DE954025C

DE954025C - Method and device for processing surfaces made of iron and iron alloys

Info

Publication number: DE954025C
Application number: DES26533A
Authority: DE
Inventors: Theodore S See
Original assignee: Lasalle Steel Co
Current assignee: Lasalle Steel Co
Priority date: 1951-12-25
Filing date: 1951-12-25
Publication date: 1956-12-13

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von Oberflächen aus Eisen und Eisenlegierungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Oberflächen aus Eisen und Eisenlegierungen, bei dem eine fortlaufende Reihe von Schneidzähnen mit einem Werkstück aus Eisen oder Eisenlegierungen bei einer Zahn- oder Umfangsgeschwindigkeit von über 300 m/min nacheinander in Eingriff gebracht wird. Hierbei wird unter Eisen u. a: auch Gußeisen verstanden, und zu den Eisenlegierungen wird auch Stahl im Sinne der Erläuterung gemäß DIN - z6oo gerechnet, .gemäß der alles schon ohne Nachbehandlung schmiedbare Eisen als Stahl bezeichnet wird.Method and device for machining surfaces made of iron and iron alloys The invention relates to a method and a device for machining surfaces made of iron and iron alloys, in which a continuous series of cutting teeth with a workpiece made of iron or iron alloys at a tooth or peripheral speed of over 300 m / min is brought into engagement in succession. Here, iron is also understood to include cast iron, and iron alloys also include steel in the sense of the explanation in accordance with DIN-600, according to which all iron that can be forged without post-treatment is referred to as steel.

Bekannte Verfahren und Werkzeuge der erwähnten Art konnten wirtschaftlich nicht ausgenutzt werden, da die erzielbaren Standzeiten, die Vibrationsfestigkeit der Werkzeuge und die zur Verfügung stehenden Antriebskräfte zu gering waren. Auch waren die anwendbaren Vorschubgeschwindigkeiten verhältnismäßig klein.Known methods and tools of the type mentioned could be economical cannot be used because of the achievable service life and vibration resistance the tools and the available drive forces were too low. Even the applicable feed rates were relatively low.

Erfindungsgemäß wird diesen grundsätzlichen Mängeln dadurch abgeholfen, daß die Schneidzähne einen Abstand von 12,7 mm oder weniger haben, wenigstens zwei Schneidzähne jederzeit während des Zerspanungsvorganges mit dem Werkstück im Eingriff sind und das Werkstück sowie die Zähne mit einer Vorschubgeschwindigkeit gegeneinander bewegt werden, die ausreichend über 2,3 m/min liegt, um eine kontinuierliche wirksame Spanbelastung aller mit dem Werkstück im Eingriff stehenden Zähne zu erzeugen. Bei einem Werkzeug zur Ausübung des Verfahrens der Erfindung ist die fortlaufende Reihe Schneidzähne aus einem Stück mit einem Zahntragkörper hergestellt. Die Zähne sind in einer Matrize aus vibrationsdämpfendem, nichtarbeitendem Material befestigt, wodurch sie während des Eingriffs mit dem Werkstück gegen Vibration gedämpft werden.According to the invention, these basic deficiencies are remedied by that the cutting teeth are spaced 12.7 mm or less, at least two Cutting teeth in contact with the workpiece at all times during the machining process are and the workpiece and the teeth at a feed rate against each other be moved that is sufficiently above 2.3 m / min to be continuously effective Chip load all with the Teeth in mesh with the workpiece to create. In a tool for practicing the method of the invention is the Continuous row of cutting teeth made from one piece with a tooth support body. The teeth are in a matrix made of vibration-damping, non-working material attached, which dampens them against vibration during engagement with the workpiece will.

Als Schneidenwerkstoff sind neben Karbiden oder Hartmetall auch Werkzeugstahl, einfacher Kohlenstoffstahl und Schnelldrehstahl geeignet.In addition to carbides or hard metal, tool steel, suitable for simple carbon steel and high-speed steel.

In der Praxis wird hauptsächlich auf die Geschwindigkeiten Wert gelegt, bei welchen ein Werkstück ohne entsprechende Verkürzung der Standzeit des Fräsers gefräst werden kann, oder mit anderen Worten auf die größte Zahl von Metern pro Minute, die das Werkstück und der Fräser bei größter Standzeit des Fräsers gegeneinander bewegt werden können, während Metall vom Werkstück abgehoben wird. Diese Geschwindigkeit der Metallabhebung, welche als die Meter pro Minute (M. p. M.) oder als Faktor .R bezeichnet werden kann, wurde als Grundlage für den Vergleich von Spanabhebungsverfähren verwendet und stellt das Produkt der Span- oder Zahnbelastung, der Zähnezahl des Fräsers und der Drehzahl (Umdr./min) des Fräsers dar. Dieser Faktor R_ gibt indessen nicht genau die Vorzüge der verschiedenen Schneidverfahren wieder, weil die Standzeit des Fräsers, d. h. die Zeit, während welcher er ohne Nachschliff oder Ersatz arbeiten kann, nicht in Ansatz gebracht ist. Für einen genauen Vergleich müßte daher auf einen Faktor RL Bezug genommen werden, der aus dem Produkt der Metallabhebungsgeschwindigkeit oder dem Faktor R und der Dauer zwischen den Nachschliffen des Fräsers besteht. Es ist klar, daß der Faktor RL also ein genaues Maß nicht der Geschwindigkeit,. mit welcher Metall abgehoben wird, oder der Geschwindigkeit, mit welcher das Werkstück für eine kurze oder ungewöhnliche Zeit durch die Maschine zurückbewegt wird, wenn eine anomale Abnutzung oder auch Zerstörung des Werkstücks oder Fräsers eintritt, sondern viehhehr der Geschwindigkeit ist, mit welcher die Fräsarbeiten bei angemessener Lebensdauer des Werkstücks auf lange anhaltender Arbeitsgrundlage ausgeführt werden.-Während es leicht ersichtlich ist, daß der Faktor RL theoretisch weiter vergrößert werden kann, wenn einer seiner Teilfaktoren, durch die er bestimmt wird, d. h. die Spanbelastung, die Drehzahl oder die Zähnezahl, vergrößert wird, so ist hierfür bisher kein Weg gefunden worden ohne Verkürzung der Standzeit des Fräsers oder ohne eine derartige Herabsetzung der Zeit zwischen zwei Nachschliffen, daß der Faktor RL eher verringert als vergrößert wurde. Außerdem hat man bisher geglaubt, daß alle drei Faktoren welche, die M. p. M. oder den Faktor R bilden, Grenzen bestimmen sollten, die einen Anstieg über die gewöhnlich angenommenen Höchstwerte ausschlossen. Die Spanbelastung beispielsweise hat die Mindest- und Höchstwerte, die durch das Fräsermaterial bestimmt waren, begrenzt, da eine zu kleine Zahn- oder Span- . belastung sich durch Abschleifen auswirkt, wodurch eine übermäßige Abnutzung und Erwärmung des Schneidelementes eintritt, während eine zu große Zahnbelastung übermäßige Druckkräfte erzeugt, die den Fräserzahn zerstören.In practice, the main focus is on the speeds, in which a workpiece without a corresponding reduction in the service life of the milling cutter Can be milled, or in other words to the greatest number of meters per Minute that the workpiece and the milling cutter against each other with the longest service life of the milling cutter can be moved while metal is being lifted from the workpiece. That speed the metal lift-off, which is expressed as the meters per minute (M. p. M.) or as a factor .R was used as the basis for comparing chip removal processes uses and represents the product of the chip or tooth load, the number of teeth of the Milling cutter and the speed (rev./min) of the milling cutter. This factor R_ is, however not exactly the merits of the various cutting methods again because of the tool life of the milling cutter, d. H. the time during which he works without regrinding or replacement can not be approached. For an exact comparison you would have to click on a factor RL can be referred to, which is the product of the metal lifting rate or the factor R and the time between regrinding of the milling cutter. It is clear that the factor RL is not an exact measure of the speed. with which metal is lifted, or the speed with which the workpiece is moved back by the machine for a short or unusual time, if abnormal wear or destruction of the workpiece or milling cutter occurs, but rather the speed at which the milling work is carried out at a reasonable rate Lifespan of the workpiece can be carried out on a long lasting working basis it is easily seen that the factor RL can theoretically be further increased can, if one of its sub-factors by which it is determined, d. H. the chip load, the speed or the number of teeth is increased, this is not yet possible has been found without or without a reduction in the service life of the milling cutter Reduction of the time between two regrinding, so that the factor RL rather decreases than was enlarged. In addition, it has hitherto been believed that all three factors the M. p. M. or the factor R form, limits should determine an increase above the usually assumed maximum values. The chip load, for example has limited the minimum and maximum values determined by the milling material, there is a tooth or chip that is too small. stress is affected by grinding, whereby there is excessive wear and heating of the cutting element during Too much tooth load generates excessive pressure forces that destroy the cutter tooth.

