lange Seitenfläche 7 und die kurze Seitenfläche 8 an einer zur Schneidecke 10A diagonal entgegengesetzten Schneidecke 10B treffen. Wie nachstehend in näheren Einzelheiten beschrieben wird, ist der Schneideinsatz 1 mit quadratischen kastenartigen Konstruktionen 12A und 12B versehen, die den Schneidecken 20A und 10B jeweils diagonal entgegengesetzt sind, um den Schneideinsatz 1 bezüglich der Drehachse eines Fräswerkzeughalters genau zu positionieren.
Der Schneideinsatz 1 hat eine Symmetrieachse 13, um die er eine Symmetrie über eine halbe Drehung aufweist, und die Einzelheiten seiner Konstruktion werden daher nachstehend mit Bezug auf die Schneidecke 10A und die kastenartige Konstruktion 12A beschrieben, wobei zu verstehen ist, daß die Einzelheiten gleichermaßen für die Schneidecke 10B und die kastenartige Konstruktion 12B gelten. Zum Festhalten des Schneideinsatzes 1 an einem Fräswerkzeughalter ist der Einsatzkörper 2 vorzugsweise mit einem zylindrischen Befestigungsloch 11 versehen, das so angeordnet ist, daß seine Achse mit der Symmetrieachse 13 zusammenfällt, und eine Senkung 14 aufweist, die vorzugsweise als ein Teil eines Torus oder eines Kegels geformt ist, um eine Senkschraube oder ein anderes Befestigungselement in der Art eines Rohrschlosses aufzunehmen.
Die Schneidecke 10A hat eine zusammengesetzte Spanungs- Schneidfläche 15, die einerseits in die obere Fläche 3 übergeht und andererseits eine umlaufende Freiflanke 16 schneidet, so daß eine vordere Schneidkante 17 und eine über eine Eckschneidkante 20 quer dazu angeordnete seitliche Schneidkante 19 gebildet sind. Die umlaufende Freiflanke 16 besteht aus Ebenen, die in angrenzende Abschnitte der Seitenflächen 5 und 9 übergehen, welche sich an der Schneidecke 10A treffen, während die zusammengesetzte Spanungs- Schneidfläche 15 aus planare Abschnitte enthaltenden ineinander übergehenden Flächen besteht.
Wie am besten in Fig. 2 dargestellt ist, besteht die kastenartige Konstruktion 12A aus einem Paar beabstandeter koplanarer Widerlagerflächen 7A und 7B, die durch abgeschrägte Abschnitte 7AA und 7BB (nicht dargestellt) entlang der langen Seitenfläche 7 von unten gestützt sind, und einer planaren Widerlagerfläche 8A, die in ähnlicher Weise durch einen abgeschrägten Abschnitt 8AA (nicht dargestellt) entlang der kurzen Seitenfläche 8 gestützt ist. Die Widerlagerflächen 7A, 7B und 8A sind so angeordnet, daß sie senkrecht zur unteren Fläche 4 verlaufen, so daß die Widerlagerfläche 8A auch senkrecht zu den zugeordneten Widerlagerflächen 7A und 7B verlaufen. Wie dargestellt ist, befindet sich die Widerlagerfläche 7B entgegengesetzt zur vorderen Schneidkante 17 und befindet sich die Widerlagerfläche 7A neben der Schneidecke 10B, so daß sie so weit entfernt wie möglich von der Widerlagerfläche 7B ist, während sich die Widerlagerfläche 8A entgegengesetzt zur seitlichen Schneidkante 19 befindet.
Wie auch am besten in Fig. 2 dargestellt ist, steht die vordere Schneidkante 17 bezüglich der Seitenfläche 5 vor und verläuft für den Zweck ihrer genauen Anordnung in einer Flächenebene eines Werkstücks parallel zu den koplanaren Widerlagerflächen 7A und 7B. Wie am besten in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ist die vordere Schneidkante 17 weiterhin auch bezüglich der oberen Fläche 3 angehoben und verläuft parallel zur unteren Fläche 4. Hinsichtlich der seitlichen Schneidkante 19 sei bemerkt, daß sie wie auch am besten in Fig. 2 ersichtlich ist, über die Seitenfläche 9 vorsteht, während, wie am besten in Fig. 4 ersichtlich ist, die seitliche Schneidkante 19 zur unteren Fläche 4 geneigt ist.
Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, geht die vordere Schneidkante 17 über eine innere Schneidkante 21, die so ausgebildet ist, daß es möglich ist, daß der Schneideinsatz 1 bis zu einer Tiefe, die etwas geringer ist als der Vorsprung der vorderen Schneidkante 17 bezüglich der langen Seitenfläche 5 in ein Werkstück eingesenkt wird, in die Oberkante der langen Seitenfläche 5 über. Die vordere Schneidkante 17 kann mit einem schmalen geschliffenen Schneidrücken 22 versehen sein (siehe Fig. 5 und 6), der sich gemeinsam mit dieser erstreckt, um die Oberflächenendbearbeitung zu verbessern, während sie durch das Bereitstellen einer Spanfläche 23 mit einer entlang dieser im wesentlichen gleichen Breite verstärkt sein kann. Ein weiterer Vorteil des Bereitstellens einer kastenartigen Konstruktion 12A besteht darin, daß dadurch das genaue Schleifen der vorderen Schneidkante 17 und des schmalen geschliffenen Schneidrückens 22 erleichtert wird, wodurch die vorgesehene Funktionsweise verbessert wird.
Wie am besten in den Fig. 6-9 ersichtlich ist, sind die Spanflächenbestandteile der Spanfläche 15, die der vorderen Schneidkante 17, der seitlichen Schneidkante 19 und der Eckschneidkante 20 zugeordnet sind, konkav, wodurch, wie in Fig. 6 dargestellt ist, ein geeigneter axialer Spanflächen- und Freiflankenflächen-Winkel α1 und α2 und, wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, geeignete radiale Spanflächen-Winkel α3, α5 und radiale Freiflankenflächen- Winkel α4 und α6, die für das zu bearbeitende Material ausgelegt sind, erzeugt sind. Insbesondere erleichtert das Vorstehen der Schneidecke 10A das Bereitstellen stark positiver axialer und radialer Span- und Freiwinkel, die für das Bearbeiten weicher Materialien, wie Aluminium, erforderlich sind. Zusätzlich ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt, daß die Schneidecke 10A so hergestellt ist, daß sie entlang ihrer seitlichen Schneidkante 19 einen im wesentlichen unveränderlichen Keilwinkel ω aufweist.
Wie schließlich am besten in Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Eckschneidkante 20 vorzugsweise teilweise abgeschrägt, statt daß sie einen üblicheren Nasenradius aufweist, so daß ein Eintrittswinkel &epsi; von 60º bereitgestellt wird, wodurch das Entgraten eines Rands eines Werkstücks während eines allmählichen Herausbewegens aus diesem verhindert wird. Während Endbearbeitungsvorgängen an einem Werkstück mit einer nahezu fertigen Form wirkt die abgeschrägte Eckschneidkante 20 im wesentlichen als die seitliche Schneidkante des Schneideinsatzes.
Kurz auf die Fig. 10-12 Bezug nehmend, sei bemerkt, daß in Fig. 10 dargestellt ist, daß ein Schneideinsatz 1A auch so geformt sein kann, daß seine vordere Schneidkante 17A zu seiner unteren Fläche 4 geneigt ist, während in den Fig. 11 bzw. 12 gleichseitige Einsätze in Draufsicht in Form eines quadratischen Schneideinsatzes 25 mit bis zu vier Schneidecken, die jeweils von einer entsprechenden kastenartigen Konstruktion getragen werden, und eines achteckigen Schneideinsatzes 26 mit bis zu acht Schneidecken, die jeweils von einer entsprechenden kastenartigen Konstruktion getragen werden, dargestellt sind.
