DE8908183U1 - Fräser - Google Patents

Fräser

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Description

Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Fräser zur Herstellung von kreisrunden Ausnehmungen, insbesondere wahlweise auch Passungen, Sacklochausnehmungen oder Gewindebchnnigeri, mit stufenlos veränderlichem Durchmesser la vollen Material,
Um eine gute Arbeitsgeschwindigkeit des Fräswerkzeuges zu erreichen ist bereits vorgeschlagen würden, im Zentrum des Stirnfräsers einen schneiden/freien, von seitlichen inneren Fl&sfcenschneiden begreftsten ?aum zu belassen. Diese Ausbildung der Schneidgeometrie bringt eine Reduzierung des axialen Schneide;ierstanues mit sich, so daß die Stirnschneiden mit guter Arbeitsgeschwindigkeit eingesetzt werden können. Bei Verwendvrtg von austauschbaren Schneidplatten (durchgehende Schneidplatte) besteht jedoch ein Problem die die innere Kernlochbohrung erzeugenden Flankenschneiden hinter die Fräserachse zu verlagern und vor allem können bei dieser Schneidgeometrie keine Wendeplatten auf Umschlag verwendet werden. Dies trifft auch bei einem Hohlfräser, vor allem mangels ausreichender Kiemmöglichkeit zu.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Fräser zu schaffen, bei dem nicht, wie bekannt, die Wendeplatten nur mit einer Schneidkante zum Einsatz gebracht werden können, sondern auf mindestens zwei Schneikanten bzw. bei der Erstellung von einem Gewinde gleich drei Schneidkanten zum Einsatz kommen können, wobei gegenüber bekannten Fräsern der auftretende axiale Schneidwiderstand beträchtlich gesenkt und gleichzeitig auch wahlweise eine absolut glattflächig zylindrichse Ausnehmungswandung, beispielsweise bei der Herstellung von Passungen, oder ein Innengewinde sowohl metrischer als auch sonstiger Art erzielt sowie bei der Herstellung von Sacklochbohrungen ein absolut glattflächiger Sacklochboden erzielt werden kann.
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§ ; Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch fr gelöst, daß jeder der der Erzeugung der Bohrungswandung dienenden Hauptschneiden eine Hilfsschneide zum Freischneiden des Kernlochmittels zugeordnet ist und daß sämtliche Stirnschneiden auf gleicher Höhe angeordnet sind und wobei ferner sämtliche Schneiden sum Mitlauffräsen angeordnet sind.
Der Fräser kann hierbei entweder aus Vollmaterial gebildet sein oder aber mit Wendeplatten bestückt sein.
Um bei der Herstellung von Sacklochausnehmungen im rollen Material eine glattfllchige Bodenfläche der Sacklochausnehmung zu erzielen ist vorgesehen, daß der Fräser mit einem Mindestversatz von mindestens einem Viertel des Fräserdurchmessers zur Bohrungsachse gefahren wird.
Gemäß einer bevorzugten Verwirklichungsform der Erfindung ist aber vorgesehen, daß die Schneiden des Fräsers von einer möglichen Durchmessergröße an durch Wendeplatten gebildet sind und daß die Schneiden ferner durch Wendeplatten mit gleichschenkelig dreieckförmiger Grunrißform gebildet und die Wendeplatten mit der Basis ihrer Grunrißform parallel zur Fräserachse ausgerichtet am Fräser befestigt sind, wobei die die Hilfsschneiden aufweisenden Wendeplatten kleiner, insbesondere um ca. 1/3 kleiner, sind als die die Haupt schneiden aufweisenden Wendeplatten. Die V-förmige Anordnung der Stirnschneiden ergibt sich hierbei selbsttätig aus der Grundrißform der dreieckförmigen Wendeplatten.