Auf Grund der Erfahrungen mit bekannten Vorrichtungen und Werkzeugen wurde angenommen, daß die Drehzahl des Fräsers oder Werkzeuges durch die zulässige Umfangsgeschwindigkeit, d. h. durch die Anzahl von Umfangsmetern pro Minute (U. p. M.) beschränkt ist, die von den Zähnen oder Schneidelementen zurückgelegt wird und durch die Fähigkeit des Schneidelementes bestimmt ist, mit dem einzelnen Werkstück im Eingriff zu sein und Metall abzuheben, während es für angemessene Arbeitszeiträume unter hinreichenden Schnittbedingungen bleibt. Von dieser Fähigkeit des Schneidelementes hat man vorher geglaubt, daß sie in weitem Maße von der Härte des Werkstücks, von der Ausbildung des Fräsers und der Schneidelemente, soweit es den Spanwinkel und den Brustwinkel angeht, und von dem Werkstoff des Schneidelementes abhängt.Based on experience with known devices and tools it was assumed that the speed of the milling cutter or tool exceeded the permissible Peripheral speed, d. H. by the number of circumference meters per minute (U. p. M.), which is covered by the teeth or cutting elements and is determined by the ability of the cutting element to work with the individual workpiece to be engaged and metal to take off while it is working for reasonable periods of time remains under adequate cutting conditions. From this ability of the cutting element Was it previously believed that it depends to a large extent on the hardness of the workpiece, from the training of the milling cutter and the cutting elements, as far as it is the rake angle and concerns the face angle, and depends on the material of the cutting element.

Obwohl die Zahl der verwendeten Zähne nicht scharf begrenzt ist, ist sie früher nicht über die als üblich angenommenen Normalzahlen hinaus vergrößert worden, und zwar wegen der Kosten der Herstellung beim Ersatz einstückiger Fräser, bei welchem der gesamte Fräserkörper mit den Schneidzähnen aus verhältnismäßig teurem Fräsermaterial besteht, und wegen der mechanischen Schwierigkeiten bei der Herstellung einer gegenüber der Normalzahl größeren Anzahl von Einzelzähnen oder Elementen mit Hilfe von Keilen, Schrauben oder ähnlichen mechanischen Befestigungsmitteln an der Oberfläche des aus weicherem und billigerem Werkstoff gebildeten Fräserkörpers. Das Mittel des Hartlötens der Schneidelemente oder Zähne auf dem Fräserkörper hat man, obwohl es die Herstellung einer größeren spezifischen Anzahl von Zähnen auf dem Umfang gestattet, nicht in einem größeren Maße aus dem Grunde angewendet, weil wie beim einstückigen Fräser ein derartiger Fräser kostspielig in der Erhaltung ist und weil bei Schneidzähnen oder Elementen aus Hartmetall das Hartlöten des Karbids auf dem Stahlkörper oder der Matrize die Wirksamkeit des Karbids vom Standpunkt des Fräsens aus weitgehend zerstört.Although the number of teeth used is not sharply limited it used to be not increased beyond the normal numbers assumed as usual because of the cost of manufacturing when replacing one-piece cutters, in which the entire cutter body with the cutting teeth from relatively expensive There is milling material, and because of the mechanical difficulties in manufacturing a larger number of individual teeth or elements than the normal number With the help of wedges, screws or similar mechanical fasteners to the Surface of the cutter body made of softer and cheaper material. Has the means of brazing the cutting elements or teeth on the cutter body one although it is producing a larger specific number of teeth on it permitted to the extent not to be applied to a greater extent for the reason that As with the one-piece cutter, such a cutter is expensive to maintain is and because with cutting teeth or elements made of hard metal the brazing of the carbide on the steel body or die, the effectiveness of the carbide from the point of view from milling largely destroyed.

Obwohl bereits bekannt ist, die Schneidelemente auf einer Matrize aus organischem plastischem Stoff oder einer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt für den Körper des Fräsers anzubringen, wurde bei den Ausführungen dieser Art kein Versuch gemacht, die spezifische Zähnezahl zu vergrößern, um die zulässige Arbeitsgeschwindigkeit zu erhöhen. Bekannte Werkzeuge lassen ein entschiedenes Bestreben in der Richtung erkennen, die Zähnezahl zu verringern.Although it is already known, the cutting elements on a die made of organic plastic material or an alloy with a low melting point to attach for the body of the cutter, was not in the designs of this type Attempt made to increase the specific number of teeth by the permissible working speed to increase. Known tools leave a determined effort in that direction recognize to reduce the number of teeth.

Die anerkannten höchsten Umfangsgeschwindigkeiten, die gegenwärtig beim Fräsen von Stahl angewendet werden, wenn Werkzeugstahl hoher Schnittgeschwindigkeit für das Fräselement verwendet wird, liegen etwa bei 12 bis 22,5 m/min. Dies bedeutet, daß bei einem Fräser mit =oo mm Durchmesser die Drehzahl bei der größten Umfangsgeschwindigkeit annähernd 75 Umdr./min beträgt. Ein üblicher Fräser von diesem Durchmesser mit einer Zahnteilung von 25,4 mm, die unter üblichen Bedingungen in der Nähe der kleinsten Zahnteilung liegt, würde also . 12 Zähne haben, und wenn eine durchschnittliche Zahntelastung von 0,i25 mm zur Anwendung kommt, so würde die Vorschubgeschwindigkeit etwa o,i m/min betragen.The recognized highest peripheral speeds currently available Can be used when milling steel when tool steel has high cutting speed used for the milling element are around 12 to 22.5 m / min. This means, that with a milling cutter with a diameter of = oo mm the speed at the highest peripheral speed is approximately 75 rev / min. A common milling cutter of this diameter with a Tooth pitch of 25.4 mm, which under normal conditions is close to the smallest Tooth pitch lies, so would. Have 12 teeth and if an average tooth load of 0.125 mm is used, the feed rate would be about 0.15 mm m / min.

Bei der-Verwendung von Fräselementen oder Zähnen aus Hartmetall, die in üblicher Weise auf einer Nabe od. dgl. angebracht sind, wurden die verschiedenen Faktoren, welche die M. p. M. oder den Faktor R bestimmen, mit Erfolg vergrößert, ohne daß auf diese Weise die Lebensdauer des Fräsers verringert oder der Faktor RL verkleinert wurde; jedoch waren diese Vergrößerungen, obwohl sie einen geringen Anstieg des Faktors RL ergeben, geringer als vergleichsweise die Vergrößerungen, die sich bei der Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung erreichen lassen. Die Umfangsgeschwindigkeit für die Hartmetallfräser bei der Bearbeitung von Stahl oder Gußeisen ist auf diese Weise anerkannt im Bereich von 75 bis 30o m/min und beträgt gewöhnlich etwa 150 m/min. Geschwindigkeiten in dem höheren Bereich, also von i50 bis 300 m/min, werden in der Praxis selten angewendet. Benutzt man einen Fräser der gleichen Größe und von der gleichen Zahnteilung wie in dem vorhergehenden Beispiel, das sich auf die Verwendung von Fräsern aus Werkzeugstahl hoher Schnittgeschwindigkeit bezieht, steigert man aber die Spanbelastung -auf 0,2 mm, so wird die Arbeit von Fräsern mit Hartmetallzähnen bei einer Vorschubgeschwindigkeit von etwa 1,2 m/min möglich. .When using milling elements or teeth made of hard metal, which are attached to a hub or the like in the usual manner, the various factors that determine the M. p. M. or determine the factor R, successfully increased without reducing the service life of the milling cutter or reducing the factor RL; however, these enlargements, although they result in a small increase in the factor RL, were lower than comparatively the enlargements which can be achieved when practicing the method according to the invention. The peripheral speed for the hard metal milling cutter when machining steel or cast iron is recognized in this way in the range of 75 to 30o m / min and is usually about 150 m / min. Speeds in the higher range, i.e. from 150 to 300 m / min, are rarely used in practice. If you use a cutter of the same size and the same tooth pitch as in the previous example, which relates to the use of cutters made of tool steel at high cutting speed, but if you increase the chip load -to 0.2 mm, the work of cutters with Carbide teeth possible at a feed speed of around 1.2 m / min. .

Es ist bekannt, daß-ein bedeutender Faktor für die Verkürzung der Lebensdauer eines Fräswerkzeuges die Vibration ist, die in allen bisher bekannten Fräserarten auftritt. Die Vibrationen in den Zähnen oder Fräselementen sind zweierlei Art: (a) Zwangsweise auf= tretende Vibrationen werden durch die aufeinanderfolgenden Eingriffe der Fräserzähne in das Werkstück und durch Schwankungen im Antrieb des .Fräsers hervorgerufen; (b) Selbstverursachte Vibrationen beruhen auf der naturgemäßen Wiederkehr des Fräselementes oder Zahnes und der Teile, die für die Befestigung des Elementes oder Zahnes an dem Fräserkörper verwendet sind. Die selbstverursachten Vibrationen sind am meisten hinderlich und bewirken zusammen mit den zwangsweise auftretenden Vibrationen eine übermäßige. Abnutzung und Erwärmung der Fräselemente, wenn der Fräser mit höheren Geschwindigkeiten arbeitet, als sie oben angegeben wurden.It is known that-a major factor in the shortening of the Lifetime of a milling tool the vibration is the same in all previously known Types of cutter occurs. The vibrations in the teeth or milling elements are twofold Type: (a) Inevitably = occurring vibrations are caused by the successive Intervention of the cutter teeth in the workpiece and fluctuations in the drive of the .Fäsers caused; (b) Self-induced vibrations are based on the natural Return of the milling element or tooth and the parts that make up the attachment of the element or tooth are used on the cutter body. The self-inflicted Vibrations are the most obstructive and, together with the, forcible occurring vibrations an excessive. Wear and heating of the milling elements, when the cutter is working at speeds higher than those specified above.