Für den Zweck des Erläuterns des Befestigens eines Frässchneideinsatzes 1 in einer dafür angepaßten Einsatzaufnahmetasche 27 eines Fräswerkzeughalters 100 mit einer Drehachse A wird nun auf die Fig. 13-15 Bezug genommen, worin die Verwendung einer kastenartigen Konstruktion 12A zum Positionieren einer funktionsbereiten Schneidecke 10A, deren vordere Schneidkante 17 an einem Radius R angeordnet ist, der Teil einer zur Drehachse A senkrechten radialen Ebene P ist, dargestellt ist. Dabei bietet die Einsatzaufnahmetasche 27 eine planare Basisträgerfläche 27A, die parallel zur Drehachse A angeordnet ist und gegen die die untere Fläche 4 drücken soll, um die tangentiale Schubkraft aufzunehmen. Weiterhin weist die Einsatzaufnahmetasche 27 eine radial angeordnete, planare axiale Trägerfläche 27B auf, die senkrecht zur Drehachse A und zur Basisträgerfläche 27A steht und gegen die ein Paar von Widerlagerflächen 7A und 7B drücken soll, um die axiale Schubkraft an zwei beabstandeten Kontaktbereichen aufzunehmen, die eine gedachte Linie L1 senkrecht zur Drehachse A definieren (siehe Fig. 13). Schließlich weist die Einsatzaufnahmetasche 27 eine axial angeordnete, planare radiale Trägerfläche 27C auf, die parallel zur Drehachse A und senkrecht zur Basisträgerfläche 27A verläuft und gegen die die Widerlagerfläche 8A drücken soll, um die radiale Schubkraft in einem Kontaktbereich aufzunehmen, der eine gedachte Linie L&sub2; senkrecht zur gedachten Linie L&sub1; definiert (siehe Fig. 13).
Diese Positionierung bietet eine minimale axiale Unrundheit eines mit zwei oder mehr Schneideinsätzen versehenen Fräsers, so daß ihre wirksamen vorderen Schneidkanten 17 zusammen mit ihren zugeordneten schmalen geschliffenen Schneidrücken 22 eine erzeugte Ebene eines Werkstücks zu einer sehr glatten Oberflächenbeschaffenheit ausarbeiten können. Weiterhin stehen die wirksamen vorderen Schneidkanten 17 eines solchen Schneidwerkzeugs über ihre zugeordneten freistehenden unteren Widerlagerflächen 5A und 5B vor, um zu gewährleisten, daß der Fräser axial mit einer ausreichenden Tiefe in ein Werkstück einsenkbar ist, um ein Werkstück mit einer nahezu fertigen Form herauszuarbeiten, ohne daß ein Abrieb der Widerlagerflächen 5A und 5B durch während eines Fräsvorgangs gebildete Späne auftritt. Gleichzeitig stehen die wirksamen seitlichen Schneidkanten 19 ausreichend über ihre zugeordnete freistehende Widerlagerfläche 9A vor, so daß die Querbewegung des Fräsers während eines Fräsvorgangs nicht beschränkt wird. Schließlich stellen die wirksamen Schneidecken 10A ungeachtet, daß die Schneideinsätze 1 nicht geneigt sind, die erforderlichen hohen positiven axialen und radialen Span- und Freiwinkel bereit, um das Bilden von Spänen und das Entfernen von einem Werkstück aus einem leichten Material zu erleichtern.
In Fig. 16 ist dargestellt, daß zum genauen Positionieren eines Schneideinsatzes, so daß eine minimale axiale Unrundheit eines Fräsers erreicht wird, eine Einsatzaufnahmetasche 28 mit einem Paar beabstandeter koplanarer axialer Trägerflächen 28A und 288 versehen werden kann, gegen die eine einzige planare Widerlagerfläche 7C entlang einer langen Seitenfläche eines Frässchneideinsatzes 18 drücken soll.
Wie in Fig. 17 dargestellt ist, weist ein allgemein mit 200A bezeichneter Einzelkörper-Fräswerkzeughalter mit einer Bezugsdrehachse A, der dafür ausgelegt ist, fünf Schneideinsätze 1 aufzunehmen, einen konischen Schaftabschnitt 102 und einen Schneidkopfabschnitt 103 mit fünf Sitzstrukturen 104, die in gleichen Winkelabständen um seinen Umfang herum angeordnet sind, auf. Jede Sitzstruktur 104 ist mit einer Einsatzaufnahmetasche 106 mit Trägerflächen 27A, 278 und 27C zum Tragen eines darin aufgenommenen Schneideinsatzes 1 durch eine Feststellschraube 107 und einem abgeschnittenen Hohlkehlenraum 108 zum Ermöglichen des Zugangs zum darin eingesetzten Schneideinsatz 1 und zur Spanabfuhr versehen.
