DE8124281U1 - Schaftfräser - Google Patents

Description

Schaftfräser

Die Erfindung betrifft einen nach einem besonderen Verfahren gefertigten Schaftfräser (hier und im folgenden abgekürzt für den korrekten

Ausdruck "Fräswerkzeug").

ί Schaftfräser in Form von Frei hand- oder Maschinenfräsern bestehen aus einem eigentlichen Fräskörper mit der Verzahnung oder dem Hieb und dem Schaft, der zum Einspannen in dem Antriebsmaschinenfutter dient.

Insbesondere kleine Fräser werden einstückig gefertigt, das heißt, Fräskörper und Schaft werden aus Vollmaterial gedreht oder, im Falle von Hartmetall, geschliffen. Bei zweiteiliger Ausführung gibt es die Lösung, daß der Fräskörper mit einem Lochgewinde versehen wird, in das der mit einem Bolzengewinde versehene Schaft eingeschraubt wird.

Schließlich ist es auch üblich, einen aus Hartmetall gefertigten Fräskörper an einem Schaft hart anzulöten.

Die genannten Fertigungsverfahren weisen spezifische Nachteile auf.

Die einstückige Fertigung erfordert hohen Materialaufwand und viel teure Maschinenarbeit. Die übliche Wärmebehandlung entspricht einem Kompromiß zwischen den Forderungen, die einerseits an den Fräskörper (hohe Schneidenhärte), andererseits an den Schaft (große Zähigkeit) gestellt werden.

Das Verschrauben von Fräskörper und Schaft hat insbesondere den Nachteil, daß der Rundlauf des fertigen Werkzeuges nur dann einigermaßen befriedigend ist, wenn bei der Herstellung der Gewinde seh, sorgfältig und damit teuer gearbeitet wird.

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Der Hauptnachteil der Hartlotverbindung liegt darin, daß der Schaft im Lötbereich seine Grundfestigkeit verliert und an dieser Stelle zum Bruch neigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schaftfräser zu schaffen, bei dem die Qualität der zu verbindenden Teile durch den Verbindungsarbeitsgang nicht beeinträchtigt ist.

Die gemäß der Erfindung vorgesehene Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Schutzanspruch 1; die Unteransprüche definieren vorteilhafte Weiterbildungen.

Man erkennt, daß die Verbindung durch Einspritzen einer Metallegierung sich grundsätzlich von dem bekannten Hartlöten unterscheidet. Bei letztcrem ergibt sich ein Masseschluß, das heißt, das Lot legiert mit den Trägermetallen, die hierfür relativ hoch erhitzt werden müssen und daher in ihrer Qualität verändert werden. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung hingegen ergibt sich eine formschlüssige Verbindung, die das Drehmoment zu übertragen in der Lage ist. Der Einspritzvorgang erfolgt so schnell, daß keine qualitätsmindernde Erwärmung von Schaft oder Fräskörper eintritt. Beide können daher nicht nur hinsichtlich ihrer Materialauswahl, sondern auch hinsichtlich einer etwaigen Wärmebehandlung vor dem VerbindungsVorgang optimal gestaltet werden. Andererseits ist es möglich, den VerbindungsVorgang zwischen einem fertigen Schaft und einem Fräskörper-Rohling vorzunehmen, der erst danach mit der Verzahnung versehen wird; damit erhält man gleich gute Rundlaufeigenschaften, wie bei einem einstückigen Fräser, dessen Schaft nachgeschliffen ist.

Wenn der Fräserkörper aus Hartmetall gesintert wird, resultiert wegen
der Ausnehmung - die man dann möglichst groß bemessen wird - eine nicht unbeträchtliche Einsparung an teurem Hartmetall. Aber auch bei der Schaftfertigung lassen sich in diesem Fall Einsparungen erzielen. Bei einer Hartlötverbindung nämlich war es bisher üblich, den Schaft stirnseitig an den Fräskörper anzusetzen; um eine hinreichend große

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Verbindungsflache zu erhalten, wurde hierfür der Schaft mit einem auskragenden Flansch versehen, während der größte Teil der Schaftlänge dann auf den Schaftnenndurchmesser abzudrehen war; dieser Aufwand an Zerspanungsarbeit und -material läßt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vermeiden, da es sich gezeigt hat, daß die Mitnahme- oder Momentübertragungsflächen am Schaft durchaus auf kleinerem Durchmesser liegen können als dem Nenndurchmesser des Schaftes entspricht.

Der Ablauf des Verfahrens zur Herstellung des Schaftfräsers gemäß der Erfindung wird nachstehend im einzelnen anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 stellt im Axialschnitt den Fräserkörper und den Schaft vor ihrer Verbindung dar,

Fig. 2 zeigt analog zu Fig. 1 die miteinander verbundenen Teile, und

Fig. 3 stellt analog zu Fig. 1, jedoch teilweise in Seitenansicht, den fertigen Schaftfräser dar.