Die verhältnismäßig geringen Vorschubgeschwindigkeiten, die bisher als Höchstgrenze angesehen würden, wenn eine ausreichende Lebensdauer des Werkzeugs erhalten bleiben sollte, bedingen offensichtlich, daß die Kosten für das Fräsen von Eisen oder Eisenlegierungen oderfürähnlicheSpanabhebungsvorgängeentsprechend der großen Anzahl von -Maschinen und Arbeitsstunden, die für eine fortlaufend hohe Produktion erforderlich sind, hoch liegen.The relatively low feed rates that were previously would be considered a maximum limit if there is sufficient tool life should be retained, obviously require that the cost of milling of iron or iron alloys or similar chip removal operations accordingly the large number of -machines and man-hours required for a continuously high Production are required to be high.

Beim Fräsen von Werkstücken aus Eisen oder Eisenlegierungen gemäß der Erfindung werden die Fräser mit Umfangsgeschwindigkeiten betätigt; die bei weitem höher liegen, als sie bisher für möglich gehalten wurden; sie sind mit einer weit größeren Anzahl von Schneidzähnen versehen, weil ein viel kleinerer Zahnabstand (oder Zahnteilung) als bisher üblich zur Anwendung kommt, und sind so ausgebildet, daß die Zahnvibrationen, die bisher für unvermeidbar gehalten wurden, ausgeschaltet werden. Infolgedessen kann durch.die Vereinigung dieser Faktoren und durch die Anwendung von Vorschubgeschwindigkeiten' des Werkstücks im Zusammenhang mit den größeren Umfangsgeschwindigkeiten und der geringstmöglichen Zahnteilung für die Erhaltung einer angemessenen Spanbelastung eine Fräsarbeit bei außergewöhnlich hohen Geschwindigkeiten geleistet werden, ohne daß die Lebensdauer des Fräsers herabgesetzt oder verkürzt wird.When milling workpieces made of iron or iron alloys according to According to the invention, the milling cutters are operated at peripheral speeds; which by far are higher than previously thought possible; they are far with one provided a larger number of cutting teeth because a much smaller tooth spacing (or tooth pitch) are used as previously usual, and are designed in such a way that that the tooth vibrations, which were previously thought to be unavoidable, eliminated will. As a result, by combining these factors and applying of feed speeds' of the workpiece in connection with the higher peripheral speeds and the smallest possible tooth pitch to maintain an adequate chip load a milling job can be done at exceptionally high speeds without that the service life of the milling cutter is reduced or shortened.

Bei der Arbeit der in geeigneter Weise ausgebildeten Fräser mit geringstmöglicher Zahnteilung bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten. und bei Einhaltung der angemessenen Spanbelastung wird eine. Reihe von Vorteilen erzielt. Da bei der geringstmöglichen Zahnteilung wenigstens ein Zahn, häufiger aber eine Mehrzahl von Zähnen mit dem Werkstück im' Eingriff sind, wird eine Stabilisierungswirkung erreicht, die bestrebt ist, das Rattern zu verringern oder zu beseffigen, und wenn der Fräser aus einem Stück oder in der Art hergestellt wird, daß die Fräselemente in ein verhältnismäßig unempfindliches und unnachgiebiges Material eingesetzt sind, werden die. Vibrationen ausgeschaltet,. die bisher beim Fräsen auftreten. Das Ausschalten der Vibrationen-bewirkt im wesentlichen, 'daß die Größe der Erwärmung,- die beim Durchgang jedes einzelnen Zahnes durch das Werkstück entsteht, herabgesetzt wird; außerdem wird die Erzeugung der Wärme infolge der sehr kurzen Zeit verringert, während welcher jeder einzelne Zahn im Vergleich zu dem Zeitraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Eingriffen des gleichen Zahnes in das Werkstück mit ihm in Berührung bleibt. Das Einhalten einer angemessenen Zahnbelastung in Verbindung mit der Umfangsgeschwindigkeit bewirkt zusätzlich zu der Verringerung der Zahnabnutzung oder des Zahnbruchs ebenfalls, daß die Erwärmung der Fräszähne herabgesetzt wird, da die gesamte _ erzeugte Wärme im wesentlichen durch die Späne 'von den Zähnen abgeführt wird, da die Zähne ' bei der Herstellung -aus Hartmetall verhältnismäßig schlechte Wärmeleiter sind. Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen. Es ist Fig. i eine linke Stirnansicht einer Vorrichtung, die bei der Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung verwendet werden kann, in schematischer Darstellung, Fig, 2 eine ähnliche schematische Darstellung der Vorrichtung .der Fig. i in Seitenansicht, Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der, in Fig. i und 2 dargestellten Fräser, Fig. q. eine Stirnansicht des Köipers oder der Matrize, die bei der Ausführung eines anders gearteten Fräsers verwendet wird, der für die Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung geeignet ist, Fig. 5 eine Seitenansicht des Körpers oder der Matrize der Fig. q., teilweise im Schnitt, Fig. 6 ein Teilbruchstück aus dem Fräserkörper der Fig. q. in größerem Maßstab, das die Befestigung der Fräserelemente oder Zähne in dem Körper zeigt, und Fig. 7 ein Bruchstück eines Teils des Fräsers der Fig. 6 im Grundriß. Fig.. 8 'und 9 sind schematische Darstellungen für -die Art, in-welcher eine Mehrzahl von Fräserzähnen bei der Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung im Eingriff steht.When working with the appropriately trained milling cutter with the least possible Tooth pitch at high peripheral speeds. and if the appropriate Chip load becomes a. Achieved number of advantages. As at the lowest possible Tooth pitch at least one tooth, but more often a plurality of teeth with the Workpiece are in 'engagement, a stabilizing effect is achieved which strives is to reduce or reduce the chatter, and if the cutter is made of a Piece or in such a way that the milling elements in a proportionate insensitive and unyielding material are used, the. Vibrations switched off,. that previously occurred during milling. Switching off the vibrations causes essentially, 'that the amount of warming, - which occurs in the passage of each individual Tooth is created by the workpiece, is reduced; moreover, the generation the heat diminishes owing to the very short time during which each individual Tooth compared to the time between two consecutive procedures of the same tooth in the workpiece remains in contact with it. Compliance an appropriate tooth load in connection with the peripheral speed in addition to reducing tooth wear or tooth breakage as well, that the heating of the milling teeth is reduced, since the entire _ generated heat is essentially carried away by the chips 'from the teeth, since the teeth' at made from hard metal are relatively poor conductors of heat. To the For a better understanding of the invention, reference is made to the drawing. It is FIG. 1 shows a left front view of a device which, when performing the method can be used according to the invention, in a schematic representation, Fig, 2 a a similar schematic representation of the device of FIG. 1 in a side view, 3 is an enlarged view of part of the milling cutters shown in FIGS. Fig. Q. an end view of the Köipers or the die, which is used in the execution of a different type of milling cutter is used for performing the procedure after of the invention, Fig. 5 is a side view of the body or die q., partially in section, FIG. 6 shows a partial fragment from the cutter body of Fig. q. on a larger scale showing the attachment of the cutter elements or teeth in the body, and FIG. 7 shows a fragment of a portion of the milling cutter of FIG. 6 in plan. Fig. 8 'and 9 are schematic representations for -the way in-which a plurality of cutter teeth when performing the procedure is engaged according to the invention.

