DE7705745U1

DE7705745U1 - Fraeser, insbesondere konturenfraeser

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Publication number: DE7705745U1
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Authority: DE
Original assignee: Hawera Probst GmbH
Current assignee: Robert Bosch Power Tools GmbH
Priority date: 1977-02-25
Filing date: 1977-02-25
Publication date: 1977-06-02
Also published as: US4174915A; JPS53106983A; GB1567885A; CH628269A5

Description

7 Stuttgart N, Menzelstraße 40 ■'.,'>

Dipl.-Ing. Waiter Jaeklsch

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HAWERA Probst GmbH + Co. A 35 6l9-scho Schützenstraße 77

24. Feb. 1977

7980 Ravensburg

Präser, insbesondere Konturenfräser

Die Neuerung betrifft einen Präser, insbesondere einen Konturenfräser, mit λ spiralförmig um die Achse des Präskörpers angeordneten einzelnen Schneidelementen, die in Umfangsrichtung des Fräskörpers durch Spannuten voneinander getrennt sind, die wendelförmig um die Achse des Präskörpers verlaufen.

Derartige Konturenfräser werden hauptsächlich zur Bearbeitung

von Elektronik-Leiterplatten eingesetzt, und zwar zur Fertig-

Außenstellung der /kanten und zum Fräsen von Montageöffnungen. Die Leiterplatten bestehen in der Regel aus Epoxyd-Glasgewebe, Polyester-Glasgewebe., oder aus Phenolharzpapier. Vor allem

Leiterplatten aus Epoxyd-Glasgewebe und Polyester-Glasgewebe stellen höchste Anforderungen an den Konturenfräser. Die Glasgewebe der Leiterplatten belasten die Schneidelemente bzw. die Fräserschneiden schnittkraftmäßig äußerst stark. Darüber hinaus wirkt das Glasgewebe enorm verschleißend auf die Fräserschneiden. Die Harze der Leiterplatten sind ein relativ weicher Werkstoff und erzeugen bei Zerspanungsvorgängen mehr Reibungswärme als härtere Werkstoffe. Die Wärmeentwicklung muß durch entsprechendeSchneidengestaltung möglichst klein gehalten werden. Andererseits soll aber der Konturenfräser so beschaffen sein, daß auch bei hohen Vorschüben gearbeitet werden kann. Die Schneiden müssen also hoch belastbar sein. _-2_

Ein bekannter Konturenfräser der eingangs erwähnten Art hat kleine spitze Schneidelemente, die pyramidenförmig ausgebildet sind und gleichmäßig über die Mantelfläche des Fräskörpers verteilt sind. Derartige Präser sind unter der Bezeichnung "Diämantverzahnung" bekannt. Die einzelnen pyramidenförmigen Schneide Danente sind durch einander kreuzende, gleich tiefe Spannuten voneinander getrennt, die in entgegengesetzten Steigungen wendelförmig um die Achse des Fräskörpers verlaufen. Der Teilungsmodul dieser Spannuten liegt zwischen sechs und 1Ί, je nach erforderlicher Oberflächengüte des zu bearbeitenden Werkstückes.

Die spitzen der kleinen Schneidelemente brechen bei entsprechender Belastung leicht ab. Insbesondere aber verschleißen sie rasch in dem abrasiven Werkstoff der Leiterplatten. Der Fräser schneidet daher schlecht, erzeugt viel Wärme, setzt sich mit aufschmelzenden Harzen zu und bricht. Außerdem hemmen die einander kreuzenden Spannuten das Abfließen des Spangutes während des Präsens. Infolge des schnellen Schneidspitzenverschleißes bekommt der Fräser einen kleineren Wirkdurchmesser, der von dem programmierten Wert der automatischen Fräsmaschine, in die der Fräser üblicherweise eingesetzt ist, abweicht. Es ergeben sich dann Werkstückmaße außerhalb der zulässigen Toleranzen.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Präser der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß die Schneidelemente nur wenig verschleißen und daß das Spangut rasch von der Bearbeitungsstelle abgeführt wird.

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Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß sämtliche Spannuten gleichsinnig wendelförmig um die Achse des Präskörpers verlaufen, daß vom Präskörper Stege abstehen, die gleichsinnig wendelförmig um die Achse des Präskörpers verlaufen und durch die Spannuten voneinander getrennt sind, und daß längs der oberen, auf einem gemeinsamen Zylindermantel liegenden Stegränder Vertiefungen vorgesehen sind, zwischen denen die Stegabschnitte die einzelnen Schneidelemente bilden.

