WO2020015862A1 - Formfräser, insbesondere sägenfräser - Google Patents

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WO2020015862A1
WO2020015862A1 PCT/EP2019/025238 EP2019025238W WO2020015862A1 WO 2020015862 A1 WO2020015862 A1 WO 2020015862A1 EP 2019025238 W EP2019025238 W EP 2019025238W WO 2020015862 A1 WO2020015862 A1 WO 2020015862A1
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WO
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strip
wear
milling cutter
cutting tooth
cutting
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/025238
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Grigo
Original Assignee
Gebr. Saacke Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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Priority claimed from DE102018005730.6A external-priority patent/DE102018005730A1/de
Application filed by Gebr. Saacke Gmbh & Co. Kg filed Critical Gebr. Saacke Gmbh & Co. Kg
Publication of WO2020015862A1 publication Critical patent/WO2020015862A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/12—Cutters specially designed for producing particular profiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/16—Milling-cutters characterised by physical features other than shape
    • B23C5/18—Milling-cutters characterised by physical features other than shape with permanently-fixed cutter-bits or teeth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D65/00—Making tools for sawing machines or sawing devices for use in cutting any kind of material
    • B23D65/04—Making saw teeth by milling

Definitions

  • Form cutters in particular saw cutters
  • the invention relates to a form milling cutter, in particular a saw milling cutter, which has a cylindrical or conical base body and cutting teeth carried by the base body and oriented across the circumference transversely or obliquely to the longitudinal axis of the base body.
  • Such a form cutter is such. B. from DE 195 21 472 C1 of the applicant and is used in particular for the production of a toothing, wherein the term "toothing" is to be understood in the broadest sense.
  • toothing In addition to the interlocking of Gear wheels, toothed racks or the like can also be used to manufacture saw blades, for example, with such a gear cutting tool.
  • Form milling of this type is one of the continuously working gearing processes and is extremely flexible and productive. The rotation of the form milling cutter produces the actual cutting movement, with such a milling tool being able to generate all the number of teeth, profile displacements and any oblique angle by varying the machine settings.
  • the teeth of the form milling cutter wear out due to the machining of the workpiece to be machined.
  • milling tools that are made entirely of hard metal are therefore often used, and the cutting teeth are often additionally provided with a wear-resistant coating, in particular — as an example — with a PVD layer.
  • a disadvantage of such a procedure is that such a form milling cutter is expensive to manufacture due to its formation from hard metal and / or the coating of the cutting teeth with the abovementioned wear-inhibiting layer.
  • a tool is known from DE 25 17 288 A1, which is coated with a hard material coating at the places subject to wear. It is envisaged that a layer of titanium carbide and above that a layer of titanium carbon nitride with a high nitrogen content is applied at the aforementioned locations. It is also provided here that the known tool is covered with one of the aforementioned layers.
  • DE 10 2014 208 125 A1 describes a tool for machining workpieces with a base body having a central axis, which has an outer surface with a hard material layer applied at least to regions of the outer surface, into which at least one geometrically defined cutting edge is incorporated.
  • a central front area and central axis of the base body are free of the aforementioned hard material layer.
  • the disadvantage is the use of a wear-reducing coating, which increases the manufacturing costs of the known tool.
  • stud milling cutters that is to say a milling tool in whose base bodies studs can be inserted. Only these studs are made of hard metal and / or have a wear-resistant layer.
  • Such a configuration has the advantage over the gear cutting tools, which are made entirely of hard metal, in particular such form cutters, that only the cutting studs which come into engagement with the workpiece during machining have to be made of hard metal and / or have to be coated with a wear-resistant layer.
  • the disadvantage of this is that the studs are expensive to attach to the base body.
  • a hob for producing gears in the hobbing process which has a cylindrical base body with transverse grooves. Comb-like cutting tooth studs can be inserted into these transverse grooves, the individual tooth heads of which form a helical arrangement above the base body.
  • DE 201 09 197 U1 describes a form milling cutter which is said to be particularly suitable for the machining of spectacle lenses.
  • the form milling cutter known from the aforementioned publication has a cylindrical base body with a plurality of cutting edges which are provided on an outer circumferential surface of the cylindrical base body. Adjacent blades have different pitch angles and the blades with different pitch angles are arranged alternately.
  • the cylindrical base body consists of an iron material which is composed of steel or hard metal.
  • the cutting edges provided on the peripheral surface of the cylindrical base body preferably consist of at least one cutting material which consists of hard metal, fast-processing steel, polycrystalline diamond or cubic boron nitrides.