Bei der Anwendung von die Schneiden aufweisenden Wendeplatten an einem Fräser ist gemäß einer bevorzugten einfachen, aber nicht ausschließlichen Einzelausgestaltung der Erfindung zur Befestigung der Wendeplatten am Fräser eine auch allgemein verwendbare Klemmeinrichtumng vorgesehen, die sich dadurch kennzeichnet, daß der Fräserschaftschaft zwei einander diagonal gegenüberliegende, segmentförmige Ausschnitte aufweist, deren zueinander und zur Fräserachse parallelgerichtete Flankenflachen
die Anlageflächen für die die Hauptschneiden aufweisenden Wendeplatten bilden und daß die die Hauptschneiden aufweisenden Wendeplatten mittels Spannpratzen am Fräserschaft gehalten sind. Bei größeren Fräsern können naturgemäß auch mehrere Hauptschneiden angebracht sein.
Bei einem mit die Schneiden aufweisenden Wendeplatten bestückten Fräser sind auch die Hilfsschneiden an Wendeplatten mit dreieckförmigem Grundriß angeordnet, wobei gemäß einer bevorzugten Äusgestaitungsform vorgesehen ist, daß die die Hilfsschneiden aufweisenden Wendeplatten an den die die Hauptschneiden aufweisenden Wendeplatten haltenden Spannpratzen angeordnet und über an diesen ausgebildete, senkrecht zur Ebene der die Hauptschneiden aufweisenden Wendeplatten ausgebildete Anlageflächen sowie Befestigungsschrauben gehalten sind, "iobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Hilfsschneiden nicht bis zur Mitte des Fräsers reichen und die durch diese Anordnung entstenenden inneren Flankenschneiden hinter der Fräserachse angeordnet sind.. Die Befestigungsschrauben sind dabei in an sich bekannter Weise so angeordnet, daß ihre Längsachse mit der Anlagefläche für die Wendeplatten einen Winkel einschließt, um einen Ausgleich für aus dem Schneidwiderstand resultierende Schubkräfte zu erzielen.,
Vorteilhafterweise bildet die erfindungsgemäße Klemmeinrichtung einen Bestandteil einer Kombination zur Herstellung von kreisrunden Ausnehmungen, insbesondere wahlweise auch Passungen, Sacklochausnehmungen oder Gewindebohrungen, mit stufenlos veränderlichem Durchmesser im vollen Material, mittels eines durch eine geeignete Maschine, beispielsweise eine CNC-gesteuerte Bohr-oder Fräsmaschine sowohl um seine eigene Achse als auch um die Ausnehmungsachse rotierend angetriebenen und mit fortlaufender Z-Achsen-Zustellmöglichkeit fräsend arbeitenden Werkzeuges, bestehend aus einem mit Stirnschneiden zum Erzeugen einer Kernlochbohrung versehenen Fräser und einer Einspanneinrichtung für diesen, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß in Verbindung mit einem eine Anzahl dreickfönniger eine V-förmige
· &igr;
Schneidgeometrie bildenden Stirnschneiden aufweisenden Fräser und dadurch entstehenden inneren und äußeren Plankenschneiden eine Einspanneinrichtung, vorgesehen ist, die eine wenigstens zwei voneinander unabhängig verstellbare und zu den Schneiden des Fräsers in axialer Richtung gleichliegend am Fräserschaft angreifende Spannbacken aufweisende Spannzange sowie eine im axialen Abstand zu den Anlagepunkten der Spannbacken am Fräserschaft angeordnete als konische Ringfläche ausgebildete Zentrier fläche für den Fräserschaft besitzt.
Diese erfindungsgemäße Kombination erlaubt es einen im übrigen auch allgemein verwendbaren Fräser mit einer Vielzahl von zwecks Verringerung des axialen Schneidwiderstandes mit einer ausgewähl ten Schneidgeometrie seiner Stirnschneiden versehenen einzusetze und ohne besonderen Aufwand an Ausrüstung und Arbeitszeit auf absoluten Rundlauf, wie er bei einem mit meheren die Bohrungswan düngen erzeugenden Schneiden ausgestatteten Fräser, beispielswei se zur Herstellung von Passungen unbedingt erforderlich ist, einzustellen.
Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele im Einzelnen oeScnr ieucii · In ucT £,6iCnuung ZSo-gt uiS
Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Kombination zum Einsatz eines erfindungsgemäßen Fräsers;
Figur 2 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Fräser entlang der Linie B-B;
Figur 3 einen Schnitt durch den Fräser entlang der Linie E - E, bei der Erstellung einer Gewindebohrung;
Figur 4 eine Draufsicht auf die Arbeitsfläche einer erfindung« gemäßen Kombination während des Gewindefräsens;
Figur 5 eine schematische Darstellung der Anordnung zweier
die Hauptschneiden aufweisender Wendeplatten in Seiten ansicht und in einer zur Erstellung von Gewinden geeig neten Anordnung;
Figur 6 eine Draufsicht auf eine Befestigung der die Hauptschneiden aufweisenden Wendeplatten, ausgelegt zum Gewindefräsen;
Figur 7 einen Schnitt durch die Vier.deplatter.befestigung nach
Figur 8
Figur 6 entlang der Linie A-A;
eine aufgebrochende Darstellung der Anordnung der die Hilfsschneiden tragenden Wendeplatten;
Figur 9 einen Schnitt entlang der Linie C-C durch die Einspanneinrichtung für den Fräser;
Figur 10 einen Schnitt D-D bei der Erstellung einer Gewindebohrung.
In der Figur 1 ist eine erfindunggemäße Kombination eines besonders gestalteten Fräsers 1 mit einer in einfacher Weise -^.e Einstellung eines absoluten Rundlaufes des Fräsers 1 gewährleistenden Einrichtung 2, dargestellt wobei der in Verbindung mit einem eine Anzahl dreickfönniger eine V-förmige Schneidgeome trie bildenden Stirnschneiden 3 und 4 aufweisenden Fräser 1 eine Einspanneinrichtung 2 vorgesehen ist, die eine zwei voneinander unabhängig verstellbare und zu den Stirnschneiden 3 des Fräsers 1 fluchtend gleichliegend am Fräserschaft 5 angreifende Spannbacken 6 aufweisende Spannzange sowie eine im axialen Abstand zu den Anlagepunkten 7 der Spannbacken 6 am Fräserschaft 5 angeordnete als konische Ringfläche 38 ausgebildete Zentrierfläche für den Fräserschaft 5 besitzt. Der Fräser 1 kann entwede aus Vollmaterial bestehen oder, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt mit Wendeplatten bestückt sein. Dre Fräser 1 weist jedoch in jedem Fall zwischen zwei der Erzeugung der Bohrungs-
wandung 9 dienenden Hauptschneiden 3 wenigstens zwei den Hauptschneiden 3 gegenüber um 90" versetzt angeordnete Hilfsschneiden 4 zum Freischneiden des Kernloches 10 auf wobei die Schneidenanordnung so getroffen ist, daß sämtliche Stirnschneiden 3 u,id 4 auf gleicher Höhe angeordnet sind.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist aber vorgesehen, daß die Schneiden 3 und 4 des Fräsers 1 durch Wendeplatten mit gleichschenkelig dreieckförmiger Grunrißform
CI UIlU UXC nCHUC^lQL LCIl III J. I UCl UCLO LS J. J.