Die Fig. 1, 2 und 3 veranschaulichen schematisch eine Ausführung der Vorrichtung, bei welcher Walzenöder Scheibenfräser für die Anwendung hoher Fräsgeschwindigkeiten nach dem Verfahren der Erfindung verwendet werden.- Die Vorrichtung zeigt im einzelnen -mehrere Fräser io und ii auf den Wellen 12 und 13, die so angetrieben werden, daß die Fräser in -P-iehbwg, Tier Pfeile 1q. und 15 umlaufen, wobei die Fräserzähne an dem Werkstück 16 angreifen, das als Rundstab dargestellt ist. Die Fräser io und ii sowie die Wellen 12 und-i3 werden um die Achse des Werkstückes, wie durch Pfeile 17 angedeutet, gedreht, und das Werkstück 16, das gegen Drehung gesichert ist, wird zwischen den Fräsern in Längsrichtung vorgeschoben, wie dies der Pfeil 18 in. Fig. 2 anzeigt. Wenn die Fräser io und ii der Fig. i und 2 auch in der Form von Walzen- oder Scheibenfräsern dargestellt sind, so können natürlich andere Fräserarten, z. B. Plan- oder Formfräser, verwendet werden. Gleichfalls ist es selbstverständlich, daß das Verfahren nach der Erfindung mit den verschiedensten Vorrichtungen ausgeübt werden kann, die von der schematisch dargestellten Vorrichtung abweichen. Beispielsweise können, statt daß die Fräser und ihre Welle um das Werkstück umlaufen, die Achsen der Wellen 12 und 13 feststehen, und das Werkstück 16 kann sich drehen, wenn es zwischen den -Fräsern io und ii vorgeschoben wird.1, 2 and 3 schematically illustrate an embodiment of the device in which roller or disc milling cutters are used for the application of high milling speeds according to the method of the invention , which are driven so that the cutter i n -P-iehbwg, animal arrows 1q. and 15 revolve, the cutter teeth engaging the workpiece 16, which is shown as a round bar. The milling cutters io and ii as well as the shafts 12 and -i3 are rotated around the axis of the workpiece, as indicated by arrows 17, and the workpiece 16, which is secured against rotation, is advanced between the milling cutters in the longitudinal direction, as indicated by the arrow 18 in FIG. If the milling cutters io and ii of FIGS. B. face or form milling cutters can be used. Likewise, it goes without saying that the method according to the invention can be practiced with a wide variety of devices which differ from the device shown schematically. For example, instead of the milling cutters and their shaft rotating around the workpiece, the axes of the shafts 12 and 13 can be fixed and the workpiece 16 can rotate as it is advanced between the milling cutters io and ii.

Der in Fig. 1, 2 und 3 dargestellte besondere Fräser besteht aus einem Stück und ist mit einer Reihe von Schneidzähnen i9 am Umfang versehen. Die Fräser io und ii können aus einem vollen Stück Werkzeugstahl hoher Schnittgeschwindigkeit oder aus einem Körper von Hartmetall, z.B. Wolfram-Karbid, Wolfram-Titan-Karbid oder einem anderen gepulverten metallurgischen Karbid bestehen, wie dies allgemein bekannt ist und für die Spanabhebung Anwendung findet.The particular cutter shown in Figs. 1, 2 and 3 consists of one Piece and is provided with a row of cutting teeth i9 on the circumference. The cutter io and ii can be made from a full piece of high-speed tool steel or from a body of hard metal, e.g. tungsten carbide, tungsten titanium carbide or some other powdered metallurgical carbide, as generally is known and is used for chip removal.

Die Fräser io und ii sind mit einer Höchstzahl oder mit der nahezu größten Zahl von Schneidzähnen bei -geringster oder möglichst geringer Teilung versehen, die geradlinig parallel zu den Fräserachsen verlaufen können oder, wie dargestellt, vorzugsweise die Form einer Spirale oder einer Schraubenlinie haben, die sich in bekannter Weise um den zylindrischen Fräser windet. Die Teilung der Schneidzähne kann natürlich in Abhängigkeit von der Größe des Fräsers und von den Eigenschaften des zu fräsenden Werkstücks verschieden sein, sie liegt jedoch für die Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung im Bereich von 0,4 bis 12,7 mm und beträgt vorzugsweise 3,2 oder 6,4 mm. Jede einzelne Schneidkante oder jeder Zahn kann in beliebiger Gestalt geschliffen oder geformt sein, um gemäß den Erfahrungen der Praxis Spielraum usw. zu bilden. Ebenfalls kann die Zahntiefe verschieden sein, Von Bedeutung ist es, daß der Spielraum für die Späne ausreicht, um eine geeignete Spanbildung zu gestatten. .The cutters io and ii are with a maximum number or with the near Provide the largest number of cutting teeth with the lowest or lowest possible pitch, which can run in a straight line parallel to the milling cutter axes or, as shown, preferably have the shape of a spiral or a helix that extends into known way winds around the cylindrical milling cutter. The division of the cutting teeth can of course depending on the size of the milling cutter and the properties of the workpiece to be milled may be different, but it lies for the exercise of the method according to the invention in the range of 0.4 to 12.7 mm and is preferably 3.2 or 6.4 mm. Each individual cutting edge or each tooth can have any shape be ground or shaped to give leeway, etc., according to practical experience. to build. The depth of the teeth can also be different, it is important that the clearance for the chips is sufficient to allow suitable chip formation. .

Beim Arbeiten der Vorrichtung der Fig. i und -2 zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung werden die Fräser io und ii auf den Wellen 12 und 13 mit genügender Geschwindigkeit,gedreht, um eine Um-_ fangsgeschwindigkeit von über 300 M. p. M. zu erreichen, und die Wellen laufen mit den Fräsern gemeinsam um das Werkstück 16 mit einer Geschwindigkeit, die von der Länge der Fräser und der Geschwindigkeit abhängt, mit der dasWerkstück in Längsrichtung vorgeschoben wird. Die beiden letzten Faktoren stehen derart in Beziehung, daß die Fräser mit Sicherheit einem Schraubenweg um das Werkstück bei einer geringen Überlappung gemäß Fig. 2 folgen, um zu verhindern, daß eine haarschnittähnliche Fläche entsteht und um zu gewährleisten, daß die Fräser die gesamte Fläche des Werkstücks bestreichen. Die Geschwindigkeit, mit der die Fräser gemeinsam um. das Werkstück umlaufen, steht mit der Umfangsgeschwindigkeit und der Anzahl der Fräserzähne derart in Beziehung, daß eine angemessene Span- oder Zahnbelastung vorhanden ist. Wenn daher die Fräserlänge und die Zähnezahl feststeht, so sind die Geschwindigkeit der gemeinsamen Drehung der Fräser um das Werkstück und die Geschwindigkeit, mit der das Werkstück in Längsrichtung vorgeschoben wird, proportional zu der Umfangsgeschwindigkeit bzw. der Drehzahl der Fräser.When operating the device of FIGS. I and 2 to carry out the method according to the invention, the milling cutters io and ii are rotated on the shafts 12 and 13 at sufficient speed to achieve a circumferential speed of over 300 M.p. M., and the shafts run with the cutters together around the workpiece 16 at a speed which depends on the length of the cutter and the speed at which the workpiece is advanced in the longitudinal direction. The last two factors are related in such a way that the cutters are certain to follow a helical path around the workpiece with a slight overlap as shown in FIG Coat the workpiece. The speed at which the cutters move together. rotate the workpiece, is related to the peripheral speed and the number of cutter teeth in such a way that an adequate chip or tooth load is present. If, therefore, the milling cutter length and the number of teeth are fixed, the speed of the joint rotation of the milling cutters around the workpiece and the speed at which the workpiece is advanced in the longitudinal direction are proportional to the peripheral speed and the rotational speed of the milling cutters.

Bei einem charakteristischen Fräsvorgang können Fräser, die etwa mit 1500 Umdr./min angetrieben werden und einen Durchmesser von etwa ioo mm sowie eine Zahnteilung von 6,4 mm haben, verwendet werden, um einen Rundstab in einer Tiefe von o,8 mm zu fräsen, wobei die Vorschubgeschwindigkeit des Rundstabes beim Fräsen etwa 15 m/min -beträgt.In the case of a characteristic milling process, milling cutters, for example with 1500 rev / min are driven and a diameter of about 100 mm as well as a Tooth pitch of 6.4 mm, used to make a round rod at a depth of 0.8 mm to be milled, whereby the feed speed of the round rod when milling about 15 m / min.

Wenn auch einstückige Fräser der in Fig. i und 2 dargestellten Art vom Standpunkt der Herstellung aus für die Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung, bei welchem die, Zähne die erforderliche feine Teilung aufweisen und die Vibration der Zähne vermieden ist, völlig ausreichen, so sind solche Fräser, insbesondere, wenn sie aus Hartmetäll bestehen, verhältnismäßig teuer. In Fig. q. bis 7 ist die Ausbildung eines Fräsers veranschaulicht, welcher in .der Herstellung und Unterhaltung billiger ist und in gleicher Weise bei den hohen Fräsgeschwindigkeiten der Erfindung zur Zufriedenheit arbeitet.Even if one-piece milling cutter of the type shown in Fig. I and 2 from the manufacturing point of view for the implementation of the method according to the invention, in which the teeth have the required fine pitch and the vibration of the teeth is avoided, completely sufficient, so are such cutters, in particular, if they are made of hard metal, relatively expensive. In Fig. Q. to 7 is the Training of a milling cutter demonstrates which in. The manufacture and maintenance is cheaper and equally at the high milling speeds of the invention works to satisfaction.