  • the cutting edges are ground from the cylindrical base body made of hard metal.
  • the cutting edges are soldered to the base body or are clamped in a groove on the base body by means of two clamping screws.
  • the base body can then be made of steel.
  • an end mill with at least one cutting edge made of polycrystalline diamond or polycrystalline boron nitride is known, which is connected to the base body by a soldered connection.
  • the front part of this cutting edge made of hard metal is part of a sleeve which sits on a pin which is formed in one piece with the base body and is soldered to the adjacent peripheral surfaces.
  • a hob is known, which consists of several detachably interconnected parts, each with a helical rib for fastening cross-toothed and clamped hard metal knives in a known manner.
  • At least one cutting tooth of the form cutter according to the invention has at least one strip made of a wear-resistant or at least reduced-wear material, that this at least one cutting tooth has at least one groove for receiving the at least one strip, and that the groove provided in the groove Strip is firmly connected to the cutting tooth.
  • the measures according to the invention advantageously form a form milling cutter, in particular a saw milling cutter, which is distinguished by its cost-effective production.
  • An advantageous development of the invention provides that at least one strip of the wear-resistant or at least wear-reduced material is accommodated in at least one groove of at least one cutting tooth, and that this at least one strip in the groove by means of a connection technique such as soldering, gluing or welding in the groove of the cutting tooth is fixed.
  • a further advantageous development of the invention provides that the first and / or the second strip of at least one cutting tooth of the tool according to the invention is formed by coating the corresponding area of the at least one groove of the cutting tooth with the wear-resistant or at least wear-reduced material.
  • a further advantageous development of the invention provides that at least one strip of at least one cutting tooth of the tool according to the invention is formed by overlay welding of a corresponding wear-resistant or at least reduced-wear material by introducing a corresponding material or material mixture into the groove provided according to the invention and by overlay welding the strip provided according to the invention is formed.
  • a further advantageous development of the invention provides that the wear-resistant or at least wear-reduced strip provided according to the invention is formed in the groove by laser alloying of the corresponding region of the groove.
  • a further advantageous development of the invention provides that the first and / or the second strip of at least one cutting tooth is made of a hard metal, a carbide metal or a ceramic material. This advantageously enables increased wear resistance of the cutting tooth in the aforementioned exposed areas.
  • FIG. 1 shows a perspective illustration of an exemplary embodiment of a form milling cutter
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the exemplary embodiment
  • Figure 3 is an end view of the embodiment
  • FIGs 4a-4d details of Figures 2 and 3.
  • FIG. 1 to 3 show an embodiment of a form cutter, in particular a saw cutter, generally designated 1, which has a base body 2, on the circumferential surface 2 'of which a sequence of cutting teeth 3 is arranged, which are separated by flutes 4.
  • the base body 2 is conical and in particular in the shape of a truncated cone. This is not mandatory, it is also possible to use a cylindrical base body.
  • the cutting teeth are arranged obliquely to the longitudinal axis of the base body 2. But it is also possible that the cutting teeth 3 transversely to this longitudinal axis of the base body 2 are arranged.
  • a combination of the aforementioned measures is also possible in principle. Such a tool is known and therefore does not have to be described in more detail.
  • a form cutter 1 shown in the figures is assumed, that is to say a frustoconical base body 2 with cutting teeth 3 running transversely to its longitudinal direction and arranged spirally on its peripheral surface 2 '.
  • the person skilled in the art can see from the following description which If necessary, he has to make changes to a different tool.
  • FIGS. 4a and 4b show an enlarged view of the upper area of FIG. 3.
  • the sequence of the cutting teeth 3a shown in FIG. 3 is shown in a solid line, while the cutting teeth 3b of the further row of cutting teeth 3b lying in the circumferential direction or direction of rotation behind the aforementioned row of cutting teeth 3a — which in FIG. 3 are not shown - are shown by a dashed line. It can be seen that a back 6 of each cutting tooth 3a or 3b overlaps an area 7 with a breast 5 of the associated cutting tooth 3b or 3a.
  • a cutting tooth 3a is shown solid.