parallel zur Fräserachse 12 ausgerichtet am Fräserschaft 5 befestigt sind, wobei die die Hilfsschneiden 4 aufweisenden Wendeplatten kleiner, insbesondere um ca.1/3 kleiner, sind als die die Haupt schneiden 3 aufweisenden Wendeplatten. Zur befestigung der die Hauptschneiden 3 aufweisenden Wendeplatten ist der Fräserschi»f tschaft 5 an seinem unteren Ende mit zwei einander diagonal gegenüberliegenden, segmentförmigen Ausschnitten 13 versehen, deren oarallel zur Fräserachse 12 gerichtete Flankenflächen 14 die Anlageflächen für die die Hauptschneiden 3 aufweisenden Wendeplatten bilden. Die die Haupt schneiden 3 aufweisenden Wendeplatten sind mittels Spannpratzen 15 am Fräserschaft 5 gehalten, während die die Hilfsschneiden 4 aufweisenden Wendeplatten an den die die Haupt schneiden 5 aufweisenden Wendeplätten haltenden Spannpratzen 15 angeordnet und über an die?en ausgebildete, senkrecht zur Ebene der die Hauptschneiden 3 aufweisenden Wendeplatten ausgebildeten Anlageflächen 16 sowie zu diesen ihrerseits senkrecht stehenden Stützflächen 17 vermittels Befestigungsschrauben 18 gehalten sind, ils öefestigungsschiauber 18 sind dabei in einem Winkel zur Anlagefläche 16 ausgerichtet angeordnet. Die Festlegung der die Hauptschneiden 3 aufweisenden Wendeplatten Umfasst eine über einen Teil 19 ihrer Höhe hin konisch erweiterte Bohrungsausnehmung 20 in der Wendeplatte und einen in deren zylindrischen Teil 20 passgenau eingreifenden an der Flankenfläche 14 des Fräserschaftes 5 vorgesehenen zylindrischen Aufsatz 21 und ferner ein an der Spannpratze 15 ausgebildetes kegelstumpfförmiges Eingriffsteil 22, welches in den konischen Abschnitt 19 der Ausnehmung 20 der Wendeplatte
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•lilt · I · ·~ · &igr;
eingreift.Um die Wndeplatte im Bereich ihrer Einspannung span- f nungsfrei zu halten ist der zylindrische Aufsatz 21 in seinem Hi Fußbereich von einer in die Flankenfläche 14 des Fräserschaftes 5 eingebrachten Ringnut 23 umgeben. Der Aufsatz 21 ist mit eines kegelstumpfförmig gestalteten zapfenförmigen Fortsatz 24 versehen, der in eine entsprechend geformte zentrale Ausnehmung 25 im Eingriffsteil 22 der Spannpratze 15 eingreift. Die Festlegung! der Ausrichtung der die Hauptschneiden 3 aufweisenden Wendeplat-1 ten wird durch eine an ihrer innenliegenden Seite 26 anliegende % Welle 27 bewirkt, wobei die Walze 27 gegen eine senkrecht zu § den die Anlagefläche für die Wendeplatten bildenden Flankenflä- ;i chen 14 gerichtete Ausnehmungswandung 28 des Fräserschaftes £ 5 abgestützt ist, und wobei die Ausnehmungswandung 28 unter f| einem Winkel von exakt 60° zur Fräserachse 12 ausgerichtet ist (| und wobei ferner die Seitenfläche 26 der Wendeplatte und die &psgr; Ausnehmungswandung 28 unter einem Winkel nach außen hin divergierend angeordnet bzw. ausgebildet sind. Die Spann- pratzen 15 sind mit dem Fräserschaft 5 vermittels Schraubenbolzen 29 verspannt, wobei sie sich an ihrem hinteren Ende gegen die Flankenflächen 14 abstützen. Zur Erzeugung eines Innengewindes ist, wie in der Figur 6 dargestellt, eine der die Hauptschneiden 3 aufweisenden Wendeplatten um 180° gedreht angeordnet ist, derart, daß ihre Spitze 30 in einem Abstand"a" zu den das Kernloch 10 erzeugenden Stirnschneiden 3 bzw. um den Betrag der % beabsichtigten Gewindetiefe über den Außenumfang des Fräserschaftes S vorsteht bzw. der erzeugenden Kernlochfrässchneide (3) vorsteht.
Gemäß einer in der Zeichnung nicht im Einzelnen gezeigten weite' ren Ausführungsform kann weiterhin auch ein Abwandlung der Grund· rißform der die Haupt schneiden 3 aufweisenden Wendeplatten dahingehend vorgesehen sein, daß zur Erzeugung nicht metrischer Innengewinde im Bereich der Spitze 30 der dreieckförmigen GrundrißfoCT der die Hauptschneiden 3 aufweisenden Wendeplatten die Schneidkanten 31 bildenden Seiten 26 der Wendeplatten eingeknickt sind derart, daß im Bereich der Spitze 30 ein von der geometrischen Form eines gleichschenkeligen Dreieckes abweichender Winkel,
lit,;
z.B. zum Schneiden eines Zoll-Gewindes ein Winkel von 55* vornan den ist.