Der Fräser der Fig. q. bis 7 ist ebenfalls ein Walzenfräser und besteht aus einer Stahlnabe oder einem Stahlkern 2o, der so abgesetzt ist, daß zwei in Abstand zueinander liegende Flansche oder Rippen 21 und 22 entstehen. Jeder Flansch 21, 22 hat mehrere im gegenseitigen Abstand angeordnete Schlitze 23, die durch Fräsen oder auf andere Weise in den Flanschen ausgebildet sein können und unter einem geeigneten Winkel zur schraubenlinienförmigen Anordnung der Zähne verlaufen, wie am besten aus Fig. 7 ersichtlich. Die Steigung der Schraubenlinie kann von Null bis etwa 25° schwanken, wobei ein Winkel von 18° üblich ist. Ein wesentlich kleinerer Winkel als 18° kann beim Fräsen bestimmter Werkstückarten einen gleichzeitigen Eingriff mehrerer Zähne verhindern, der gerade für die Verringerung der zwangsweise auftretenden Vibrationen so erwünscht ist, während ein wesentlich größerer Winkel die auf den Fräser wirkenden seitlichen Schubkräfte vergrößert, was unerwünscht sein kann. In jedem Fall ergibt eine wesentlich größere Steigung der Schraubenlinie als 18° keine Möglichkeit, die verstärkten seitlichen Schubkräfte herabzusetzen. Die Schlitze 23 sind über den Umfang des Fräserkörpers verteilt und nehmen die Schneidzähne 24 auf, die dadurch, daß sie einzeln in eine Masse von nichtarbeitenden oder unnachgiebigem Material, z: B. in einen organisch plastischen Stoff oder in ein Metall bzw. eine Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt eingebettet sind, in ihrer Lage in dem Fräserkörper gehalten werden, wie noch beschrieben wird.The milling cutter of Fig. Q. to 7 is also a plain milling cutter and consists from a steel hub or a steel core 2o, which is offset so that two at a distance Flanges or ribs 21 and 22 lying opposite one another are produced. Each flange 21, 22 has a plurality of mutually spaced slots 23 made by milling or otherwise formed in the flanges and under a suitable one Angles to the helical arrangement of the teeth are as best can be seen from FIG. 7. The pitch of the helix can be from zero to about 25 ° fluctuate, an angle of 18 ° is common. A much smaller angle than 18 °, a simultaneous intervention can be used when milling certain types of workpiece Prevent multiple teeth from just reducing the inevitably occurring Vibration is so desirable while having a much larger angle on the The side thrust forces acting on the milling cutter are increased, which can be undesirable. In each case gives a much larger one Slope of the helix than 18 ° there is no way to reduce the increased lateral thrust forces. The slots 23 are distributed over the circumference of the cutter body and take the cutting teeth 24 on that by being separated into a mass of nonworking or unrelenting Material, e.g. in an organically plastic substance or in a metal or a Low melting point alloys are embedded in their location in the cutter body be held as will be described.

Um die Zähne 24 in den Schlitzen 23 zu befestigen, ist der Körper 2o mit einer Reihe von axial verlaufenden Bohrungen 25 sowie von radial verlaufenden Bohrungen 26 versehen, die mit den axialen Bohrungen und mit dem Umfangseinschnitt zwischen den Flanschen 21 und 22 in Verbindung stehen. Nachdem die Zähne oder Klingen 24 in die Schlitze 23 eingesetzt sind, kann diese Gesamtanordnung in eine geeignete Form gebracht werden, in welcher der mit 27 in Fig. 6 bezeichnete plastische Stoff in die Bohrungen 25 und 26 sowie in .die Schlitze 23 und den Raum zwischen den Flanschen 2i und 22 getrieben wird, so daß er die Schneidzähne vollständig umgibt und einschließt. Nach diesem Formvorgang wird der plastische Stoff 27 zunächst geschliffen und teilweise von der Schneidfläche jedes Zahnes entfernt, so daß ein geeigneter Span-Spielraum gemäß Fig. 6 entsteht. Die Zähne selbst werden alsdann zunächst an dem Umfang und darauf an der Schneidfläche geschliffen, wodurch der Fräser fertiggestellt ist. Der besondere Fräser der Fig. 4 bis 7- hat bei einem Durchmesser von 300 mm 150 Schneidzähne was eine Zahnteilung von etwa 6,4 mm ergibt. Die Zähnezahl kann offensichtlich derart vergrößert oder verkleinert werden, daß gegebenenfalls die Zahnteilung zwischen 1,6 mm und 12,7 mm schwankt.In order to fix the teeth 24 in the slots 23, the body 2o is provided with a series of axially extending bores 25 and radially extending bores 26 which are in communication with the axial bores and with the circumferential incision between the flanges 21 and 22. After the teeth or blades 24 have been inserted into the slots 23, this overall arrangement can be brought into a suitable form, in which the plastic material denoted by 27 in FIG. 6 into the bores 25 and 26 as well as into the slots 23 and the space is driven between the flanges 2i and 22 so that it completely surrounds and encloses the cutting teeth. After this molding process, the plastic material 27 is first ground and partially removed from the cutting surface of each tooth, so that a suitable chip clearance as shown in FIG. 6 is created. The teeth themselves are then first ground on the circumference and then on the cutting surface, as a result of which the milling cutter is completed. The special milling cutter of FIGS. 4 to 7 has 150 cutting teeth with a diameter of 300 mm, which results in a tooth pitch of about 6.4 mm. The number of teeth can obviously be increased or decreased in such a way that the tooth pitch may vary between 1.6 mm and 12.7 mm.

Wie bereits erwähnt, ist die Zahnteilung für die Ausübung der Erfindung so gewählt, daß mit Sicherheit mehrere Zähne jederzeit im Eingriff mit dem Werkstück stehen. Die richtige Zähnezahl, die auf diese Weise mit dem Werkstück jederzeit im Eingriff ist, hängt von dem Fräserdurchmesser, von dem Werkstückdurchmesser im Falle der Bearbeitung von Rundstäben oder von der Werkstoffbreite beim Flächenfräsen sowie von der Schnittiefe ab. Fig. 8 und 9 geben hierfür zwei Beispiele wieder. Der Fräser und die in Fig. 8 durch die Linie 28 schematisch angedeuteten Zähne stellen einen Fräser von Zoo mm Durchmesser mit einer Zahnteilung von 6,4 mm dar, der für eine Schnittiefe von 3,2 mm in einem Rundstab 29 von 25,4 mm Durchmesser verwendet wird. Unter diesen Umständen sind hier drei Zähne jederzeit im Eingriff mit dem Werkstück, was die oben beschriebene Stabilisierungswirkung für die Herabsetzung der Zahnvibration auf ein Mindestmaß hervorruft. In dem Beispiel der Fig. 9 ist der gleiche Fräser durch die Linie 28 schematisch veranschaulicht, der in einem Rundstab 30 von 50 mm Durchmesser einen Span von 3,2 mm abhebt; in diesem Fall sind vier Zähne jederzeit im Eingriff mit dem Werkstück. Bei der Bearbeitung eines Stabes von ioo mm Durchmesser mit diesem Fräser würden beim Fräsen jederzeit fünf Zähne im Eingriff mit dem Werkstück sein. Für das Verfahren gemäß der Erfindung mit dem Fräser der Fig- 4 bis 7 ist eine Umfangsgeschwindigkeit von 45o M. p. M. praktisch völlig angezeigt und ist vielleicht sogar niedrig. Eine Umfangsgeschwindigkeit von 45o M. p. M. erfordert etwa 500 Umdr./min des Fräsers, und für 150 Zähne mit einer Zahnbelastung von 0,125 mm beträgt die Vorschubgeschwindigkeit 9,5 m/min. Dieser Wert ist um ein Vielfaches größer als die 1,5 bis 2,3 m/min, die gegenwärtig üblich sind. Da aber die Standzeit des Werkzeugs oder der Zeitraum zwischen den Nachschliffen in gleicher Weise verbessert wird, ergibt sich eine viel größere Verbesserung in dem Faktor RL. Nimmt man beispielsweise nach der üblichen Praxis für den Faktor R einen Durchschnittswert von 75 an, so beträgt seine Verbesserung etwa 500°/0; da jedoch die Stand-' zeit des Werkzeugs um das Vierfache vergrößert wird, wie dies durch Versuchsergebnisse nachweisbar ist, steigt bei der Ausübung der Erfindung der Faktor RL um 2000 °/o.As already mentioned, the tooth pitch for practicing the invention is chosen so that a plurality of teeth are always in engagement with the workpiece. The correct number of teeth, which is always in contact with the workpiece in this way, depends on the cutter diameter, on the workpiece diameter in the case of machining round bars or on the material width for surface milling and on the depth of cut. FIGS. 8 and 9 show two examples of this. The milling cutter and the teeth indicated schematically in FIG. 8 by the line 28 represent a milling cutter with a diameter of zoo mm with a tooth pitch of 6.4 mm, the one for a depth of cut of 3.2 mm in a round rod 29 of 25.4 mm Diameter is used. Under these circumstances, three teeth are always in engagement with the workpiece, which produces the stabilizing effect described above for reducing tooth vibration to a minimum. In the example of FIG. 9, the same milling cutter is schematically illustrated by the line 28, which removes a 3.2 mm chip in a round rod 30 of 50 mm diameter; in this case four teeth are always in contact with the workpiece. When machining a rod with a diameter of 100 mm with this milling cutter, five teeth would be in contact with the workpiece at any time. For the method according to the invention with the milling cutter of FIGS. 4 to 7, a peripheral speed of 45o M.p. is required. M. is practically completely indicated and is perhaps even low. A circumferential speed of 45o M. p. M. requires about 500 rev / min of the cutter, and for 150 teeth with a tooth load of 0.125 mm the feed rate is 9.5 m / min. This value is many times greater than the 1.5 to 2.3 m / min that are currently common. However, since the service life of the tool or the period between regrinding is improved in the same way, there is a much greater improvement in the factor RL. For example, if one assumes an average value of 75 for the factor R in accordance with normal practice, its improvement is about 500 ° / 0; However, since the service life of the tool is increased by four times, as can be demonstrated by test results, the factor RL increases by 2000% when the invention is carried out.