  • a dashed line shows part of a back 6 of a first cutting tooth 3b 'and part of a breast 5 of a second cutting tooth 3b' ', the back 6 of the first cutting tooth 3b' with the breast 5 of the cutting tooth 3a for forming a nes tooth of the tooth to be produced and the breast 5 of the second
  • Cutting tooth 3b "interacts with the back 6 of cutting tooth 3a to form the tooth following the aforementioned tooth of the toothing to be introduced into the workpiece. It can be seen that the first strip 8a of the breast 5 of the cutting tooth 3a and the second strip 8b of the back 6 of this cutting tooth 3a are arranged in the overlap region 7 described above.
  • FIG. 4c shows a first cutting tooth 3a in the viewing direction of arrow X and FIG. 4d shows a cutting tooth 3a in the viewing direction of arrow Y.
  • At least one and preferably a plurality or all or all of the cutting teeth 3, 3a, 3b of the form cutter 1 - as can best be seen from FIGS. 4b-4d - have a strip 8a and / or 8b made of a wear-resistant or have at least wear-reduced material.
  • the strip 8a is here in the lower region 5 '
  • the breast 5 of the relevant cutting tooth 3, 3a, 3b and the strip 8b are arranged in the lower region 6 'of the back 6 of the corresponding cutting tooth 3, 3a, 3b.
  • the area or areas of at least one and preferably all cutting teeth 3, 3a, 3b of the milling cutter 1 have the strips 8a and 6 described above in their areas 5 ', 6' forming the tips of the respective teeth of the toothing to be produced / or 8b made of a wear-resistant or at least wear-reduced material, it is advantageously achieved that the service life of the form cutter 1 described is increased.
  • the described design of the cutting teeth 3, 3a, 3b it is advantageously not necessary to produce the entire form milling cutter 1 or at least the entire cutting teeth 3, 3a, 3b from a wear-resistant and therefore expensive hard metal.
  • the cutting teeth or cutting teeth 3, 3a, 3b each have a groove 9, in each of which a strip 8a, 8b is present.
  • this can be done by inserting prefabricated strips 8a, 8b into the groove 9 and fixing them in the groove 9.
  • the thickness of these strips 8a, 8b preferably corresponds to the depth of the groove 9.
  • the prefabricated strips 8a, 8b can be fixed in the respective groove 9 by means of a suitable connection technique such as gluing, welding or soldering.
  • the strips 8a, 8b are preferably made of hard metal or a ceramic or carbide material. It is therefore provided that the above-mentioned connection technique means that the strip or strips 8a, 8b are non-detachably connected to the respective cutting tooth 3, 3a, 3b.
  • the corresponding areas of the cutting teeth 3, 3a, 3b with a wear-resistant or at least wear-reduced layer by coating, such as, for example, B. by cladding.
  • a corresponding welding filler material for the volume build-up of the corresponding strip 8a, 8b is introduced into the groove 9 and melted by the aforementioned welding, so that after this molten material has solidified, the corresponding strip 8a, 8b is formed in the groove 9.
  • the groove 9 is thus preferably filled or filled by the filler metal, any excess that may occur is reworked, if necessary.
  • the corresponding strips 8a, 8b by laser alloying, in that a metal coating forming the corresponding strips 8a, 8b is produced in the groove 9 by the laser alloying.
  • the groove 9 is preferably filled or filled by the material applied during laser alloying, and protrusions are also preferably reworked, if necessary.
  • the strips 8a, 8b - as can be seen from FIGS. 4c and 4d - have two slightly curved longitudinal edges 9a, 9b and side edges 9c, 9d.
  • Such an embodiment is expedient, in particular when the prefabricated strips 8a and / or 8b, which are preferably formed from a hard metal, a ceramic material or a carbide material, are to be introduced into the groove 9 and fixed therein. But it is not mandatory. Rather, it is possible to design the strips 8a and / or 8b differently from such a contour. In particular, it is also possible that one or both longitudinal edges 9a, 9b of the strips 8a, 8b have a polygonal, straight or a differently contoured course.
  • these strips 8a, 8b need not be the same throughout, that is to say that the strips 8a, 8b have a substantially constant cross section. This can also be seen from FIGS. 4c and 4d, where the strips 8a, 8b shown there have a semicircular cross section. A large number of different configurations of the strips 8a, 8b are thus possible with regard to their edge contour and / or their thickness.
  • the cutting teeth 3, 3a, 3b and base body 2 are formed as integral components of the form cutter 1.
  • one or more or all of the saw teeth 3, 3a, 3b to be applied to the base body 2 of the milling cutter 1 as separate components of the milling cutter 1, as is the case, for example, with the stud milling cutter described at the beginning Case is.