\ Die gleichsinnig um die Achse des Fräskörpers wendelförmig ver-

laufenden Spannuten fördern den Spanfluß, so daß der Präser '^; nicht durch Späne zugesetzt wird. Das Spangut wird in den einzelnen Spannuten ungehindert von der Bearbeitungsstelle weggeführt. Die zwischen den Vertiefungen der Stege liegenden Schneidelemente sind entsprechend dem Abstand zwischen benachbarten Vertiefungen verhältnismäßig breit, so daß breite Schneiden gebildet sind, die nur wenig verschleißen. Dadurch wird der Wirkdurchmesser des neuerungsgemäßen Fräsers praktisch nicht verringert, so daß die Werkstückmaße stets innerhalb der zulässigen Toleranzen liegen. Infolge der Vertiefungen zwischen den Schneidelementen wird die Wärmeentwicklung des Fräsers auf ein Minimum verringert. Dadurch wird ebenfalls der Verschleiß des Fräsers erheblich herabgesetzt, so daß die Standzeit des Fräsers im Vergleich zu den bekannten diamantverzahnten Präsern erheblich gesteigert wird. Mit dem neuerungsgemäßen Präser lassen sich ohne Schwierigkeiten Leiterplatten aus Epoxyd-Glasgewebe und Polyester-Glasgewebe bearbeiten. Die Schneidelemente sind hoch belastbar, so daß bei hohen Vorschüben gearbeitet werden kann.

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Weitere Merkmale der Neuerung ergeben sich aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung.

Die Neuerung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Pig, 1 in Ansicht einen neuerungsgemäßen Präser₃ Fig. 2 in vergrößerter Darstellung eine Draufsicht auf den Präser gemäß Fig. 1,

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung eine Seitenansicht eines Steges des Präsers gemäß Fig. 1.

Der in der Zeichnung dargestellte Fräser ist ein Konturenfräser, der aus Hartmetall besteht und einen Schaft 1 und einen Fräskörper 2 aufweist. Auf dem Fräskörper 2 sind gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Stege 3 vorgesehen, die bis zur Stirnfläche 4 des Fräsers verlaufen und gleiche Länge haben. Die Stege 3 verbreitern sich in ihrer von der Stirnfläche 4 abgewandten Hälfte in Richtung auf den Schaft 1. Die Stege 3 verlaufen gleichsinnig wendelförmig um die Achse 5 des Fräskörpers 2. Vorteilhaft liegen die Stege 3 parallel zueinander. Die Stege können je nach Einsatzbedingungen rechts oder links um die Achse 5 wendelförmig verlaufen.

Die Stege 3 sind durch Spannuten 6 voneinander getrennt, die entsprechend ,den Stegen 3 gleichsinnig wendelförmig um die Achse 5 des Fräskörpers 2 verlaufen und jeweils gleich ausgebildet sind. Der Spiralwinkel JT liegt im Bereich zwischen

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etwa 15° bis 20°, vorzugsweise bei 17°. Dadurch wird da$ Spangut rasch von der Bearbeitungsstelle abgeführt. Da die Spännu*· ten 6 parallel zueinander verlaufen, also nicht einander kreuzen» ist ein einwandfreier Spanabfluß sichergestellt, so daß sich der Fräser nicht mit Spangut .zusetzen kann. Eine optimale Schnittgeschwindigkeit liegt bei 250 bis 350 m/min., bei der aas Spangut einwandfrei weggeführt wird.

Die Stege 3 verjüngen sich in Richtung auf ihr freies Ende (Fig. 2), und ihr äußerer Rand 7 liegt über die ganze Länge der Stege 3 auf dem Mantel 8 eines gedachten Zylinders. Wie Fig. 3 zeigt, haben die Stege nahezu über ihre gesamte Länge gleiche Höhe.

Längs des äußeren Randes 7 der Stege 3 sind vorzugsweise in gleichen Abständen muldenförmige Vertiefungen 9 vorgesehen, die, quer zum Steg 3 gesehen, kreisbogenförmiges Profil haben (Fig. 3)* Dadurch werden Kerbwirkungen im Bereich der Vertiefungen 9 vermieden. Die Vertiefungen verringern die Wärmeentwicklung des Fräsers während des Arbeitens auf ein Minimum, wodurch der Verschleiß erheblich vermindert wird. Da die Vertiefungen in vorteilhafter Weise längs der Stege 3 in gleichen Abständen angeordnet und gleich ausgebildet sind, werden örtliche stärkere Wärmeentwicklungen vermieden.

