DE8223278U1 - Fräswerkzeug - Google Patents

Description

Fräswerkzeug

Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug mit eingesetzten Schneiden.·

Fräswerkzeuge mit eingesetzten Zähnen sind bekannt, z.B. die zur Zahnradherstellung verwendeten sog. Stollenfrä- «er. Es sind auch mit Wendeschneidplatten bestückte Fräser bekannt. Beide Ausführungen sind nur für entsprechend große Werkzeuge geeignet, da die zur Befestigung und zum Ausrichten der Einsätze bzw. Wendeschneidplatten vorgesehenen Mittel platzaufwendig sind. Auch sind solehe Werkzeuge sehr teuer.

Bei einem noch nicht zum Stand der Technik gehörenden Stirnfräser (DE-Gbm-Anmeldung G 81 30 105.7) sind ein Außen- und ein Innenteil vorgesehen, die nach Art einer Spannzange gestaltet sind, wobei in radial verlaufenden Schlitzen des Innenteiles Wendeplatten durch Aufbringen einer Axialkraft auf das Innenteil geklemmt werden. Mit dieser Ausführung können Stirnfräser mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser (2 mal Breite der Wendeschneidplatten) kostengünstig hergestellt werden. Eine Anwendung bei Fingerfräsern oder bei Profilfräsern ist - bedingt durch die Art der Klemmung bzw. durch die Form der Schneiden an den Wendeschneidplatten - nicht möglich. Zum Wechseln der Wendeschneidplatten muß der Fräser aus der Maschine ausgebaut werden. Ein weiterer Nachteil ist die begrenzte Anzahl von Schneiden, die bei den kleinstmöglichen Durchmessern vorgesehen werden können« In vielen Fällen sind nämlich mehr als vier Schneiden erwünscht, um die Fräsgeschwindigkeit zu erhöhen

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oder um bessere Oberflächen erzeugen zu können.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstig horntellbaroe Frnnworkzoug zu schaffen, das als Stirn-, Finger-, Profil- u.a. Fräser ausgeführt werden kann und das auch bei kleinen Durchmessern mit einer Vielzahl von Zähnen versehen sein kann.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Fräswerkzeug, das die Merkmale des Hauptanspruches aufweist. Ein solches Werkzeug ist in den verschiedensten Formen und auch bei kleinen Durchmessern kostengünstig herstellbar, insbesondere dann, wenn es nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5 ausgestaltet ist. Besonders vorteilhaft ist dabei die Anwendung von Sinterwerkstoff. Die heute zur Verfügung stehenden Einrichtungen erlauben eine Herstellung der Schneideinsätze mit einer derartigen Maß- und Oberflächenqualität, daß bei verschiedenen Ausführungen keine oder fast keine spanabhebende Nachbearbeitung mehr erforderlich ist.
Eine sehr einfache Art der Befestigung des Einsatzes in der Ausnehmung ist im Anspruch 6 aufgezeigt. Ein gewisser Nachteil ist darin zu sehen, daß der Einsatz, wenn die Schneiden abgenutzt und nicht nachschleifbar sind, nicht ausgetauscht, sondern zusammen mit dem Schaft weggeworfen werden muß. Gerade hier ist deshalb eine Kombination mit dem Merkmal des Anspruchs 2 vorteilhaft.

Eine Ausführung, bei der der Einsatz austauschbar ist, weist die Merkmale des Anspruchs 7 auf, für die in den Ansprüchen 8 und 9 zweckmäßige Ausgestaltungen aufgezeigt werden. Anstelle der einer Spannzange ähnlichen Klemmung kann auch eine radiale Klemmung entsprechend Anspruch 10 verwendet werden. Zur Verbesserung der Klemmwirkung und der Zentrierung ist eine Weiterbildung nach den Ansprüchen 11 und 12 zweckmäßig. Die Ausführung nach Anspruch 12 erleichtert auch das axiale Einführen des

Einsatzes in den Schaft..

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Eine andere Ausführung mit austauschbarem Einsatz weist die Merkmale des Anspruchs 13 auf. Dank der gegenüber der vorher genannten Ausführung möglichen größeren Konvisf lache wird eine sehr gute Zentrierung und ein ausgezeichneter Festsitz des Einsatzes erreicht, der nach Anspruch lk noch erhöht werden kann. Außer ihrem einfachen Aufbau bietet diese Ausführung mit ihrer von der Werkzeug-Stirnseite aus zu betätigenden Klemmeinrichtung Vorteile bei der Anwendung: der Einsatz kann ausgetauscht werden, ohne dt °, das Fräswerkzeug aus der Maschine ausgebaut werden muß. Damit entfällt ein sonst erforderliches neuerliches Einstellen des Werkzeugs, was insbesondere bei numerisch gesteuerten Maschinen vorteilhaft ist. Zur einwandfreien Mitnahme des Einsatzes, insbesondere bei hohen oder stoßartigen Beanspruchungen während des Fräsen.i ist ein zusätzlicher formschlüssiger Mitnehmer nach Anspruch 15 bei allen genannten Ausführungen