  • the measures described advantageously create a form milling cutter 1, in particular a saw milling cutter, which is distinguished by its cost-effective production. It is provided that not - as in the prior art - the entire form cutter 1 is made of a hard metal or at least the cutting teeth 3, 3a, 3b are made of such a hard metal and / or are completely coated with a wear-resistant layer, but rather only Areas of the cutting teeth 3, 3a, 3b particularly exposed during the machining process, in particular the areas 5 ', 6' of the aforementioned cutting teeth 3, 3a, 3b forming the tips of the toothing to be produced, with at least one strip 8a, 8b made of a wear-resistant one or wear-reduced material are formed, an inexpensive manufacture of such a milling cutter 1 is advantageously made possible.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Formfräser, welcher einen zylindrischen oder konischen Grundkörper (2) und vom Grundkörper (2) getragene über dessen Umfangsfläche (2') hinweg quer oder schräg zur Längsachse des Grundkörpers (2) ausgerichtete Schneidzähne (3, 3a, 3b) besitzt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mindestens ein Schneidzahn (3, 3a, 3b) des Formfräsers (1) mindestens einen Streifen (8a, 8b) aus einem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material besitzt, dass dieser mindestens eine Schneidzahn (3, 3a, 3b) mindestens eine Nut (9) zur Aufnahme des mindestens einen Streifens (8a, 8b) aufweist, und dass der in der Nut (9) vorgesehene Streifen (8a, 8b) mit dem Schneidzahn (3a, 3b) fest verbunden ist.

Description

Formfräser, insbesondere Sägenfräser
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Formfräser, insbesondere einen Sägenfräser, welcher einen zylindrischen oder konischen Grundkörper und vom Grundkörper getra- gene, über den Umfang hinweg quer oder schräg zur Längsachse des Grundkör- pers ausgerichtete Schneidzähne besitzt.
Ein derartiger Formfräser ist z. B. aus der DE 195 21 472 C1 der Anmelderin bekannt und dient insbesondere zur Herstellung einer Verzahnung, wobei der Begriff „Verzahnung“ im weitesten Sinne zu verstehen ist. Neben der Verzahnung von Zahnrädern, Zahnstangen oder dergleichen lassen sich mit einem solchen Ver- zahnungswerkzeug beispielsweise auch Sägeblätter hersteilen. Ein derartiges Formfräsen zählt zu den kontinuierlich arbeitenden Verzahnungsverfahren und ist äußerst flexibel und produktiv. Die Drehung des Formfräsers erzeugt die eigentliche Schnittbewegung, wobei sich mit einem derartigen Fräswerkzeug sämtliche Zähnezahlen, Profilverschiebungen und beliebige Schrägwinkel durch Variieren der Maschineneinstellungen erzeugen lassen.
Bei dem aus der vorgenannten Druckschrift bekannten Fräswerkzeug ist vorgese- hen, dass zwischen zwei zur Erzeugung mindestens eines spitzenartigen Vor- sprungs in die Oberfläche eines zu bearbeitenden Werkstücks dienenden Haupt- schneiden mindestens eine auf den oberen Bereich des spitzenartigen Vor- sprungs einwirkende Nebenschneide angeordnet ist. Das derart ausgebildete Fräswerkzeug ermöglicht es, eine nachteilige Gratbildung bei den herzustellenden spitzenartigen Vorsprüngen des Werkstücks zu eliminieren oder zumindest zu reduzieren und auch die Standzeit des Fräswerkzeugs selbst zu erhöhen. Allerdings ist eine derartige Ausgestaltung - Hauptschneiden mit mindestens einer zwischen zwei zusammenwirkenden Hauptschneiden angeordneter Nebenschneide - aufwendig in ihrer Herstellung.
Durch das Zerspanen des zu bearbeitenden Werkstücks verschleißen die Zähne des Formfräsers. In der Praxis werden daher oft Fräswerkzeuge eingesetzt, die vollständig aus Hartmetall bestehen, wobei die Schneidzähne zusätzlich oft mit ei- ner verschleißhemmenden Beschichtung, insbesondere - als Beispiel - mit einer PVD-Schicht, versehen sind. Nachteilig an einer derartigen Vorgangsweise ist je- doch, dass ein derartiger Formfräser aufgrund seiner Ausbildung aus Hartmetall und/oder der Beschichtung der Schneidzähne mit der vorgenannten verschleiß- hemmenden Schicht teuer in seiner Herstellung ist.