Die Höhe 10 der Vertiefungen 9 beträgt höchstens die halbe Tiefe 11 der Spannuten 6. Dadurch haben die Stege trotz der Vertiefungen noch eine ausreichende Festigkeit. Die Abstände 12 zwischen benachbarten Vertiefungen 9 des Steges 3 können 1 mm oder weniger betragen.

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Die »wischen de« Vertiefungen 9 jedes Steges 3 verbleibenden Abschnitte 13 bilden die Schneidelemente des Fräsers. Die Länge 14 der Schneidelemente 13 beträgt etwa 2/3 des Abstandes 12 zwischen benachbarten Vertiefungen 9· Die Schneidelemente laufen nicht spitz aus wie bei bekannten Fräsern, sondern haben eine der Länge der Schneidelemente entsprechende Schneide 15.

Die Schneide 15 wird durch die Schnittkante einer Brustfläche 16 und einer Umlauffase 17 gebildet. Die Brustflächen 16 der Schneidelemente 13 verlaufen etwa radial zum Fräskörper 2 und schließen spitzwinklig an die zugehörige Umlauffase 17 an. Der Winkel jij zwischen der Umlauffase 17 und der zugehörigen Brustfläche 16 beträgt vorzugsweise 83°. Die Umlauffäsen der Schneidelemente 13 liegen auf dem Mantel 8 des gedachten Zylinders, infolge der Umlauffase 17 haben die Schneidelemente 13 im Bereich der Schneiden eine verhältnismäßig große Breite, so daß die Schneidelemente die Belastung beim Durchtrennen des Glasgewebes von Leiterplatten ohne Schaden aushalten. Außerdem wirkt die Anordnung der Umlauffase 17 einer Verringerung des Wirkdurchmessers des Säsers entgegen, so daß auch noch nach längerer Einsatzdauer des Fräsers die zulässigen Toleranzen beim Fräsen eingehalten werden. Die Breite 18 der Umlauffase 17, im Drehsinn des Fräsers gemessen, ist sehr klein und liegt zwischen etwa 0,005 nun und 0,03 nun. Infolge der Umlauffäsen, die im Drehsinn des Fräsers nach hinten an die Brustfläche 16 anschließen, wird sichergestellt, daß die Schneideleiaente 13 beim Fräsen nicht abbrechen, so daß eine gleichbleibende Schnittquälität gewährleistet ist.

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Die Brustfläche 16 bildet die im Drehsinn des Fräsers rückwärtige Begrenzungsfläche der Spannut 6 sowie die eine Seitenfläche des Steges 3. Die Brustfläche 16 gesht stetig in einen kreisbögenförmig verlaufenden Boetenabschnitt 19 der Spannut 6 über, der ir Drehsinn des Präsers nach vorn stetig in eine entgegengesetzt gekrümmte, größeren Krümmungsradius aufweisende Führungsfläche 20 der Spannut 6 übergeht. Der in bzeug auf die Achse 5 konkav gekrümmte Bodenabschnitt 19 bildet die tiefste Stelle der Spannut 6. Die tiefste Stelle der Spannut 6 liegt, in Umfangsrichtung des Fräskörpers 2 gemessen, näher bei der Brustfläche 16 als bei der Umlauf-fase 17 des im Drehsinn folgenden Schneidelementes 13 (Fig. 2). Die Führungsfläche 20 schließt stumpfwinklig an die Umlauf-fase 17 des im Drehsinn des Fräsers jeweils vorderen Schneidelementes 13 an. Die Führungsfläche 20 ist verhältnismäßig breit, so daß das Spangut bei seinem Transport in Richtung auf den Schaft 1 längs der Führungsfläche sicher geführt wird.

Die Tiefe der Spannut 6 ist geringer als der Abstand der tiefsten Stile der Spannut 6 von der Achse 5, so daß der Fräser eine ausreichend hohe Festigkeit hat.