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führung eines Mitnehmers für den Einsatz nach Anspruch 13 oder I^ wird ins Anspruch 16 aufgezeigt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in den Figuren 1 bis 9 dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen Formfräser mit eingeschrumpftem Einsatz,

Fig. 2 einen Profilfräser mit einem Einsatz, der mit radialer Betätigung geklemmt ist,

Fig. 3 einen Profilfräser mit einem Einsatz, der nach Art einer Spannzange geklemmt ist,

Fig. k eine wahlweise anwendbare andere Ausführung der Klemmung in vergrößerter Darstellung,

Fig. 5 einen Stirnfräser mit einem Einsatz, der mittels eines radial angesetzten Formstückes geklemmt ist,

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Fig. 6 einen Stirnfräser mit einer den Einsatz koaxial durchdringenden Befestigungseinrichtung,

Fig. 7 den Einsatz für den Fräser nach Figur 6 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 8 den Mitnehmer für den Fräser nach Figur 6 in einer perspektivischen Ansicht,

Fig. 9 eine wahlweise anwendbare andere Ausführung des Mitnehmers für die Fräser nach Fig. 1 bis 3 5-

In Figur 1 ist ein Formfräser dargestellt, der aus einem zylinderischen Schaft 1 und einem in eine stirnseitige Ausnehmung 2 eingeschrumpften Einsatz 3 besteht. Der Einsatz 3 weist an seinem Umfang mit Schneidkanten k versehene Zähne 5 auf. Er ist mit einem Zapfen 6 versehen, der in die Ausnehmung 2 hineinragt und dessen Außendurchmesser bei Normaltemperatur größer ist als der Innendurchmesser der Ausnehmung. Zur Erhöhung der Sicherheit gegen ein Verdrehen und damit verbundenes Lösen des Einsatzes kann eine Verdrehsicherung vorgesehen sein, die in einer einfachen Form aus wenigstens einem achsparallel im Schaft 1 angeordneten Stift 7 besteht. I

In Figur 2 ist ein Profilfräser dargestellt, der aus |

einem zylinderischen Schaft 11 und einem in einer stirn- j seitigen Ausnehmung 12 durch Klemmung gehaltenen Einsatz | 13 besteht. Der Einsatz ist an seiner einen Stirnseite mit Zähnen 15 versehen, die Schneidkanten lA aufweisen. An der gegenüberliegenden Seite ist ein sich zur anderen Stirnseite hin konisch erweiternder Zapfen l6 vorhanden. Dieser ragt in die Ausnehmung 12, die nach innen entsprechend konisch erweitert ist. Die Mantelfläche

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des Zapfens l6 liegt an der Innenwand der Ausnehmung an. Der Schaft 11 weist einen von seiner Stirnseite ausgehenden Schlitz 17 auf. Die beiden den Schlitz begrenzenden Abschnitte 17', 17" können mit einer radial gerichteten Schraube 18 im Sinne einer Klemmung zusammengedrückt werden. Dabei wird der Einsatz 13 infolge der in der konischen Aufnahme entstehenden Axialkraft mit seiner Anlagefläche 19 gegen die Stirnseite 10 des Schaftes 11 gezogen. Als Beispiel für eine Verdrehsicherung zwischen Schaft 11 und Einsatz 13 ist wenigstens eine Nase 20 vorgesehen, die sich - ausgehend von der Stirnseite 10 - in axialer Richtung in eine entsprechende Ausnehmung 21 des Einsatzes 13 erstreckt.

Anstelle der Klemmkraft-Erzeugung mit der radialen Schraube 18 ist auch eine mit einem axial wirkenden Gewindering 23 möglich, wie das in Figur 3 gezeigt ist. Ein Schaft 2k ist hier mehrfach geschlitzt. Die Schlitze 25 sind von einem Ring 26 umgeben, der mit einem stirnseitigen Inhenkonus 27 an einem Außenkonus 28 des Schaftes anliegt. Wird der hinter dem Ring 26 angeordnete Gewindering verdreht, dann werden die beiden Konen 27, 28 aneinandergepreßt, der Außenkonus versucht radial nach innen auszuweichen und drückt dabei die Innenwand der Ausnehmung 12 gegen die Mantelfläche des konischen Zapfens l6 des Einsatzes 13.