Gegenüber dem Einzelkörper-Fräswerkzeughalter 100A werden für einen in den Fig. 18 und 19 dargestellten zweiteiligen Fräswerkzeughalter 100B, bei dem ähnliche Teile gleich numeriert sind, erhebliche Herstellungs- und Funktionsvorteile erhalten. Hierzu weist sein Schneidkopfabschnitt 103 ein im wesentlichen ringförmiges Hauptkomponentenelement 110, das integriert damit ausgebildet ist und den Vorderteil eines konischen Schaftabschnitts 102 bildet, und einen passenden im wesentlichen kreisförmigen Flanschring 111 zum Einpassen in die Nachlaufseite des Hauptkomponentenelements 110, der daran durch Verbindungsschrauben 112 angebracht ist, die durch entsprechende Gewindebohrungen 114 und Bohrungen 115 (siehe Fig. 19) im Hauptkomponentenelement 110 bzw. im Flanschring 111 treten, auf. Bei einer solchen zweiteiligen Konstruktion bildet das Hauptkomponentenelement 110 die Basisträgerflächen 27A und die radialen Trägerflächen 27C, während der Flanschring 111 die axialen Trägerflächen 27B bildet.
Wie am besten in Fig. 19 ersichtlich ist, hat das Hauptkomponentenelement 110 eine abgestufte Querschnittsform mit einem hinteren zylindrischen Abschnitt 116 mit einer äußeren zylindrischen Zentrierungsfläche 117, die koaxial mit der Drehachse A verläuft, und einem vorderen zylindrischen Abschnitt 118 mit einer sehr glatten und planaren oberen Ringfläche 120, die senkrecht zur Drehachse A verläuft. Der vordere zylindrische Abschnitt 118 hat sich radial erstreckende Randabschnitte 121 mit einer abgestuften Querschnittsform mit einer oberen externen zylindrischen Fläche 122, einer oberen ringförmigen Fläche 123, die parallel zur oberen ringförmigen Fläche 120 verläuft, und einer unteren externen zylindrischen Fläche 124. Hierbei bildet jeder Randabschnitt 121 den unteren Teil einer Sitzstruktur 104, und er bildet auch die Basisträgerflächen 27A und die radialen Trägerflächen 27C.
Der Flanschring 111 hat eine passende abgestufte Querschnittsform mit einem inneren Abschnitt 126, der mit Durchgangsbohrungen 115 versehen ist, und radial verlaufenden und nach unten abfallenden Randabschnitten 127. Der innere Abschnitt 126 hat eine interne zylindrische Fläche 128 zum Einpassen in die externe zylindrische Zentrierfläche 117 zum Zentrieren des Flanschrings 111 bezüglich der Drehachse A und eine sehr glatte und planare untere ringförmige Fläche 129 zum Anliegen an die sehr glatte und planare obere Fläche 120 zum Positionieren der unteren ringförmigen Fläche 129 senkrecht zur Drehachse A.
Die Randabschnitte 127 bilden die Oberteile der Sitzstrukturen 104 und sind dafür ausgelegt, über entsprechende Randabschnitte 121 zu hängen, um die axialen Trägerflächen 27B bereitzustellen, die so ausgearbeitet sind, daß sie zur unteren ringförmigen Fläche 129 sehr parallel sind. Die Randabschnitte 127 haben jeweils einen Innenfläche 130 und eine untere Fläche 132, die so geformt und bemessen sind, daß ein Zwischenraum von der radialen Fläche 122 und der oberen Fläche 123 ihrer entsprechenden Randabschnitte 121 bereitgestellt ist, wobei der Zwischenraum gewährleistet, daß die Zentrierung des Flanschrings 121 bezüglich der Drehachse A und die Positionierung der axialen Trägerflächen 27B parallel zur oberen planaren Fläche 120 nicht gestört werden.