Die in Umfangsrichtung des Fräskörpers 2 benachbarten Vertiefungen 9 liegen in Längsrichtung der Stege 3 versetzt zueinander und sind entgegengesetzt zu den Stegen steigend angeordnet. Dadurch werden bei der Rotation des Fräsers die Stellen des zu bearbeitenden Werkstückes, die im Bereich der Vertiefungen 9 liegen, von den Schneidelementen 13 der nachfolgenden Stege 9 bearbeitet, so daß am Werkstück eine vollkommen ebene Fläche erreicht wird.

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Infolge der beschriebenen Schneidengeometrie ist der doppelte Standweg im Vergleich zur Diamantversahnung der bekannten Fräser zu erreichen. Der günstige Spanfluß des Präsers erlaubt eine Vorschub stellung bis zu l60 % im Vergleich mit einem diamantverzahnten bekannten Fräser bei gleicher Schnittqualität. Dadurch wird die Einwirkzeit auf das Werkstück ex-heblich verringert, so daß sich höhere Produktivitäten erreichen lassen.

Der Fräser kann auch bei Schnittgeschwindigkeiten unter 280 m/ min. Schrupp- und Schlichtarbeiten einwandfrei ausführen.

Claims

1. Fräser, insbesondere Konturenfräser, mit wendelförmig um die Achse des Fräskörpers angeordneten einzelnen Schneidelementen, die in ümfangsrichtung des Fräskörpers durch Spannuten voneinander getrennt sind, die wendelförmig um die Achse des Fräskörpers verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Spannuten (6) gleichsinnig wendelförmig um die Achse (5) des Fräskörpers (2) verlaufen, daß vom Fräskörper (2) Stege (3) abstehen, die gleichsinnig wendelförmig um die Achse (5) des Fräskörpers (2) verlaufen und durch die Spannuten (6) voneinander getrennt sind, und daß längs der äußeren, auf einem gemeinsamen Zylindermantel (8) liegenden Stegränder (7) Vertiefungen (9) vorgesehen sind, zwischen/die Stegabschnitte (13) die einzelnen Schneidelemente bilden.

2. Fräser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (13) eine einen kleinen Winkel mit einer Radialebene des Fräskörpers (2) einschließende Brustfläche (16) aufweisen, die an eine Umlaufrfase (17) anschließt, und daß die Umlauf-fasen der Schneidelemente (13) auf dem gemeinsamen Zylindermantel (8) liegen.

3. Fräser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brustfläche (16) und die Umlauf-fase (17) de3 Schneidelementes (13) einen spitzen Winkel ( (2> ) miteinander einschließen, der vorzugsweise 83° beträgt.

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4. Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Spiralwinkel ( 2Γ ) im Bereich zwischen etwa 15° und 20° liegt, vorzugsweise 17° beträgt.

dadurch gekennzeich-

vorzugsweise , net, daß die Vertiefungen (9) quer zum Steg (3) gesehen,/ kreis-

5. Präser nrch einem der Ansprüche 1 bis Ί, net, daß die Vertiefungen
bogenförmiges Profil haben

6. Präser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (D der Vertiefungen (9) höchstens der halben Tiefe (H) der Spannuten (6) entspricht.

7. Präser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (12) zwischen den Vertiefungen (9) längs des Steges (3) höchstens etwa 1 mm beträgt.

8. Präser nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die längs des Steges (3) gemessene Breite (I¹I) des Schneidelementes (13) etwa 2/3 des Abstandes (12) zwischen den Vertiefungen (9) beträgt.

9. Präser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in Umfangsriehtung des Präskörpers (2) benachbarten Vertiefungen (9) in Längsrichtung der Stege (3) versetzt zueinander liegen.

10. Präser nach Anspruch 9₉ dadurch gekennzeichnet, daß die in Umfangsriehtung des Präskörpers (2) benachbarten Vertiefungen (9) entgegengesetzt zu den Stegen (3) steigend angeordnet sind.

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11. Präser nach einem der Ansprüche 1 bis 1O₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Brustfläche (16) stetig in einen kreisbogenförmig verlaufenden Bodenabschnitt (19) der Spannut (6) übergeht, der im Drehsinn des Präsers nach vorn stetig in eine entgegengesetzt gekrümmte, größeren Krümmungsradius aufweisende Führungsfläche (20) der Spannut übergeht.

12. Präser nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (20) stumpfwinklig an die Umlauf-fase (17) des im Drehsinn des Fräsers jeweils vorderen Schneidelementes (13) anschließt.

13. Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (18) der Umlauf-fase (17) zwischen etwa 0,005min und 0,03 mm liegt.