Für Fräser mit Hartmetallzähnen, die in der beschriebenen Weise eingesetzt sind, wurde außerdem festgestellt, daß eine Umfangsgeschwindigkeit von 180o M. p. M. möglich ist. Dies ergibt eine Drehzahl von 2ooo und eine vergrößerte Vorschubgeschwindigkeit von 38.m/min, obwohl bisher noch keine Fräsmaschine hergestellt wurde, die für derartige Vorschubgeschwindigkeiten geeignet wäre, wurden tatsächliche Versuchsgänge mit einem Walzenfräser von ioo mm Durchmesser durchgeführt, bei dem 5o kräftige Hartmetallklingen in plastisches Material eingesetzt waren. Dieser Versuchsfräser wurde zum Fräsen einer Vanadium-Gußeisen-Legierung mit einer Brinellhärte von 22o verwendet. Das Werkstück war in der zu .bearbeitenden Fläche etwa 25 mm breit und i2oo mm lang: Die Drehzahl der Fräserspindel betrug 1462. Mithin belief sich die Umfangsgeschwindigkeit des Walzenfräsers von ioo mm Durchmesser auf etwa 45o M. p. M.For milling cutters with hard metal teeth used in the manner described have also been found that a peripheral speed of 180o M. p. M. is possible. This results in a speed of 2ooo and an increased feed rate of 38.m / min, although no milling machine has yet been manufactured that is suitable for such Feed rates would have been suitable were actual test runs with a Roller milling cutter with a diameter of 100 mm was carried out with the 50 strong hard metal blades were set in plastic material. This experimental cutter was used for milling a vanadium-cast iron alloy with a Brinell hardness of 22o. That The workpiece was about 25 mm wide and 1200 mm long in the area to be machined: The speed of the milling spindle was 1462. The peripheral speed was thus of the cylindrical milling cutter from 100 mm in diameter to about 45o M. p. M.

Für die Versuche wurde eine Maschine mit einem 25 PS-Motor benutzt. Der Maschinentisch hat normalerweise eine Vorschubgeschwindigkeit von 1,9 m/min mit einem Schnellgang von 7,6 m/min. Die Vorschubspindel wurde von der Kraftquelle abgeschaltet und durch einen besonderen Motor mit 120o Umdr./min angetrieben. Sie hatte eine Steigung von 12,5 mm, wodurch der Tisch bei voller Motordrehzahl eine Bewegung von 15 m/min ausführte. Es war nicht möglich, einen größeren Span als 0,75 mm abzunehmen, da die verfügbare Kraft etwas unter 25 PS lag. Die Arbeit unter diesen Bedingungen mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 450 M. p. M. und einem Tischvorschub von 15 m/min war ausgezeichnet, und die Ergebnisse waren bei einer sehr günstigen Spanbildung mit entsprechender Oberflächenbeschaffenheit besser als bei allen bisher bekannten Verfahren der Spanabhebung. Die Zeit, die zum Bestreichen der Länge des Werkstückes von i2oo mm erforderlich war, betrug vier Sekunden, die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches lag also etwas über 15 m/min.A machine with a 25 HP motor was used for the tests. The machine table normally has a feed speed of 1.9 m / min with an overdrive of 7.6 m / min. The feed spindle was switched off by the power source and driven by a special motor with 120o rev / min. It had a pitch of 12.5 mm, as a result of which the table carried out a movement of 15 m / min at full motor speed. It was not possible to take a chip larger than 0.75mm as the available force was just under 25hp. The work under these conditions with a peripheral speed of 450 M. p. M. and a table feed rate of 15 m / min was excellent, and the results were better than with all previously known methods of chip removal with a very favorable chip formation with a corresponding surface finish. The time that was required to coat the length of the workpiece, which was 1200 mm, was four seconds, so the feed speed of the table was a little over 15 m / min.

Wenn dieser Versuch mit der üblichen Fräsbearbeitung des gleichen Materials durch einen Stahlfräser mit hoher Schnittgeschwindigkeit verglichen wird, so sieht man, daß die Umfangsgeschwindigkeit für diesen Schnellarbeitsstahl nicht über 15 m/min liegen würde. Die Spindeldrehzahl würde etwa auf 46 Umdr./min herabgesetzt sein. Der Stahlfräser von ioo mrn Durchmesser würde nicht mehr als zwölf Zähne aufweisen, noch könnte er eine Spanbelastung von mehr als 0,125 mm ertragen, wobei sich eine Vorschubgeschwindigkeit von 0,07 m/min ergibt.If this experiment is compared with the usual milling of the same material using a steel milling cutter with a high cutting speed, it can be seen that the peripheral speed for this high-speed steel would not exceed 15 m / min. The spindle speed would be reduced to about 46 rev / min. The steel milling cutter with a diameter of 100 mm would have no more than twelve teeth, nor could it withstand a chip load of more than 0.125 mm, resulting in a feed rate of 0.07 m / min.

Auch wenn ein einstöckiger Fräser von ioo mm Durchmesser aus Schnellstahl mit der gleichen Zahnteilung wie bei dem Hartmetallfräser, mit welchem der Versuch durchgeführt wurde, verwendet wird, so würde sich bei der gleichen Zahnbelastung von o,125 mm eine Vorschubgeschwindigkeit des Tisches von 0,3 m/min ergeben. Dieser Versuch kann noch weiterhin mit einem Hartmetallfräser üblicher Ausführung in Vergleich gesetzt werden, bei welchem die Hartmetallzähne durch Keile mechanisch festgehalten werden. Ein Fräser dieser Art von ioo mm Durchmesser würde höchstens acht Zähne haben. Verwendet man dann die gleiche Zahnbelastung wie bei Schnellstahl, aber eine Umfangsgeschwindigkeit von 15o m/min, so würde die Vorschubgeschwindigkeit o,45 m/min betragen. Eine höhere Spanbelastung kann bei Hartmetall zur Anwendung kommen; wenn sie auf 0,25 mm gesteigert wird, so würde die Vorschubgeschwindigkeit auf o,9 m/min anwachsen. In keinem Falle könnte sie aber auf 15 m/min vergrößert werden, wie dies bei dem Versuch tatsächlich der Fall war. Es wurde ein zweiter Versuch bei einem Walzenfräser von ioo mm Durchmesser mit 50 Hartmetallzähnen auf der gleichen Maschine angestellt, wobei aber Stahl der Type Standard SAE io2o (Kohlenstoffstahl mit einem C-Gehalt von o,18 bis 0,23 0/0) für das Werkstück benutzt wurde. Alle übrigen Arbeitsbedingungen waren die gleichen, einschließlich Spanbelastung, Umfangsgeschwindigkeit und Tischgeschwindigkeit von 15 m/min, und es wurden wieder ausgezeichnete Ergebnisse sowohl hinsichtlich der Oberflächenbeschaffenheit als auch der Genauigkeit erzielt.Even if a one-piece milling cutter with a diameter of 100 mm made of high-speed steel with the same tooth pitch as the hard metal milling cutter with which the experiment was carried out is used, the table would have a feed rate of 0.3 for the same tooth load of 0.125 mm m / min. This experiment can still be compared with a conventional hard metal milling cutter, in which the hard metal teeth are mechanically held in place by wedges. A mill of this kind, 100 mm in diameter, would have no more than eight teeth. If the same tooth load is then used as with high-speed steel, but a peripheral speed of 150 m / min, the feed rate would be 0.45 m / min. A higher chip load can be used with hard metal; if it is increased to 0.25 mm, the feed rate would increase to 0.9 m / min. In no case could it be increased to 15 m / min, as was actually the case in the experiment. A second attempt was made on the same machine with a cylindrical milling cutter of 100 mm diameter with 50 hard metal teeth, but using standard SAE io2o steel (carbon steel with a C content of 0.18 to 0.23 0/0) for the Workpiece was used. All other working conditions were the same, including the chip load, peripheral speed and table speed of 15 m / min, and excellent results were again obtained in terms of both surface finish and accuracy.