Aus der DE 25 17 288 A1 ist ein Werkzeug bekannt, welches an den auf Verschleiß beanspruchten Stellen mit einem Überzug aus Hartstoffen beschichtet ist. Hierbei ist vorgesehen, dass an vorgenannten Stellen zunächst eine Schicht aus Titancarbid und darüber eine Schicht aus Titankarbonnitrid mit hohem Stickstoff- gehalt aufgebracht wird. Auch hier ist also vorgesehen, dass das bekannte Werk- zeug mit einer der vorgenannten Schichten überzogen ist.
Die DE 10 2014 208 125 A1 beschreibt ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung von Werkstück mit einem eine Mittelachse aufweisenden Grundkörper, der eine Außenfläche mit einer zumindest auf Bereichen der Außenfläche aufgebrachten Hartstoffschicht aufweist, in die mindestens eine geometrisch definierte Schneide eingearbeitet ist. Ein zentraler Frontbereich und Mittelachse des Grundkörpers ist frei von der vorgenannten Hartstoffschicht. Nachteilig ist auch hier wieder die Ver- wendung einer verschleißreduzierenden Beschichtung, welche die Herstellungskosten des bekannten Werkzeugs verteuert.
Es ist daher ebenfalls bekannt, derartige Fräswerkzeuge als sogenannte„Stollenfräser“ auszubilden, also einem Fräswerkzeug, in dessen Grundkörper Stollen einsetzbar sind. Nur diese Stollen sind hierbei aus Hartmetall ausgebildet und/oder weisen eine verschleißhemmende Schicht auf. Eine derartige Ausgestal- tung besitzt gegenüber den vollständig aus Hartmetall bestehenden Verzahnungswerkzeugen, insbesondere derartigen Formfräsern, den Vorteil, dass nur die beim Zerspanen mit dem Werkstück in Eingriff tretenden Schneidstollen aus Hartmetall gefertigt und/oder mit einer verschleißhemmenden Schicht überzogen sein müssen. Nachteilig daran aber ist, dass das Anbringen der Stollen am Grundkörper aufwendig ist.
Aus der DE 32 41 696 C1 ist z. B. ein Wälzfräser zur Herstellung von Verzahnun- gen im Abwälzverfahren bekannt, der einen zylinderförmigen Grundkörper mit Quernuten aufweist. In diese Quernuten sind kammartige Schneidzahn-stollen einsetzbar, deren einzelne Zahnköpfe über dem Grundkörper eine schraubenlinienförmige Anordnung ergeben. Die DE 201 09 197 U1 beschreibt einen Formfräser, der sich insbesondere zur spanenden Endbearbeitung von Brillengläsern eignen soll. Der aus der vorgenannten Druckschrift bekannte Formfräser weist einen zylinderförmigen Grundkörper mit einer Mehrzahl von Schneiden, die an einer äußeren Umfangsfläche des zylinderförmigen Grundkörpers vorgesehen sind, auf. Benachbarte Schneiden weisen hierbei unterschiedliche Steigungswinkel auf und die Schneiden mit unterschiedlichen Steigungswinkeln sind alternierend angeordnet. Bevorzugt wird, dass der zylinderförmige Grundkörper aus einem Eisenwerkstoff besteht, der sich aus Stahl oder Hartmetall zusammensetzt. Die an der Umfangsfläche des zylinderförmigen Grundkörpers vorgesehenen Schneiden bestehen vorzugsweise aus zumindest einem Schneidwerkstoff, der aus Hartmetall, schnellverarbeitendem Stahl, polykristallinem Diamant oder kubischen Bornitriden besteht. Die Schnei- den werden dabei gemäß einer Ausführungsform des bekannten Fräsers aus dem aus Hartmetall bestehenden zylinderförmigen Grundkörper geschliffen. Eine derartige Variante ist teuer und unwirtschaftlich, da bei dieser Ausführungsform des bekannten Formfräsers nicht nur die Schneiden, sondern auch der Grundkörper aus einem teuren Hartmetall gefertigt sein müssen. Gemäß weiterer Varianten des in der vorgenannten Druckschrift beschriebenen Formfräsers ist vorgesehen, dass die Schneiden auf den Grundkörper gelötet oder mittels zweier Spann- schrauben in einer Nut auf dem Grundkörper aufgespannt sind. In diesem Fall sind nur die gesamten Schneiden aus Hartmetall ausgebildet, der Grundkörper kann dann aus Stahl ausgebildet werden.
