DEP0045046DA - Hartmetall-Schlagfräser und deren Antrieb - Google Patents

Description

Beim Fräsen ebener oder Formflächen werden bisher Schaft-, Stirn-, Walzen- oder Profilfräser sowie Messerköpfe verwendet, wobei die Fräser, von dem stumpf angeschweißten Schaft aus Regelstahl abgesehen, allgemein aus Werkzeug- oder Schnellstahl mit einer grösseren Anzahl von Schneiden hergestellt sind. Beim Arbeiten mit derartigen Fräsern oder Messerköpfen der bekannten Ausführungsformen stehen, von Sonderausführungen abgesehen, stets mehrere Schneiden oder Messer gleichzeitig im Schnitt.

Nachdem sich beim Drehen die Hartmetallteile durch ihre grossen Vorteile gegenüber den Schnellstahlmeisseln durchgesetzt hatten, wurden Versuche unternommen, die Hartmetalle auch bei den Fräswerkzeugen zu benutzen, indem man in den Messerköpfen bekannter Bauart die Schnellstahlmesser durch Messerhalter mit aufgesetzten Hartmetallplatten ersetzte.

Die Praxis zeigte indessen, daß derartige, mit Hartmetallschneiden versehene Messerköpfe alter Bauart schon nach verhältnismässig kurzer Einsatzzeit durch Ausbrechen der Hartmetallschneiden schadhaft werden und die Vorteile der Hartmetalle, grosse Spanleistungen durch erhöhte Schnittgeschwindigkeiten zu erzielen, nicht ausgenutzt werden konnten. Die Erfindung nimmt nun folgende Erscheinung als Ursache des Versagens der Hartmetalle bei Fräsköpfen bekannter Bauart an:

Bestimmend für den Kraftverbrauch einer Werkzeugmaschine ist die Schnittgeschwindigkeit des Werkzeuges und die sich aus Vorschub und Schnittiefe ergebende Werkstoffabnahme. Wird also die Schnittgeschwindigkeit erhöht, wächst bei gleichbleibendem Vorschub der Kraftverbrauch und übersteigt sehr bald die an normalen Fräsmaschinen bisher üblichen (verhältnismässig geringen) Antriebsleistungen. Die Folge ist ein Absinken der Schnittgeschwindigkeit, die wegen Unterschreitung der jedem Hartmetall zugehörigen optimalen Schnittgeschwindigkeit zu einer frühzeitigen Zerstörung der Hartmetallschneiden führt. Dieser Vorgang wird begünstigt durch folgende Erscheinung: Es ist bekannt, daß bei den Messerköpfen üblicher Bauart mit einer Vielzahl von Messern das Nachschleifen der Messer auch auf den hierfür entwickelten Spezialschleifmaschinen nur bedingt einwandfrei durchgeführt werden kann und es sorgfältige und langwierige Arbeit erfordert, die Messerköpfe im Durchmesser so gleichmässig zu schleifen, daß jede Messerschneide die gleiche Werkstoffmenge abnimmt. Diese unterschiedlichen Schneidenbelastungen führen dann infolge des Spieles in den Antrieben der Frässpindel und des Aufspanntisches des Werkstückes zu Schwingungen, die eine frühzeitige Zerstörung der Hartmetallschneiden begünstigen.

Die nachteiligen Folgen der vorstehenden Erscheinung werden beim Arbeiten mit Hartmetall-Schlagfräsern dadurch vermieden, daß beim Fräsen mit derartigen Werkzeugen nur immer ein Messer im Schnitt steht und der Vorschub je Fräserumdrehung entsprechend der Antriebsleistung der Maschine herabgesetzt wird. Nach der Erfindung wird daher entweder überhaupt nur eine Messerschneide im Werkzeug vorgesehen oder es wird bei der Anordnung mehrerer Messer der Abstand zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Messern größer gehalten als die Breite der zu bearbeitenden Werkstückfläche.

Die Hartmetall-Schlagfräser bestehen dabei aus einem Stahlkörper, in die in ihren Abmessungen genormte Hartmetallmeissel leicht auswechselbar und nach Lehren leicht einstellbar eingesetzt sind, wobei die Hartmetallmeissel auf normalen Stähleschleifmaschinen schnell und einwandfrei geschliffen werden.

