-
Schaftfräser Die Erfindung betrifft einen Schaftfräser, der insbesondere
für Schrupparbeiten Verwendung findet.
-
Die Frästechnik macht bis heute hinsichtlich der Formgebung im allgemeinen
keine genaue Unterscheidung zwischen Schaftfräser für Schrupp- und solchen für Schlichtarbeiten.
Man findet h#ierüb-er auch in der Literatur nur Bernerkungen wie: »Bei sonst gleicher
Ausführung« wählt man, wenn überhaupt zum Schruppen und Schlichten verschiedene
Fräser verwendet wer-den, für den Schlichtfräser eine kleinere Zalinteilun,01
, als für den Schruppfräser. Die Folge davon ist, daß die bekannten Fräserformen
in vielen Fällen größeren Kräftebeanspruchungen und der Forderung nach einwand,-freier
Spanabführung wie sie beim Schruppen Z#,' auftreten, nicht genügen. Nun hat aber
in den letzten Jahren z. B. die Spritztechnik und mit ihr die Herstellung
von Spritzgußformen durch Fräsen aus vollem, hartem und zähem Werkstoff einen solchen
Aufschwung genommen, daß zur Herstellung der dazu erforderlichen Ausnehmungen dem
Schaftfräser mehr als bisher Schrupparbeit aufgebürdet werden muß, Hierzu sind aber
die Schaftfräser der bekannten Art wegen ihres raschen Verschleißes und -wegen der
mangelhaften Spanabführung nicht geeignet.
-
Die Ursache des raschen Verbrauchs ist folgende: Beim Fräsen von Ausnehmungen
aus dem Vollen wird der Schaftfräser stufenweise jeweils um das Maß der Frästiefe
in einem vorgebohrten Loch angestellt, um sodann den rechtwinklig zu seiner
Längsachse
gerichteten Vorschub zu erhalten. Beim Schruppen wird zur Verhütung des Ausbrechens
der Zähne oder gar des Abbrechens des Schaftes nur eine- verhältnismäßig geringe
Frästiefe, dafüraber ein großer Vorschub gewählt, wodurch zwar schmale, aber dafür
um sodickere Späne entstehen. Die geringe Frästiefe bringt es mit sich, daß von
den ihrer ganzen Länge nach scharf geschliffenen Schneidkanten der Mantelverzahnung
nur wenige Millimeter am vorderen Ende des Fräsers zum An, griff kommen. Ist aber
dieses kleine, benutzte Schneidenstück stumpf, so müssen die Schneiden ihr-er ganzen
Länge nach wieder geschliffen werden, d. h. -auch ihr nicht benutzter Teil,
obwohl dieser scharf geblieben ist. Hierdurch nehmen die Zähne auf ihrer- ganzen
Länge rasch an Höhe ab, sodaß der Fräser bald unbrauchbar wird. Somit ist die Länge
der Zähne nicht wirtschaftlich ausgenutzt und der größte Teil der Schleifarbeit
umsonst.
-
Die ungenügende Spanabführung beim Schruppen mit Schaftfräsern bekannter
Art hat ihren Grund darin, daß die gleichmäßig bis zur Stirnfläche des Fräsers durchgeführte
Form des Nutenquerschnittes mit Rücksicht auf die Erhaltung eines kräftigen Schaftes
und eines möglichst starken Zahnes insbesondere an der Spitze, an der die Mantel-
und Stirnverzalmungen zusammenstoßen, zu wenig tief und zu eng für die Ableitung
der gerade beim Schruppen entstehenden, größeren Spanmengen gehalten ist. Man hat
bei der Bemessung des Zahnes vielleicht zu viel Wert auf die in Wirklichkeit geringe
schneidende Tätigkeit der Stirnverzahnung gelegt und daher, um auch hier einen möglichst
starken Zahn zu habeni den spitzwinkligen und somit engen Nutenquerschnitt in dieser
für die Spanabführung nachteiligen Form bis ans Stiriiende 4es Fräsers beibehalten.
Aber geradt beim Schruppen, fällt die stirnseitige,Schneidtätigkeit des Schaftfräsers,
da er vom vorgebohrten Loch aus seine seitliche Schneidtätigkeit beginnt, so gut
wie ganz weg.