Aus der DE 199 46 799 A1 ist ein Schaftfräser mit wenigstens einer aus polykri- stallinem Diamant oder polykristallinem Bornitrid bestehenden Schneide bekannt, welche durch eine Lötverbindung mit dem Grundkörper verbunden ist. Der vor- dere Teil dieser Schneide aus Hartmetall ist Teil einer Hülse, die auf einem ein- stückig mit dem Grundkörper ausgebildeten Zapfen sitzt und mit diesem an den aneinandergrenzenden Umfangsflächen verlötet ist. Aus der DE 66 06 490 U ist ein Abwälzfräser bekannt, welcher aus mehreren lösbar miteinander verbundenen Teilen besteht, jeweils mit einer schraubenförmig verlaufenden Rippe zur Befestigung von in an sich bekannter Weise kreuzverzahnten und festgeklemmten Hartmetallmessern versehen ist.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Formfräser, insbesondere einen Sägenfräser der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass sich der erfindungsgemäße Formfräser kostengünstig hersteilen lässt.
Diese Aufgabe wird durch erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Schneidzahn des erfindungsgemäßen Formfräsers mindestens einen Streifen aus einem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material besitzt, dass dieser mindestens eine Schneidzahn mindestens eine Nut zur Aufnahme des mindestens einen Streifens aufweist, und dass der in der Nut vorgesehene Streifen mit dem Schneidzahn fest verbunden ist.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise ein Formfräser, insbesondere ein Sägenfräser, ausgebildet, welcher sich durch seine kostengünstige Herstellung auszeichnet. Indem nun vorgesehen ist, dass mindestens ein und vorzugsweise alle Schneidzähne des erfindungsgemäßen Werkzeugs in mindestens einem besonders verschleißexponierten Bereich der Senk- rechten des oder der erfindungsgemäß ausgebildeten Schneidzähne mit einem ersten Streifen aus einem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material und/oder der Rücken des oder der erfindungsgemäß ausgebildeten Schneidzähne mit mindestens einem zweiten Streifen aus dem vorgenannten Ma- terial ausgebildet ist, ist es in vorteilhafter Art und Weise nicht mehr erforderlich, das gesamte Werkzeug, also auch den Grundkörper desselben, und/oder die ge- samten Schneidzähne aus einem verschleißfesten, aber teuren Hartmetall auszu- bilden und/oder mit einer verschleißreduzierenden Beschichtung zu versehen. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise somit die Herstellung eines derartigen Formfräsers verbilligt, wobei aber gleichzeitig eine hohe Standzeit gegeben ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in mindestens einer Nut mindestens eines Schneidzahns mindestens ein Streifen aus dem verschleiß- festen oder zumindest verschleißreduzierten Material aufgenommen ist, und dass dieser mindestens eine Streifen in der Nut mittels einer Verbindungstechnik wie Löten, Kleben oder Schweißen in der Nut des Schneidzahns fixiert ist.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der erste und/oder der zweite Streifen mindestens eines Schneidzahns des erfindungsge- mäßen Werkzeugs durch ein Beschichten des entsprechenden Bereichs der min- destens einen Nut des Schneidzahns mit dem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material ausgebildet ist.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mindestens ein Streifen mindestens eines Schneidzahns des erfindungsgemäßen Werkzeugs durch ein Auftragsschweißen eines entsprechenden verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Materials ausgebildet ist, indem in die erfindungsge- mäß vorgesehene Nut ein entsprechendes Material oder Materialiengemisch eingebracht und durch ein Auftragsschweißen desselben der erfindungsgemäß vor- gesehene Streifen ausgebildet ist.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in der Nut der erfindungsgemäß vorgesehene, verschleißfeste oder zumindest verschleißreduzierte Streifen durch ein Laserlegieren des entsprechenden Bereichs der Nut ausgebildet ist. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der erste und/oder der zweite Streifen mindestens eines Schneidzahns aus einem Hartmetall, einem Carbid-Metall oder aus einem Keramikmaterial ausgebildet ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Art und Weise eine erhöhte Verschleißfestigkeit des Schneidzahns in den vorgenannten exponierten Bereichen ermöglicht.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, das im Folgenden anhand der Figuren beschrieben wird. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Formfräsers,
Figur 2 einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel,
Figur 3 eine Stirnansicht des Ausführungsbeispiels, und
Figuren 4a-4d Details der Figuren 2 und 3.