Der konische Schaftabschnitt 102 und der Schneidkopfabschnitt 103 sind im allgemeinen ringförmig ausgebildet, so daß eine Strömungsverbindung mit einer Quelle eines Kühlmediums, sei es ein unter Druck stehendes Kühlfluid oder Druckluft, mit Strömungsleitungen 133 zum Kühlen der Schneideinsätze 1 und zum schnellen Abführen von während eines Fräsvorgangs gebildeten Spänen bereitgestellt ist. Jede Sitzstruktur 104 hat eine zweckgebundene Strömungsleitung 133 zum Bereitstellen einer Strömung des Kühlmediums etwas vor ihrer Aufnahmetasche 106, wobei die Strömungsverbindung mit der Quelle des Kühlmediums über eine Bohrung 134, einen Zwischenhohlraum 135 und einen unteren Kühlmittelraum 136 erfolgt, welcher durch eine dichtende Abdeckung 138 gedichtet ist, die in eine Vertiefung 139 in der unteren Fläche des Hauptkomponentenelements 110 eingefügt ist und durch eine Anzahl von Schrauben 140 daran befestigt ist.
Der Durchmesser des unteren Kühlmittelraums 136 ist verhältnismäßig groß, und die Strömungsleitungen 133 sind im wesentlichen radial mit der Drehachse A ausgerichtet, so daß die Drehung des Fräsers 100B das Kühlmedium mit einer erhöhten Strahlgeschwindigkeit nach außen drängt, um eine wirksame Spanentfernung und Wärmeabfuhr zu erreichen, wobei die darauf ausgeübte Zentrifugalkraft ausgenutzt wird. Ein weiterer Vorteil einer solchen Anordnung besteht darin, daß die Gesamtmasse des Fräsers 100B verringert ist.
Wie am besten in Fig. 21 dargestellt ist, weist jede Feststellschraube 107 einen gewindefreien Mittelabschnitt 107A auf, gegen den ein Ansatzende 141A einer Sicherungsschraube 141, die entlang einer Gewindebohrung 142 durch Schrauben verschiebbar ist, drückt, um die Feststellschraube 107 zu sichern. Die Gewindebohrungen 142 sind im wesentlichen radial mit der Drehachse A ausgerichtet, so daß die Drehung des Fräsers 100B die Sicherungsschrauben radial nach außen drängt, um die Feststellschrauben 107 wirksam bei einer Vorspannkraft zu sichern, die mit der Drehgeschwindigkeit zunimmt, wodurch die bei einer Hochgeschwindigkeitsverarbeitung erforderlichen strengen Sicherheitsanforderungen erfüllt werden.
Wie am besten in Fig. 22 ersichtlich ist, ist jede Sitzstruktur 104 mit einer Gewindebohrung 144 versehen, die sich von der oberen Fläche des Flanschrings 111 durch die untere Fläche 132 des zugeordneten Randabschnitts 127 in einer geneigten Stellung bezüglich der Drehachse A erstreckt, wobei entlang dieser eine Massenausgleichsschraube 145 durch Schrauben verschiebbar ist, um den dynamischen Ausgleich des Fräsers 100B durch ihre individuelle Anpassung zu ermöglichen.
Kurz auf Fig. 23 Bezug nehmend sei bemerkt, daß ein alternativer zweiteiliger Fräswerkzeughalter 100C so ausgelegt ist, daß sein Schneidkopfabschnitt 103 ein Hauptkomponentenelement 146 aufweist, das eine Vertiefung 147 in seiner unteren Fläche aufweist, in der ein Scheibenelement 148 sitzt, so daß das Hauptkomponentenelement 146 die axialen Trägerflächen 27B bildet und das Scheibenelement 148 die Basisträgerflächen 27A und die radialen Trägerflächen 27C bildet. Im Fräser 100C wirkt das Scheibenelement 148 auch als die dichtende Abdeckung 138 des unteren Kühlmittelraums 136.
Wenngleich die Erfindung mit Bezug auf eine beschränkte Anzahl von Ausführungsformen beschrieben wurde, wird verständlich sein, daß viele Abänderungen, Modifikationen und andere Anwendungen der Erfindung vorgenommen werden können bzw. denkbar sind, ohne vom Schutzumfang der Ansprüche abzuweichen. Wenn die Widerlagerflächen eines Frässchneideinsatzes beispielsweise bezüglich seiner unteren Fläche geneigt sind, erfordert eine solche Modifikation eine geeignete Anpassung der Einsatzaufnahmetaschen.