-
Das Neue 'besteht darin, daß die Spiralnuten nach .der Stirnseite
des Schaftfräsers hin je eine Erweiterung aufweisen. Die Form derselben richtet
sich u. a. nach dem Spanwinkel, den die Mantelverzahnung erhalten soll, ferner nach
dem zu fräsenden Werkstoff und- der Menge der beim Schruppen abzuführenden Frässpäne.
Sie kann sich mehr oder weniger stark quer zur Spiralnut, also zwischen dem Zahnrücken
und,der Zahnbrust zweier benachbarter Mantelzähne, oder in radialer Richtung, -also
nach dem Kern -,des Fräsers zu, oder nach diesen bei,den genannten Richtungen hin
ausdehnen.
-
Ein Ausführungsbeispiel eines das Erfindungsmerkmal aufweisenden,
Schaftfräsers ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i die Ansicht
des neuen Schaftfräsers, Abb.:2 seine Stirna-nsicht, Abb- 3 eine schematische
Ansicht des vorderen Endes 4es Fräserschaftes mit angesetzten Schleifkörpern, Abb-
4 die Ansicht des vorderen Schaftendes beim Fräsen, Abb. 5 und
6 die Ansicht des vorderen Endes je
.eines Fräsers mit nach hinten
bzw. nach vorn verjüngtem Schaft.
-
Der Fräserschaft i besitzt Spiralnuten:2, durch welche die Zahnbrust
3 und der Zahnrücken 4 der Mantelverzahnung gebildet wer-den. Der Zahnrücken
4 -ist entlang seiner äußeren Zone 5 hinterdreht oder hinterfräst. je -ein..-
Zahnbrust 3 und ein ZahntÜrken 4, 5 bilden* eine Spiralkante
6. Gemäß der Erfindung weist jede Spiralnut 2 nach der Stirnseite
7 des Fräsers hin eine Erweiterung 8
auf, die durch Anschleifen mittels
eines, Schleifkörpers 9 bzw. io erhalten wird. Diese Erweiterung erstreckt
sich in den Zahnrücken 4 und- in die Zahnbrust 3 zweier benachbarter Mantelzähne
und außerdem insbesondere nach der Stirnseite 7 hin auch in den Kern des
Fräsers (Abb. 3), also in radialer Richtung. Durch die Neigung der Schleifkörpermantellinie
in bezug auf die Fräserachse, ferner durch den Durchmesser des Schleifkörpers und
,durch die Gestalt des letzteren wird die Form der Erweiterung 8 bestimmt.
Dadurch, daß sie die Zahtihrtist 3 anschneidet und an dieser die Schneidbrustfläche
ii bildet, entstehen die Schneidkanten L2 Und 13 der Stirn- und Mantelverzahnung.
Auf diese Weise ist die Form der Erweiterung 8 auch maßgebend für die Größe
der Spanwinkel y und y,
der Stirn- und Mantelzähne. Der Spanwinkel
y der Stirnzähne ist beim gezeichneten, Ausführungsbeispiel negativ, was
insofern ohne Bedeutung ist, als keinerlei Wert darauf zu legen ist, daß die Stirnzähne
bei einem ausgesprochenen Schruppfräser schneiden. Bei entsprechender Wahl Üer Schleifkörperform
'bzw. Ader Stellung des Schleifkörpers könnte jedoch auch ein positiver Spanwinkel
für die Stirnverzahnung erreicht werden. Die Mantelzähne hingegen weisen in jedem
Fall einen positiven, für den jeweiligenWerkstoff günstig gewählten Spanwinkely:,
auf. Entlang der alleinigen Schneidkante 13 des Schruppfräsers muß natürlich eine
hervorragende Schneidtätigkeit stattfinden. Die Schneidhante 13 ist nur wenige Millimeter
lang. Ihr An- und Nachschleifen geschieht immer von neuem mittels des Schleifkörpers
9 oder io .derart, daß mit der Zeit die Erweiterung 8 entlang der
Spiralnut nach hinten -wandert. Auf diese Weise wird der Schaftfräser bis zum hintersten
Ende der SpiraInuten, aufgebraucht, besitzt also bei gleichbleibendem Durchmesser
eine vielfach längere Lebensdauer als die schnell in der ganzen Länge heruntergeschliffenen,
bekannten Fräser,dieser Art.