Die betriebliche Anwendung von Hartmetall-Schlagfräsern der vorher gekennzeichneten Ausführungsart hat gezeigt, daß auch auf Fräsmaschinen mit den bisher üblichen verhältnismässig geringen Antriebsleistungen mit den für Hartmetall üblichen Schnittgeschwindigkeiten gearbeitet werden kann und daß sich aus der durch die Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit ergebenden höheren Drehzahl trotz Vorschubminderung je Spindelumdrehung eine erhebliche Steigerung der Spanleistungen, gleichbedeutend mit einer Verkürzung der Bearbeitungszeiten, gegenüber dem Arbeiten mit Werkzeugen aus Schnellstahl ergibt.

Ein anderer Erfindungsgedanke ergibt sich aus der während der Entwicklungszeit des neuartigen Werkzeuges gewonnenen Erkenntnis, daß beim Fräsen mit solchen Schlagfräsern die Schnittgeschwindigkeit des Werkzeuges dem zu bearbeitenden Werkstoff nicht mehr so genau zugeordnet werden muß, wie bei den üblichen Werkzeugen. Die durch verschiedenen Zahnradvorgelege erreichte weitgehende Unterteilung der Frässpindeldrehzahlen zur Anpassung der Schnittgeschwindigkeit an den zu bearbeitenden Werkstoff ist nicht mehr erforderlich, da die Arbeitsgeschwindigkeit bei den verschiedenen Werkstoffen ziemlich gleich groß gehalten werden kann. Eine Grobregulierung der Frässpindeldrehzahlen kann zweckmässig sein, ihr ihrer Durchführung können die Zahnradvorgelege vermindert werden bzw. genügt die Verwendung von in ihrer Drehzahl regelbaren Antriebsvorrichtungen.

Die Erfindung besteht darin, daß die Frässpindel unmittelbar mit der Antriebsvorrichtung gekuppelt ist; zweckmässig besteht dabei der Antrieb aus einem in seiner Drehzahl regelbaren Elektromotor.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist die Erfindung dargestellt.

Es zeigen:

Abb. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Schlagfräser,

Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B in Abb. 1,

Abb. 3 und 4 je eine Draufsicht auf einen Schlagfräser mit zwei und drei Messern in Verbindung mit einem zu bearbeitenden Werkstück.

Abb. 5 die Seitenansicht einer Fräsmaschine mit dem Schlagmesserfräser,

Abb. 6 die Stirnansicht dazu.

Der Schlagfräser nach Abb. 1 ist mittels Steigewindes auf einen Aufnahmedorn 2 aufgesetzt und gegen Drehung durch einen Splint 3 gesichert. Am unteren Rand des Schlagfräsers sind die Schlagmesser 4 mit aufgesetzten Plättchen 5 aus Hartmetall vorgesehen und durch einen Kegelstift 6 (Abb. 2) befestigt.

Der Schlagfräser wird in Richtung des Pfeiles x (Abb. 1) über das zu bearbeitende Werkstück 7 hinwegbewegt und dabei in rasche Umdrehung versetzt (Pfeil y in Abb. 2). Bei dem Schlagfräser 8 nach Abb. 3 sind zwei Messer 9, 10 um 180° zueinander versetzt angeordnet. Der Abstand zwischen den beiden Messern ist grösser als die Breite der zu bearbeitenden Fläche des Werkstückes 11.

Der Schlagfräser 12 nach Abb. 4 trägt drei um 120° zueinander versetzte Messer 13, 14, 15. Auch hierbei ist der Abstand zwischen zwei nacheinander zum Schnitt kommenden Messern grösser als die Breite der Fläche des Werkstückes 16, so daß jeweils nur eines der Messer im Schnitt steht.

Es können auch Schlagfräser mit mehr als drei Messern zur Durchführung des Erfindungsgedankens verwendet werden; maßgebend ist in jedem Falle das Einhalten des angegebenen Verhältnisses zwischen dem Abstand zweier aufeinanderfolgender Messer und der Breite der Bearbeitungsfläche, um zu erreichen, daß jeweils nur ein Messer im Schnitt steht.

Wie aus Abb. 5 und 6 ersichtlich, ist die Frässpindel 2 unmittelbar mit dem Elektromotor 17 gekuppelt. Der das Werkstück tragende Vorschubschlitten 18 wird mittels Elektromotor 19 bewegt.

Claims (2)

1. Mit Hartmetall bestückte Fräser mit mehreren Schneiden, die an derselben Werkstückfläche zur Wirkung kommen, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Messern grösser ist als die Breite der zu bearbeitenden Werkstückfläche.

2. Antrieb zum Fräser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frässpindel mit dem Schlagmesserfräger unmittelbar mit der Antriebsvorrichtung gekuppelt ist.