Der sich zur Stirnseite hin im Durchmesser konisch erweiternde Zapfen l6 kann u.U. Probleme beim axialen Einsetzen des Einsatzes I3 mit sich bringen, die mit einem doppeltkonischen, d.h. zunächst konisch erweiterten und dann wieder konisch verjüngten, Zapfen vermieden werden können. Noch besser ist dann aber die Verwendung eines balligen Zapfens 31, wie er in Figur k gezeigt ist. Der zur Stirnseite hin verjüngte Zapfen bewirkt bei Anwendung von leichtem axialen Druck ein das Einführen in die

Ausnehmung 12 ermöglichendes Aufspreizen des geschlitzten Bereiches des Schaftes 11, 2k und die ballige Form bewirkt eine einwandfreie Anlage der Innenwand der konischen Ausnehmung 12 an der Mantelfläche des Zapfens 31·

Eine der Ausführung nach Figur 2 ähnliche, aber ein radiales Einführen des Einsatzes gestattende Ausführung ist in Figur 5 dargestellt. Ein Schaft 33 mit der konischen Ausnehmung 12 weist eine sich von der Umfangsflg^.he aus gestuft radial nach innen erstreckende Aussparung 3k auf, die nur etwa die Hälfte des die Ausnehmung 12 umgebenden Abschnittes 35 des Schaftes 33 beläßt. Ein für Stirnfräs- oder für Senkarbeiten ausgebildeter Einsatz kO kann radial in die Ausnehmung 12 eingeführt werden. Ein die Aussparung 3k fast völlig ausfüllendes Formstück 32 wird dann mit einer Schraube 36 am Schaft 33 befestigt und klemmt dabei den Einsatz kO zwischen der verbliebenen Innenwand der konischen Ausnehmung 12 und einer gleichartigen konisch erweiterten Ausnehmung des Formstücks 32. Die zur Achse 37 des Schaftes 33 geneigte Auflage 38 des Formstücks unterstützt die Anlage des Einsatzes kO mit seiner Stirnfläche 39 am Grund der Ausnehmung 12. Bei den in den Figuren 3 und k dargestellten Beispielen ist angenommen, daß die Verdrehsicherung, sofern vorhanden, nicht in der Schnittebene liegt bzw. nicht on außen sichtbar ist.

Eine weitere Ausführungsmöglichkeit für einen Fräser mit einem kraft- und/oder formschlüssig gehaltenen Schneideneinsatz ist in den Figuren 6 bis 8 dargestellt, ebenfalls als Stirnfräser, Senker od. dgl.. Ein Schaft kl weist an einer Stirnseite eine konzentrische, sich konisch nach innen verjüngende Ausnehmung k2 auf, an die sich eine Gewindebohrung kj.anschließt. In das Gewinde ist ein zwei Nasen kk aufweisender Mitnehmer k5 eingeschraubt; er sitzt auf einer Ringfläche k6 am Ende der

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Ausnehmung 42 auf. In der Ausnehmung 42 ist ein Einsatz 47 angeordnet mit Schneidkanten 48 aufweisenden Zähnen 49 und mit einer konischen Mantelfläche 50, die an der Innenwand der Ausnehmung anliegt. Mit einer Zentralschraube 51, die in den Mitnehmer 45 eingeschraubt ist, wird der Einsatz 47 axial gehalten bzw. in dem Kegelsitz geklemmt. Zum Verhindern eines Verdrehens greifen die Nasen 44 des Mitnehmers 45 in entsprechende Schlitze 52 des Einsatzes 47. Anstelle des Mitnehmers 45 kann zur Verdrehsicherung die Mantelfläche 50 und/oder d~e Innenwand der Ausnehmung 42 längsgeriffelt sein. Beim Anziehen der Zentralschraube 51&igr; die dann unmittelbar in den Schaft eingeschraubt ist, gräbt sich die Riffelung in das Gegenstück ein.

Der Schaft 4l ist noch mit einer weiteren konzentrischen Gewindebohrung 54 versehen, die eine Schraube 55 aufnimmt, deren Kopf 56 als Anschlag beim Einstellen des Fräsers dient. Damit die so einmal eingestellte Gesamtlänge nicht ungewollt verändert wird ist eine Sicherungsmutter 57 vorgesehen.

Der Einsatz 47 ist, ebenso wie die vorher beschriebenen Einsätze 3, 13, 40, weitestgehend durch spanlose Verformung hergestellt. Ein gut geeignetes Verfahren dafür ist das Sintern von Hartmetall od. ähnlichen geeigneten Werkstoffen. Je nach den gestellten Genauigkeitsanforderungen brauchen dann anschließend garkeine oder nur ganz wenige Stellen spanabhebend, d.h. durch Schleifen, nachbearbeitet zu werden. Diese in der Figur 7 gezeigten Stellen sind die Schneidkan+.ei* 60, ein abweichend vom Sinterteil ovtl. erforderlicher Stirar.rinkel 6l sowie die Mantelfläche 50. Damit sind die Einsätze billig in der Herstellung und können als Wegwerffräser bezeichnet werden.