-
Das An- und Nachschleifen der Erweiterungen 8
geschieht in einfachster
Weise bei in den Schraubstock eingespanntein Schaftfräser mit einer kleinen Handschleifinaschine,
auf deren Spindel,der Schleifkörper 9 bzw. io aufgesteckt wird.
-
Wird, wie beim gezeichneten Ausführungsbeispiel, der spiralförmige
Mantelzahn hinterdreht oder hinterfräst, so fällt beim Anschleifen der Erweiterung
8 jeweils nur noch der hinterste Punkt 14 der Schneidkante 13 auf die Spiralkante
6, d. h. auf den äußersten Umfang des Schaftfräsers, alle übrigen, weiter
nach der Stirnseite des Fräsers hin
liegenden Punkte,der Schn-eidkante
13 liegen näher nach der Fräserachse hin. Daher ist die Schneidkante 13 unter
dem Winkel x gegen die Fräserachse geneigt (Abb. 4). Das Schruppen vollzieht
sich somit unter einem schrägen, sogenannten Schneideneinstellwinkel x, wie
er beim Schruppen durch Drehen bezeichnet wird. Bekanntlich ist es beim Schruppen
erwünscht, daß die Hauptschneide, im vorliegenden Falle also die Schneidkante 13,
nicht rechtwinklig, sondern schräg zur Vorschubrichtung A (Abb. 4) verläuft. Es
ist aber innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung auch möglich, den Winkel
x = o' werden zu lassen, in-dem man den die Spiralnuten trag-enden Teil des
Schaftes um das Maß des Winkels x nach hinten verjüngt, wie Abb. 6 zeigt.
Dadurch wird die Schneidkante 13 beim Anschleifen der Erweiterung
8 achsparaltel zum Schaft. Es ist ferner möglich, der Schneidkante 13 eine
Schräge zu geben, die noch größer ist als die in Abb. i und 4 dargestellte. Zu diesem
Zweck ist es, wie Abb. 6 zeigt, nur erforderlich, den die Spiralmiten tragenden
Teil des Schaftes um ein der gewünschten Schräge der Schn-Cidkante 13 entsprechendes
Maß nach vorn zu verjüngen. Der Winkel x, wird dann beim Anschleifen der
Erweiterung 8 -rößer als der Winkel x.
-
In Abh. 4 ist die Anwendung des neuen Schaftfräsers beispielsweise
gezeigt. Das Werkstück 15, das eine Ausnehmung erhalten soll, wird angebohrt. Das
Anstellen des Fräsers zum Schruppen erfolgt stets vom Loch 16 aus, und zwar jeweils
um die Frästiefe a" die nur wenige Millimeter beträgt und etwas kleiner ist als
die Länge der beim Anschleifen der Erweiterung8 entstehenden Schneidkante
13.
Da, beim Schruppen ein Span, der breiter ist als die Länge der Schneidkante
13, nicht gewünscht wird, genügt es vollauf, wenn von der Mantelverzahnung
jeweils nur das kurze StÜck 13 als scharfe Schneidkante ausgebildet ist. Dafür erfolgt
nach jeder neuen Anstellung des Fräsers um die Frästiefe a ein großer Vorschub in
Richtung A, so
daß wirtschaftliche Schrupparbeit geleistet wird.
Dabei entsteht ein erheblicher Anfall dicker Späne, die, aber durch die 'großen
Erweiterungen 8 ohne jede Stockung oder Zermahlting abgeführt werden. Hat
die Ausnehmung des Werkstücks nahezu die erforderliche Ausdehnung und, Tiefe erreicht,
so erfolgt das Schlichten unter Abnahme feinster Späne mit Hilfe eines Schaftfräsers
bekannter Art, dessen Mantelverzahnung auf der ganzen Länge scharf geschliffen ist
und auch an der Stirnseite etwas schneidet.