In den Figuren 1 bis 3 ist ein allgemein mit 1 bezeichnetes Ausführungsbeispiel eines Formfräsers, insbesondere eines Sägenfräsers, dargestellt, welches einen Grundkörper 2 besitzt, an dessen Umfangfläche 2' eine Abfolge von Schneidzäh- nen 3 angeordnet ist, welche durch Spannuten 4 getrennt sind. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Grundkörper 2 konisch und insbesondere ke- gelstumpfförmig ausgebildet. Dies ist nicht zwingend, es ist auch möglich, einen zylinderförmigen Grundkörper zu verwenden. Im hier gezeigten Ausführungsbei- spiel sind die Schneidzähne schräg zur Längsachse des Grundkörpers 2 angeordnet. Es ist aber auch möglich, dass die Schneidzähne 3 quer zu dieser Längs- achse des Grundkörpers 2 angeordnet sind. Auch eine Kombination der vorge- nannten Maßnahmen ist grundsätzlich möglich. Ein derartiges Werkzeug ist be- kannt und muss daher nicht mehr näher beschrieben werden.
Bei nachfolgender Beschreibung wird jedoch von dem in den Figuren gezeigten Aufbau eines Formfräsers 1 ausgegangen, also ein kegelstumpfförmiger Grundkörper 2 mit quer zu dessen Längsrichtung verlaufenden und spiralförmig an des- sen Umfangfläche 2‘ angeordneten Schneidzähnen 3. Dem Fachmann ist aus nachfolgender Beschreibung ersichtlich, welche Änderungen er erforderlichenfalls an einem anders aufgebauten Werkzeug vorzunehmen hat.
Die Abfolge der Schneidzähne 3 des Formfräsers 1 ist insbesondere aus den Figuren 4a und 4b ersichtlich, wobei die Figur 4a eine vergrößerte Darstellung des oberen Bereichs der Figur 3 zeigt. In dieser Figur ist die Abfolge der in Figur 3 ge- zeigten Schneidzähne 3a in einer durchgezogenen Linie dargestellt, während die Schneidzähne 3b der in Umfangsrichtung bzw. Rotationsrichtung hinter der vorgenannten Reihe von Schneidzähnen 3a liegende weitere Reihe von Schneidzähnen 3b - welche in der Figur 3 nicht gezeigt sind - durch eine strichlierte Linie dargestellt sind. Man erkennt, dass ein Rücken 6 eines jeden Schneidzahns 3a bzw. 3b mit einer Brust 5 des dazugehörigen Schneidzahns 3b bzw. 3a einem Bereich 7 überlappt.
Wird der Formfräser 1 in Eingriff mit dem zu bearbeitenden Werkstück (nicht ge- zeigt) gebracht, so wird eine Abfolge von Zähnen der Verzahnung in das Werkstück eingebracht. Besonderem Verschleiß sind hierbei diejenigen Bereiche des Schneidkeils der Schneidzähne 3 unterworfen, welche die Spitze des jeweiligen Zahns der herzustellenden Verzahnung ausbilden. Gerade in diesem Bereich der Verzahnung ist aber eine hohe Bearbeitungsqualität wichtig, da ansonsten unerwünschte Effekte wie eine Fähnchenbildung auftreten. Wie aus der Figur 4a ableitbar ist, wird bei der Herstellung eines jeden Zahns der vom Formfräser 1 in das Werkstück einzudringenden Verzahnung jeweils ein un- terer Bereich 5' der Brust 5 eines jeden Schneidzahns 3a und ein unterer Bereich 6‘ des Rückens 6 eines jeden Schneidzahns 3b - wie vorstehend erläutert - be- sonders beansprucht und unterliegt daher einem erhöhten Verschleiß als die übri- gen Bereiche des Rückens 6 und der Brust 5 eines jeden Schneidzahns 3a, 3b. Wie aus Figur 4a ersichtlich ist, sind die Schneidzähne 3a und 3b sowohl in Um- fangsrichtung als auch in axialer Richtung gegeneinander versetzt. Beim Herstel- len einer Verzahnung in einer sogenannten Wechselschnitttechnik wirken daher die Schneidzähne 3a und 3b auf unterschiedliche Flanken eines vom Formfräser 1 herzustellenden Zahns einer Verzahnung eines Werkstücks ein.