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Die Ausbildung der Fräser und ihrer Schneiden ist nicht auf die gezeichneten Formen beschränkt, es sind vielmehr beliebige Formen möglich. Auch mit den Verdreheichcrungon verhnlt es «ich so, für die in Figur 9 noch eine Ausführung angegeben ist. Die am Schaft oder am Einsatz vorhandenen kreuzartig angeordneten Rippen 62, ' die auch einen anderen Querschnitt aufweisen können, ragen in entsprechende Nuten im Gegenstück. Die in Figur 6 gezeigte Einstellschraube 55 kann ohne weiteres auch bei den anderen Ausführungen vorgesehen werden.

Claims (16)

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1) Fräswerkzeug mit eingesetzten Schneiden, dadurch gekennzeichnet , daß ein zumindest im wesentlichen als Rotationskörper ausgebildeter, eine Vielzahl von Schneiden aufweisender Einsatz in einer zentrischen st irn se it. ig en Ausnehmung eines in einer Spanneinrichtung einspannbaren Schaftes aufgenommen und forra- und/oder kraftschlüssig zentrierend gehalten ist.

2) Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch ,gekennzeichnet, daß der Einsatz aus einem Material mit gegenüber dem des' Schaftes höherer Festigkeit besteht.

3) Fräswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz durch spanlose Formgebung hergestellt ist.

k) Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis j, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz aus einem Sinterwerkstoff besteht.

5) Fräswerkzeug nach Anspruch 3 oder k, dadurch gekennzeichnet , daß die Schneidkanten und ggf. deren Stirnwinkel sowie eine ggf. vorhandene Zentrierfläche spanabhebend bearbeitet bzw. erzeugt sind.

6) Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5t dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz in die Ausnehmung eingeschrumpft ist (Figur l).

7) Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft, ausgehend von

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der die Ausnehmung aufweisenden Stirnseite, wenigstens einen durchgehenden Schlitz aufweist und der Einsatz in der Ausnehmung zwischen den den Schlitz bzw. die Schlitze begrenzenden Abschnitten des Schaftes durch von außen betätigbare Mittel festgeklemmt ist.

8) Fräswerkzeug nach Anspruch 7, dessen Schaft einen durchgehenden Schlitz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die "beiden den SchJ.itz begrenzenden Ab- schnitte des Schaftes durch eine senkrecht zum Schlitz angeordnete Schraube zusammenspannbar sind» (Figur 2)

9) Fräswerkzeug nach Anspruch 7, dessen Schaft einen oder mehrere durchgehende Schlitze aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlitzte Teil des Schaftes einen Außenkonus aufweist, an dem ein Innenkonus eines den Schaft umgebenden axial bewegbaren und festlegbaren Ringes anliegt. (Figur 3)

10) Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche i bis 5t dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft eine sich von der Peripherie radial nach innen erstreckende, örtlich in die Ausnehmung übergehende Aussparung aufweist, in die ein entsprechendes, mittels wenigstens einer radial gerichteten Schraube befestigtes Formstück eingebracht ist, wobei der Einsatz zwischen dem Formstück und dem gegenüberliegenden Abschnitt des Schaftes festgeklemmt ist. (Figur 5)

11) Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 7 his 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmung aus- gehend von der Stirnseite des Schaftes nach innen konisch erweitert und daß der Einsatz eine dieser Erweiterung entsprechende konische Mantelfläche aufweist.

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12) Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmung ausgehend von der Stirnseite des Schaftes nach innen konisch erweitert und daß der Einsatz eine ballige

Mantelfläche aufweist, die an der konischen Erweiterung der Ausnehmung anliegt. (Figur k)

13) Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einsatz zu seiner den Schneiden gegenüberliegenden Seite hin konisch

verjüngt, daß die Ausnehmung entsprechend konisch \

geformt ist und daß der Einsatz mittels eines den j

Einsatz koaxial durchdringenden, eine Axialkraft auf- j

bringenden Elementes im Schaft befestigt ist. (Fig.6) j

14) Fräswerkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich- f IS net, daß der Konus des Einsatzes und/oder der ent- jj

sprechende Konus der Ausnehmung längsgerifielt ist. |

15) Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 13» da- * durch gekennzeichnet, daß wenigstens ein vom Schaft , oder vom Einsatz ausgehender Vorsprung mit einer >

entsprechenden Ausnehmung des jeweils anderen Teils \

korrespondiert. \

16) Fräswerkzeug nach Anspruch I3 und I5, dadurch ge- \

kennzeichnet, daß konzentrisch zur Ausnehmung in den |

Schaft ein Mitnehmer eingeschraubt ist, der den \

wenigstens einen Vorsprung oder die wenigstens eine ^

Ausnehmung aufweist, der bzw. die mit wenigstens |;

einer Ausnehmung bzw. einem Vorsprung am Einsatz &idigr;

korrespondiert. (Fig.8) \