Die Einspanneinrichtung für die erfindungsgemäße Kombination weist einen im allgemeinen 32 bezeichneten Schaftteil auf, der einen Aufnahmeabschnitt 33 zum Einsetzen in die allgemein mit
34 beselehnete Aufnah»efutter tssd einen die aus 4®n Spannbacken 6 gebildete Spannzange aufnehmenden hüls®n£5rmigen Abschnitt
35 mit sieh von oben nsch uates konisch verjüngendem Innendurchmesser auf. Ia seIi?.am Gründe weist der liülseiifÖ-tsigs Abschnitt 35 eine Ikonische als koaxial ausgerichtete ringförmige Zentrierfläche 37 ausgebildete Anlagefläche für eine am oberen Endbereic -des Fräserschaftes 5 angeordnete Kegelfläche 38 auf. Sie Spannbacken 6 der Spannzange bestitzen im wesentlichen glattflächige Außenumfangsflächen 39 mit Freimachungen 63 und sind an ihren Innenumfangsflachen 40 mit drei, vorzugsweise punkt-oder linienförmig ausgebildeten Anlageelementen 7 versehen, über die sie in ihrer gespannten Wirklage am Außenumfang des Fräserschaftes 5 anliegen. Zur Einstellung der Spannung bzw. der Anpresskraft der Anlageelemente 7 der Spannbacken 6 am Fräserschaft 5 dienen die Spannbacken 6 unter einem Winkel zur Fräserachse 12 angestellt durchsetzende Schraubenbolzen 41 die an einer quer zu dessen Achse 12 ausladend am Fräserschaft 5 angeordneter Kegelfläche 42 angreifen, wobei die Kegelfläche 42 mit den Achse der Schraubenbolzen 41 annähernd einen rechten Winkel einschließt. Die den Spannbacken 6 zugeordneten Schraubenbolzen 41 sind von außen her vermittels im Hülsenabschnitt 35 des Schaftteiles 32 angebrachter Langlöcher 43 zugänglich und beim Lösen der Spanneinrichtung mit ihrem Kopf 44 jeweils gegen eine senkrecht zu ihrer Achse ausgerichtet am Innenumfang des Hülsenabschnittes angebrachten Anlagefläche 45 abgestützt. Im unbelasteten Zustand sind die Spannbacken 6 der Spannzange mittels zwischen ihnen angeordneter Federelemente 46. insbesondere Kiss« aus federnd elastisch verformbaren Material in einer Spreizstel lung gehalten. Ferner sind die beiden Spannbacken 6 der Spannzange im Bereich ihres unteren Endes mittels eines Ringes 48 derart miteinander gekoppelt sind, daß eine längsgerichtete
Verschiebebewegung der einen Spannbacke 6 teileise auch auf die andere Spannbacke 6 übertragen wird.
Im Bereich dessen oberen Endes ist am Fräserschaft 5 eine durch parallel zur Fräserachse 12 gerichtete von der die Anlagefläche 42 für die Stellschrauben 41 der Spannbackenspannung bildenden Kegelfläche ausgehende und in die der Zentrierfläche 37 im Hülsenabschnitt 35 zugeordnete Kegelfl&ehs des Pr&serschaftes S mündende Nuten 49 gebildete Bajonett-Verriegelungssinrichtung vorgesehen, wobei die Nuten 49 jeweils zu den Schneiden 3 des Fräsers 1 uat einen Winkel betrag, vorzugsweise einen Winfe«lbstrag von 90" versetzt angeordnet sind. Aus der Darstellung der Figur 1 ergibt sich schließlich noch, daß am Schaftteil 32 zwischen dsm EinspanßÄbscäKitt 33 und dsm Hülsssftsbsehnitt 35 ein weiterer zylindrischer Abschnitt ZU vorgesehen ist, an dem vermittels eines Paares luft-und flüssigkeit-;dichter Kugellager 51, 52 ein einen Anschlußnippel 53 für eine nich weiter dargestellte Luft-oder Flüssigkeitszufuhrleitung aufweisender Ringkörper 54 gelagert ist und daß sowohl das Schaftteil 32 als auch der Fräserschaft 5 in an sich bekannter Weise mit einer zentralen Bohruitgsausnehmung 55 bzw. 56 für die Heranführung von Luft oder Flüssigkeit an die Schneiden 3 und 4 des Fräsers 1 versehen sind. Der Ringkörper 54 und das Schaftteil 32 weisen ferner noch radial gerichtete Durchtrittsöffnungen 57 auf. Durch Druckscheiben 60 wird die Funktion der Dichtringe bei den Lagern unterstützt. Am Fräserschaft 5 ist eine zylindrische Fache vorgesehen, welche passgenau in eine zylindrische Fläche 65 der Fräseraufnahme 32 eingreift.