Claims

1. Fräser mit einer Drehachse (A), der einen Fräswerkzeughalter (100, 100A, 100B, 100C) zur Verwendung mit einem oder mehreren Schneideinsätzen (1), die jeweils eine vordere Schneidkante (17) aufweisen, welche von einer zugeordneten Seitenfläche (5) nach außen vorsteht, um als Planschneide bzw. Wischer zu wirken, der auf einer radialen Ebene senkrecht zur Drehachse angeordnet ist, aufweist, wobei der Fräswerkzeughalter mit einer oder mehreren Einsatzaufnahmetaschen (27) versehen ist, die jeweils eine planare Basisträgerfläche (27A), welche parallel zur Drehachse verläuft, um einen darin sitzenden Einsatz tangential zu tragen, eine axiale Trägerfläche (27B) zum axialen Tragen des Einsatzes in zwei beabstandeten axialen Kontaktbereichen und eine radiale Trägerfläche (27C) zum radialen Tragen des Einsatzes in einem einzigen radialen Kontaktbereich aufweisen, wobei die axialen Kontaktbereiche eine gedachte Linie (L&sub1;) definieren, die in einer Draufsicht des Fräsers senkrecht zur Drehachse und parallel zur vorderen Schneidkante verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Schneidkante von einer oberen Fläche (3) des Schneideinsatzes nach oben vorsteht, daß die vordere Schneidkante über eine Eckschneidkante (20) in eine seitliche Schneidkante (19) übergeht und daß die seitliche Schneidkante von einer zugeordneten kurzen Seitenfläche (9) des Schneideinsatzes nach außen vorsteht und bezüglich der unteren Fläche (4) des Schneideinsatzes geneigt ist.

2. Fräser nach Anspruch 1, wobei ein erster axialer Kontaktbereich der vorderen Schneidkante entgegengesetzt ist und ein zweiter axialer Kontaktbereich fern davon liegt.

3. Fräser nach Anspruch 1, wobei die axiale Trägerfläche planar ist.

4. Fräser nach Anspruch 3, wobei die axiale Trägerfläche senkrecht zu ihrer benachbarten Basisträgerfläche steht.

5. Fräser nach einem der Ansprüche 1-4, wobei der Fräswerkzeughalter (100B) ein Hauptkomponentenelement (110) aufweist, an das von der Rückseite ein im wesentlichen kreisförmiger Flanschring (111) angepaßt ist, so daß das Hauptkomponentenelement die Basisträgerflächen und die radialen Trägerflächen bereitstellt, während der Flanschring die axialen Trägerflächen bereitstellt.

6. Fräser nach einem der Ansprüche 1-4, wobei der Fräswerkzeughalter (100C) ein Hauptkomponentenelement (146) mit einer darin ausgebildeten Vertiefung (147) zum Aufnehmen eines Scheibenelements (148) aufweist, so daß das Hauptkomponentenelement die axialen Trägerflächen bereitstellt, während der Flanschring die Basisträgerflächen und die radialen Trägerflächen bereitstellt.

7. Fräser nach einem der Ansprüche 1-6, wobei die Einsatzaufnahmetasche dafür ausgelegt ist, einen rechteckig geformten Frässchneideinsatz mit einer vorderen Schneidkante entlang einer langen Seitenfläche aufzunehmen.

8. Frässchneideinsatz (1), welcher aufweist:

einen im wesentlichen prismatischen Körperabschnitt (2) mit einer oberen Fläche (3), einer unteren Fläche (4) und zwei Paaren (7, 8; 5, 9) benachbarter langer und kurzer Seitenflächen,

ein Paar beabstandeter koplanarer Widerlagerflächen (7A, 7B), die entlang der langen Seitenfläche (7) einer ersten der Paare benachbarter Seitenflächen und einer entlang der kurzen Seitenfläche (8) davon gebildeten planaren Widerlagerfläche (8A) ausgebildet sind,

eine Schneidecke (10A), die zwischen den Seitenflächen einer zweiten der Paare benachbarter Seitenflächen definiert ist und eine vordere Schneidkante (17) aufweist, die ihrer langen Fläche (5) zugeordnet ist und davon nach außen vorsteht,

wobei die vordere Schneidkante parallel zur planaren Widerlagerfläche verläuft,

dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Schneidkante von der oberen Fläche nach oben vorsteht, daß die vordere Schneidkante über eine Eckschneidkante (20) in eine seitliche Schneidkante (19) übergeht und daß die seitliche Schneidkante von einer kurzen Seitenfläche (9) des zweiten Paars benachbarter Seitenflächen nach außen vorsteht und bezüglich der unteren Fläche geneigt ist.

9. Fräser nach einem der Ansprüche 1-7, wobei der Fräswerkzeughalter ein Hauptkomponentenelement (110), das die Basisträgerflächen und die radialen Trägerflächen bereitstellt, und einen im wesentlichen kreisförmigen Flanschring (111), der dafür ausgelegt ist, von der Rückseite in das Hauptkomponentenelement zu passen und dadurch die axialen Trägerflächen bereitzustellen, aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Trägerflächen im wesentlichen flache, koplanare Flächen senkrecht zur Drehachse sind.