Als Beispiel wurde ein einfacher Zylinderfräser gewählt, doch versteht es sich, daß unterschiedlichste Formen von Freihand- oder Maschinenfräsern erfindungsgemäß ausgebildet sein können.

Der Fräserkörper 10 in Fig. 1 ist noch ein Rohling, das heißt noch ohne Verzahnung bzw. Hieb, jedoch mit einer Sacklochausnehmung 12 versehen, so daß der Fräserkörper letztenendes topfförmig ist. In die Ausnehmung ragt der Schaft 14 mit seiner Verlängerung 16. Die Verlängerung 16 ist hier mit einer Oberflächenvergrößerung 18 als Mitnehmerelement versehen, die demgemäß mindestens in Teilbereichen unrund ist; es versteht sich aber, daß man andere unrunde Querschnittsformen je nach Fall anwenden kann, etwa Polygone, Ovale, Gewinde usw.. Entsprechendes gilt für den Querschnitt der Sacklochausnehmung 12, der hier längsgenutet ist, wie in der Zeichnung angedeutet. Die Schaftverlängerung hat im

wesentlichen gleichen Durchmesser wie der Schaft selbst, so daß man den Schaft einfach von einem beispielsweise gezogenen Rundmaterial ablängen konnte und ihn danach mit einer Kordierung versehen konnte. Demgemäß sind für die Schaftfertigung nur wenige materialsparende Arbeitsgänge erforderlich. Das Material der beiden Teile kann gleich sein, doch wird man meist unterschiedliche Materialien wählen. Hier besteht der Fräserkörper aus HSS-Stahl, bereits auf eine Härte von 64..65 HRc gehärtet, während der Schaft aus einem einfachen Stahl C 35K mit einer Mindestfestigkeit von 50 kp/mm² bestehen kann.

Die beiden Teile sind in einer (nicht dargestellten) Halterung koaxial zueinander eingespannt. In dem ebenfalls topfförmigen Hohlraum 20 wird nun eine Metallegierung eingespritzt, wofür man eine handelsübliche Spritzgußmaschine verwenden kann. Da der Fräser noch eine kreiszylindrische Außenform besitzt, ist die Abdichtung in der Einspannvorrichtung unproblematisch.

Nach dem Einspritzen der Metallegierung ergibt sich ein Formschluß zwischen der kordierten SchaftVerlängerung und dem erstarrten Metall einerseits und zwischen den Nuten im Inneren der Sacklochausnehmung 12 des hräskörpers und dem erstarrten Metall andererseits, und dieser Formschluß reicht unter den üblichen Betriebsbedingungen bei weitem aus, das Drehmoment zwischen Schaft und Fräskörper zu übertragen. Die Fig. 2 stellt den Zustand nach dem Einspritzen dar.

Der Schaft, vorzugsweise biabgezogenes und genau maßhaltiges Rundmaterial, kann nun als Einspannorgan für das Anbringen der Verzahnung auf dem Fräskörperrohling dienen mit dem Vorteil, daß Schaft und Verzahnung sehr genau zueinander zentriert sind, so daß sich ausgezeichnete Rundlaufeigenschaften ergeben.

Der fertige Fräser ist in Fig. 3 gezeigt.

Vorstehend wurde als Verbindungsmaterial zwischen Schaft und Fräskörper ausschließlich auf Metallegierungen verwiesen. Da diese aber mit den

beiden Bauteilen keine Lot- oder Schweißverbindung eingeht, sondern nur die Teile formschlüssig zusammenhält, wären andere Materialien in äquivalenter Weise benutzbar, etwa Keramiken einschließlich Hartmetall, Glasflüsse, organische Kunststoffe. Bei den erstgenannten dürfte allerdings der Nachteil des langsamen Abbindens einer rationellen Fertigung im Wege stehen, während Kunststoffe wohl meist nicht hinreichend stabil wären. Wenn jedoch bei dem einen oder anderen nichtmetallischen Material die vorgenannten Schwächen behoben würden, wären solche Materialien als Äquivalente zu den Metallegierungen anzusehen.

Claims (3)

• · ft·· SCHUTZANSPRÜCHE

1. Schaftfräser, bestehend aus einem Fräserkörper, und einem Schaft, die voneinander getrennt gefertigt und durch eine hierfür verflüssigte Metallegierung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräserkörper (10) eine schaftachsparallele Ausnehmung (12) aufweist, deren Querschnitt mindestens teilweise unrund ist, daß der Schaft (14) mit einer Verlängerung in den Fräserkörper ragt, die gegenüber der Fräserkorperausnehmung Spiel aufweist und im Querschnitt mindestens teilweise unrund ist, und daß in dem Hohlraum zwischen der Innenwandung der Ausnehmung und der Schaftverlängerung ein Zwischenkörper aus erstarrter Verbindungslegierung i

2. Schaftfräser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräserkörper und der Schaft aus unterschiedlichem Material bestehen.

3. Schaftfräser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkörper aus einer Metallegierung besteht, deren Schmelzpunkt wesentlich höher liegt als die Temperatur, die beim Arbeitseinsatz des Fräsers erreicht wird.