Claims (7)

1 031 D-a-
Zum Espat 3
Mettenhausen
Fräser
SCHUTZANSPROCHE :
IS i
•f 1) Fräser zur Herstellung von kreisrunden Ausnehmungen, insbe-
gj sondere wahlweise auch Passungen, Sacklochausnehmungen oder
fe Gewindebohrungen, mit stufenlos veränderlichem Durchmesser
im vollen Material, aber auch zum allgemeiner Einsatz geeig-S neter Fräser, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung
mit einer Anzahl dreieckförmige, eine V-förmige Schceidengeometrie bildenden Schneiden .feder der der Erzeugung der Bohrungswandung dienenden Hauptschneiden (3) eine Hilfsschneide .v (4) zum Freischneiden des Kernlochmittels zugeordnet ist
und daß sämtliche Stirnschneiden (3 und 4) auf gleicher
r| Höhe angeordnet sind und wobei ferner sämtliche Sehneiden
'% zum Mitlauf fräsen angeordnet sind.
2) Fräser nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (3 und 4) des Fräsers (1) durch Wendeplatten mit gleichschenkelig dreieckfPrmiger Grunrißform gebildet und die Wendeplatten (3) mit der Basis (11) ihrer Grunrißform
! parallel zur Fräserachse (12) ausgerichtet am Fräser(l)
befestigt sind.
3) Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hauptschneide (3) eine dieser gegenüber um 90° versetzt angeordnete Hilfsschneide (4) zugeordnet ist.
4) Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer größtmöglichen Anzahl von Hauptschneiden (3) und gegebenenfalls einer entsprechenden Anzahl
von Hilfsschneiden (4) augestattet ist, wobei sich die Anzahl der Hauptschneiden nach dem Durchmesser des Präsers richtet.
• · 4 &Lgr;
• t
S) Fräser nach Anspruch 3 bis S, dadurch gekennzeichnet« daß die die Hilfsschneiden (4) aufweisenden Wendeplatten kleiner, insbesondere um ca. 1/3 kleiner, sind als die die Hauptschneiden (3) aufweisenden Wendeplatten und einen speziellen Hinterschliff aufweisen.
6) Fräser nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einss Innengewindes eine der die Hauptschneiden (3) aufweisenden Wendeplatten um 180" gedreht angeordnet ist, derart, daß ihre Spitze (30) in einem Abstand "a" zu der das Kernloch erzeugenden Flankenschneide (11) und um den Betrag der beabsichtigten Gewindetiefe vorsteht und daß ihre Innenschneide (61) dadurch automatisch die Funktion der Hilfsschneiden (4) übernimmt, wobei jede der drei vorhandenen Schneiden in seiner Form und vor allem auch für den geplanten Einsatz den nötigen Hinterschliff aufweist, derart, daß durch gegenseitigen Austausch alle verfügbaren Schneiden zum Einsatz gebracht werden können.
7) Fräser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung nicht metrischer Innengewinde im Bereich der Spitze (30) der dreieckförmigen Grundrißform der die Hauptschneiden (3) aufweisenden Wendeplatten die Schneidkanten (31) bildenden Seiten (26) der Wendeplatten eingeknickt sind derart, daß im Bereich der Sptize (30) ein von der geometrischen Form eines gleichschenkeligen Dreieckes abweichender Winkel, z.B. zum Schneiden eines Zoll-Gewindes ein Winkel von 55" vorhanden ist, wobnei die Schneidkanten (31) auch jeder anderen bekannten Gewindeform entsprechend ausgebildet sein können.
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