Als weiterer Punkt bei der Vergrößerung der Tischgeschwindigkeit ist in allen Fällen der Kraftbedarf des Fräswerkzeuges zu beachten. Die Spanbelastung kann innerhalb der durch den Fräser eingesetzten Grenzen nur bis zu der Größe der verfügbaren Kraft gesteiger!- werden. Hierbei ist es wiederum wichtig, daß das Fräsverfahren und der Fräser, wie sie den Gegenstand der Erfindung bilden, für eine gegebene Zahnbelastung weniger Kraft erfordern als bisher üblich. Die Krafterfordernisse eines Fräsvorganges sind allgemein als Faktor K bekannt, der bestimmt ist als die Anzahl PS je Raumeinheit des in der Minute abgehobenen Metalls. Es ist offensichtlich, daß, je kleiner der Faktor K ist, die Vorteile eines gegebenen Fräsverfahrens desto größer sind, weil ein größeres Volumen des Metalls bei einer gegebenen Größe der verfügbaren Kraft in der Minute abgehoben werden kann.Another point in increasing the table speed is In all cases, the power requirement of the milling tool must be taken into account. The chip load can only be up to the size of the available strength increased! Here again it is important that the milling process and the milling cutter, as they form the subject of the invention, for a given tooth load require less force than usual. The power requirements of a milling process are generally known as factor K, which is determined as the number of PS per unit of space of the metal removed per minute. It is obvious that the smaller the Factor K is, because the advantages of a given milling process are greater a greater volume of metal for a given amount of force available can be withdrawn in the minute.

Die folgenden Tabellen mögen dazu dienen, diese Faktoren K für verschiedene Metalle unter Anwendung der üblichen Verfahren und bei dem Verfahren und dem Fräser nach der Erfindung zu vergleichen. Faktor K für Stahl Faktor K Faktor K Faktor K cm3/min/PS PS/cm3/min PS/cm3/min Brinell- härte bekannte Verfahren Verfahrennach der Erfindung A I B C ioo 13,1 0,0762 0,0183 150 11,5 0,o878 0,0213 200 10,7 0,0935 0,0244 250 9,8 0,io2- 0,0305 300 9,o 0,111 0,0367 400 8,2 0,122 0,0457 Die linke Spalte der Tabelle gibt die Brinellhärte für einen gegebenen Stahl an. Spalte A ist der Faktor K für einen gegebenen Stahl, ausgedrückt in cm3 des in der Minute abgehobenen Metalls je PS. Der entsprechende Faktor K ist für die Erfindung ausgedrückt in PS je cm3 je Minute; es muß also der reziproke Wert der Spalte A benutzt werden, um den entsprechenden Faktor K zu bestimmen. Dies ist in Spalte B dargetan, die den Faktor K für die üblichen Verfahren und Fräser angibt. Die Spalte C zeigt den entsprechenden Faktor K in PS je cm3 je Minute gemäß den Erfordernissen des Verfahrens nach der Erfindung.The following tables may serve to compare these factors K for various metals using conventional methods and the method and cutter of the invention. Factor K for steel Factor K Factor K Factor K cm3 / min / PS PS / cm3 / min PS / cm3 / min Brinell harden known procedures according to procedure the invention AIBC ioo 13.1 0 0762 0.0183 1 50 11.5 0.078 0.0213 1 200 0, 7 0,0 35 9 0.0244 25 0 9 , 8 0, io2-0.0305 300 9 o 0, 1 11 0.0367 400 8.2 0.122 0.0457 The left column of the table gives the Brinell hardness for a given steel. Column A is the factor K for a given steel, expressed in cm3 of metal lifted per minute per PS. The corresponding factor K for the invention is expressed in PS per cm3 per minute; the reciprocal value of column A must therefore be used to determine the corresponding factor K. This is shown in column B, which gives the factor K for the usual methods and milling cutters. Column C shows the corresponding factor K in PS per cm3 per minute according to the requirements of the method according to the invention.

Die erste Kolonne der folgenden Tabelle gibt den Faktor K für die bekannten Verfahren und Fräser bei der Bearbeitung des gesamten Materials an. Die zweite Kolonne zeigt den entsprechenden Faktor K für die Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung. Faktor K Faktor K PS/cm./min PS/cm3/min Werkstoff (bekanntes (Verfahren Verfahren) nach der Erfindung) Gußeisen (hart) ..... 0;0426 0,0214 SAE 1112 (kaltgezogen) (Automatenstahl: 0,08-0,13°/o C) . . . . . . . 0,o641 0,o183 Rostfreier Stahl .... 0,0732 o,o2o6 SAE io2o (geschmiedet) (Kohlenstoffstahl: o,i8-o,230/0 C) ... .... . 0,o762 0,0244 SAE 2345 (geschmiedet) (Nickelstahl 0,43-o,48.0/0 C: 325-3,75 01a Ni) ...... 0,0762 0,0244 Aus den vorstehenden Tabellen ergibt sich, daß die zur Abhebung einer gegebenen Metallmenge bei dem Verfahren und den Arbeitsbedingungen der Erfindung erforderliche Kraft weit herabgesetzt ist; es kann also eine größere Menge Metall abgehoben werden, ausgedrückt in cm3 je Minute bei einem gegebenen Kraftaufwand.The first column of the following table gives the factor K for the known methods and milling cutters when machining the entire material. The second column shows the corresponding factor K for carrying out the method according to the invention. Factor K factor K PS / cm. / Min PS / cm3 / min Material (known (process Procedure) according to the Invention) Cast iron (hard) ..... 0; 0426 0.0214 SAE 1112 (cold drawn) (Free cutting steel: 0.08-0.13 ° / o C). . . . . . . 0, o641 0, o183 Stainless steel .... 0.0732 o, o2o6 SAE io2o (forged) (Carbon steel: o, i8-o, 230/0 C) ... ..... 0.0762 0.0244 SAE 2345 (forged) (Nickel steel 0.43-o, 48.0 / 0 C: 325-3.75 01a Ni) ...... 0.0762 0.0244 From the foregoing tables it can be seen that the force required to lift a given amount of metal in the method and operating conditions of the invention is greatly reduced; This means that a larger amount of metal can be lifted, expressed in cm3 per minute with a given amount of force.

Die erforderliche Anzahl von PS für die Metallabhebung hängt von dem Maß in Volumeinheit je Minute ab, mit welchem das Metall gefräst oder abgehoben wird. Dieses Maß ist von drei Faktoren abhängig, nämlich von der Schnittbreite, der Schnitttiefe und der Vorschübgeschwindigkeit. Wie bereits erwähnt, stellt die Vorschubgeschwindigkeit das Produkt der Zahnbelastung mit der Zähnezahl des Fräsers und mit der Spindeldrehzahl dar. Mit der Änderung der Schnittbreite, der Schnittiefe oder der Zahnbelastung ändert sich also die Anzahl der PS.The number of horsepower required for metal liftoff depends on the Measure in volume unit per minute with which the metal was milled or lifted off will. This dimension depends on three factors, namely the cutting width, the depth of cut and the feed rate. As mentioned earlier, the Feed rate is the product of the tooth load with the number of teeth on the cutter and with the spindle speed. With the change in the cutting width, the cutting depth or the tooth load changes the number of PS.

Um diese Faktoren K für verschiedene Werkstoffe zu bestimmen, wurden Versuche auf einer 25-PS-Hochleistungsmaschine, die besonders für hohe Tischgeschwindigkeiten durchgebildet ist, gemacht. Der Fräser hatte einen Durchmesser von Zoo mm und 7o Hartmetallklingen, die gemäß der Erfindung in plastisches Material eingesetzt waren. Wie vorher wurde die Maschine abgeändert, um die Vorschubgeschwindigkeit auf 15 m/min zu vergrößern. Die Versuchsstäbe bestanden hierbei aus Stahl des Typs »STRESSPROOFa, SAE io2o (Kohlenstoffstahl: o,iß bis o,23 °% C) und aus Mechanite. Diese Stäbe waren 25 mm breit und ioo mm hoch bei einer Länge von iooo mm. Die gewählte Spindeldrehzahl war 1462 Umdr.-min, und die Vorschubgeschwindigkeit betrug 15 m/min, woraus sich eine Spanbelastung von etwas mehr als o,i25.mm ergab. Die Schnittiefe war 1,25 mm, und gemäß der oben angeführten Formel für die Bestimmung des Volumens je Minute des abgehobenen Metalls wurde diese Menge mit 4947 cm3 bestimmt.In order to determine these factors K for different materials, Try on a 25 hp high-performance machine, especially designed for high table speeds is educated, made. The cutter was zoo mm and 7o in diameter Tungsten carbide blades that were inserted into plastic material according to the invention. As before, the machine has been modified to set the feed speed to 15 m / min to increase. The test rods consisted of steel of the type »STRESSPROOFa, SAE io2o (carbon steel: o, eat to o, 23 °% C) and made of Mechanite. These bars were 25 mm wide and 100 mm high with a length of 100 mm. The selected spindle speed was 1462 rpm, and the feed speed was 15 m / min, from which resulted in a chip load of slightly more than 0.125 mm. The depth of cut was 1.25 mm, and according to the formula given above for determining the volume per minute of the metal removed, this amount was determined to be 4947 cm3.

Da die an dem Fräser verfügbare Anzahl von PS bei diesen Versuchsreihen etwa 20 und die Menge des in der Minute abgehobenen Metalls 491,7 cm3 betrug, war der Faktor K etwa 0,0407. Beim Gebrauch von Stahlfräsern oder Schneidelementen hoher Geschwindigkeit ist der Faktor K für normale Stähle (18o bis Zoo Brinellhärte) 0,i22. Der Faktor K ist bei der üblichen Hartmetalltechnik o,0762, während er bei dem Verfahren nach der Erfindung etwa bei 0,0305 liegt. Für Gußeisen ist der Faktor K bei der Verwendung von Schnellstahl etwa 0,0935. Bei der üblichen Hartmetalltechnik beträgt er 0,0367, während er bei dem Verfahren nach der Erfindung mit Hartmetall hoher Schnittgeschwindigkeit 0,o183 ist.Since the number of PS available on the milling cutter in these series of tests was about 20 and the amount of metal removed per minute was 491.7 cm3, the factor K was about 0.0407. When using steel milling cutters or high-speed cutting elements, the factor K for normal steels (18o to Zoo Brinell hardness) is 0.12. The factor K in conventional hard metal technology is 0.0762, while in the method according to the invention it is approximately 0.0305 . For cast iron, when using high speed steel, the factor K is about 0.0935. In the usual hard metal technology it is 0.0367, while in the method according to the invention with hard metal at a high cutting speed it is 0.0183.

Bei dem Verfahren und der Ausführung des Fräsers nach der Erfindung gibt es keine Grenzen für diQ Schnittiefe. Die einzige Beschränkung beruht auf der verhältnismäßig geringen Anzahl von PS, die bei neueren Spindeln zur Verfügung steht, auch wenn die Anzahl der PS sehr groß ist. Sind ioo PS verfügbar, dann könnte die Schnittiefe leicht auf etwa 4.,5 mm vergrößert werden. Dies ergibt sich aus der Multiplikation der Schnittbreite mit einer Schnittiefe von 4,5 mm und einer Vorschubgeschwindigkeit von 15 m/min, was 1770 cm3 abgehobenen Metalls je Minute bedeutet. Hierfür sind etwas weniger als ioo PS bei Stahl und etwa 40 PS bei Gußeisen erforderlich. Die vorstehenden Versuche zeigen also, daß die Ergebnisse der hierbei angewendeten Verfahren und Fräser, ausgedrückt in abgehobenem Metall, ausgezeichnet sind.With the method and the execution of the milling cutter according to the invention there are no limits for the cutting depth. The only limitation is due to the relatively small number of horsepower available on newer spindles, even if the number of horsepower is very large. If 100 hp are available, the cutting depth could easily be increased to about 4.5 mm. This results from the multiplication of the cutting width with a cutting depth of 4.5 mm and a feed speed of 15 m / min, which means 1770 cm3 of lifted metal per minute. This requires a little less than 100 hp for steel and around 40 hp for cast iron. The above experiments show that the results of the methods and milling cutters used, expressed in terms of metal lifted, are excellent.

Aus den vorstehenden Überlegungen ist ersichtlich, daß das Verfahren gemäß der Erfindung zum Fräsen eines Teils oder Werkstücks die Möglichkeit einschließt, die Vorschubgeschwindigkeiten, die mit den bekannten Fräsern und Verfahren für möglich gehalten wurden, um wenigstens das Zehnfache und gleichzeitig den Faktor RL um das Vierzigfache zu vergrößern. Kurz zusammengefaßt kann also festgestellt werden, daß die Umfangsgeschwindigkeiten bei Werkstoffen aus Eisen oder Eisenlegierungen mit Fräsern, die Hartmetallschneidelemente haben, bis zum gegenwärtigen Augenblick selten einen Wert von z2;7 m/min und niemals einen solchen von 25,4 m/min überschritten haben. Gemäß der Erfindung ist diese Umfangsgeschwindigkeit tatsächlich auf wenigtens 63,5 m/min gesteigert worden, mit der Maßgabe, daß 25o bis 500 m/min nicht übermäßig sind, wenn es die Maschinenkonstruktion zuläßt. Diese letzten Werte sind angegeben, weil bei den Versuchen der Fräser entsprechend den durch die Maschine gesetzten Grenzen für die Vorschubgeschwindigkeit nur mit einem Viertel der Drehzahl umlief. Außerdem ermöglicht es die Fräserausführung und das Verfahren, daß die Vorschubgeschwindigkeit für das Werkstück von dem gegenwärtig üblichen Höchstwert von 1,5 m/min auf wenigstens 15 m/min bei größerer Lebensdauer des Fräsers und einer infolgedessen bedeutenden Vergrößerung des Faktors RL gesteigert wird. Ferner werden die Umfangsgeschwindigkeiten bei wenigstens 6o m/min angesetzt, falls es möglich ist ,Maschinen zu verwenden, die zur Arbeit bei derart hohen Vorschubgeschwindigkeiten geeignet sind.From the above considerations it can be seen that the method according to the invention for milling a part or workpiece includes the possibility of the feed rates which have been thought possible with the known milling cutters and methods by at least ten times and at the same time the factor RL by forty times to enlarge. In short, it can be stated that the circumferential speeds of materials made of iron or iron alloys with milling cutters that have hard metal cutting elements have seldom exceeded a value of z2; 7 m / min and never a value of 25.4 m / min . According to the invention, this peripheral speed has actually been increased to at least 63.5 m / min, with the proviso that 25o to 500 m / min are not excessive, if the machine design permits. These last values are given because during the tests the milling cutter only rotated at a quarter of the speed according to the limits set by the machine for the feed speed. In addition, the milling cutter design and method enables the workpiece feed rate to be increased from the current maximum value of 1.5 m / min to at least 15 m / min with longer cutter life and a consequent significant increase in the RL factor. Furthermore, the peripheral speeds are set at at least 60 m / min, if it is possible to use machines which are suitable for working at such high feed speeds.

Die Fräserausführung mit dem Einsatz von Schneidelementen in eine plastische Matrize wirkt in solchem Maße auf die Vibrationen dämpfend, daß erheblich vergrößerte Umfangsgeschwindigkeiten anwendbar werden, und bei dem Einsatz der Schneidelemente in dieser Art ist es ebenfalls möglich, die spezifische Zähnezahl gegenüber der bekannten Praxis zu steigern. In gleicher Weise kann ein größerer Bereich von Zahnbelastungen verwendet werden ohne Gefahr für den Fräser und bei einer sich ergebenden überlegenen Oberflächenbeschaffenheit an dem fertiggestellten Erzeugnis. Bisher wurden Zahnbelastungen außerhalb des Bereiches von 0,125 bis 0,375 mm entweder hinsichtlich der Standzeit des Werkzeugs oder hinsichtlich der fertigen Oberfläche als unpraktisch angesehen. Gemäß der Erfindung kann jedoch der Bereich der zufriedenstellenden Zahnbelastungen-in Abhängigkeit von den üblichen anerkannten Faktoren von 0,o25 bis o,625 mm schwanken.The milling cutter design with the use of cutting elements in a plastic die has such a dampening effect on the vibrations that considerably increased circumferential speeds can be used, and when the cutting elements are used in this way, it is also possible to increase the specific number of teeth compared to the known practice . Likewise, a wider range of tooth loads can be used without harm to the cutter and with a resulting superior surface finish on the finished product. Tooth loads outside the range of 0.125 to 0.375 mm, either in terms of tool life or in terms of the finished surface, have been considered impractical. According to the invention, however, the range of satisfactory tooth loads can vary from 0.025 to 0.625 mm, depending on the commonly recognized factors.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for machining surfaces made of iron and iron alloys, in which a continuous row of cutting teeth is brought into engagement with a workpiece made of iron or iron alloys at a tooth or peripheral speed of over 300 m / min, characterized in that the cutting teeth (ig , 23, 2q.) Have a pitch of 12.7 mm or less; that at least two of the teeth (ig, 23, 2q.) are in engagement with the workpiece (16, 7,9, 30) at any time during the machining process, and that the workpiece (16, 29, 30) and the teeth (19, 23, 2q.) Are moved against each other at a feed rate that is sufficiently above 2.3 m / min to ensure a continuous effective chip load on all teeth (ig, 23, 2q. ) to create.

2. Tool for performing the method according to claim i, characterized in that the continuous row of cutting teeth (1g, 23) is made from one piece with a tooth support body (io, 2o).

3. Tool for Exercising the method according to claim i, characterized in that the teeth (2q.) fixed in a die made of vibration-damping, non-working material (27) are, as a result of which they are dampened against vibration during engagement with the workpiece will. Publications considered: German Patent Specifications No. 272 225, 838 1o5; Swiss patents No. 26o 138, 272 335. MTZ magazine (Motor-Technische-Zeitschrift), Vol. 13, No. 5, May 1952, pp. I27 to 129, with reference to literature from 1949 (Automotive Industry magazine from 9/1/1949); Metall magazine, 6th year, January 1952, issue 1/2, pp. 22 to 2q ..