In Figur 4b ist ein Schneidzahn 3a durchgezogen dargestellt. In einer strichlierten Linie ist ein Teil eines Rückens 6 eines ersten Schneidzahns 3b‘ und ein Teil ei- ner Brust 5 eines zweiten Schneidzahns 3b“ dargestellt, wobei der Rücken 6 des ersten Schneidzahns 3b‘ mit der Brust 5 des Schneidzahns 3a zur Ausbildung ei- nes Zahns der herzustellenden Verzahnung und die Brust 5 des zweiten
Schneidzahns 3b“ mit dem Rücken 6 des Schneidzahns 3a zur Ausbildung des dem vorgenannten Zahns der in das Werkstück einzubringenden Verzahnung nachfolgenden Zahn zusammenwirkt. Man erkennt, dass der erste Streifen 8a der Brust 5 des Schneidzahns 3a und der zweite Streifen 8b des Rückens 6 dieses Schneidzahns 3a in dem vorstehend beschriebenen Überlappungsbereich 7 angeordnet ist. Die Figur 4c zeigt einen ersten Schneidzahn 3a in der Blickrichtung des Pfeils X und die Figur 4d einen Schneidzahn 3a in der Blickrichtung des Pfeils Y.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist nun vorgesehen, dass mindestens ein und vorzugsweise eine Vielzahl oder alle Schneidzähne 3, 3a, 3b des Formfräser 1 - wie am besten aus den Figuren 4b-4d ersichtlich ist - einen Streifen 8a und/oder 8b aus einem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material aufweisen. Der Streifen 8a ist hierbei im unteren Bereich 5‘ der Brust 5 des betreffenden Schneidzahns 3, 3a, 3b und der Streifen 8b im unteren Bereich 6‘ des Rückens 6 des entsprechenden Schneidzahns 3, 3a, 3b angeord- net.
Indem nun vorgesehen ist, dass der- oder diejenigen Bereiche mindestens eines und vorzugsweise aller Schneidzähne 3, 3a, 3b des Formfräsers 1 in ihrem die Spitzen der jeweiligen Zähne der herzustellenden Verzahnung ausbildenden Be- reichen 5‘, 6‘ die vorstehend beschriebenen Streifen 8a und/oder 8b aus einem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material aufweisen, wird in vorteilhafter Art und Weise erreicht, dass die Standzeit des beschriebenen Formfräsers 1 vergrößert wird. Es ist infolge der beschriebenen Ausgestaltung der Schneidzähne 3, 3a, 3b in vorteilhafter Art und Weise nicht erforderlich, den gesamten Formfräser 1 oder zumindest die gesamten Schneidzähne 3, 3a, 3b aus einem verschleißfesten und damit teuren Hartmetall herzustellen. Vielmehr ist es ausreichend, nur den- oder diejenigen Bereiche des oder der Schneidzähne 3, 3a, 3b mit einem verschleißfesten oder verschließreduzierten Material zu versehen, die beim Bearbeitungsvorgang besonders exponiert sind daher einem höheren Verschleiß unterliegen als die übrigen Bereiche des oder der Schneidzähne 3, 3a, 3b. Durch die beschriebenen Maßnahmen wird somit eine kostengünstigere Herstellung eines derartigen Formfräsers 1 , insbesondere eines Sägenfräsers, erreicht.
Zur Ausbildung des oder der Streifen 8a, 8b ist vorgesehen, dass der oder die Schneidzähne 3, 3a, 3b jeweils eine Nut 9 aufweisen, in welche jeweils ein Streifen 8a, 8b vorhanden ist. Dies kann zum einen dadurch geschehen, dass vorge- fertigte Streifen 8a, 8b jeweils in die Nut 9 eingebracht und in dieser fixiert werden. Die Dicke dieser Streifen 8a, 8b entspricht vorzugsweise der Tiefe der Nut 9. Die Fixierung der vorgefertigten Streifen 8a, 8b in der jeweiligen Nut 9 kann durch eine geeignete Verbindungstechnik wie Kleben, Schweißen oder Löten erfolgen. Die Streifen 8a, 8b werden vorzugsweise aus Hartmetall oder einem Keramik- oder Carbid-Material ausgebildet. Es ist also vorgesehen, dass durch die vorge- nannte Verbindungstechnik der oder die Streifen 8a, 8b unlösbar mit dem jeweili- gen Schneidzahn 3, 3a, 3b verbunden ist.
Es ist aber auch möglich, die entsprechenden Bereiche des oder der Schneid- zähne 3, 3a, 3b mit einer verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Schicht durch ein Beschichten auszubilden, wie z. B. durch ein Auftragsschweißen. Hierzu wird ein entsprechender Schweißzusatzwerkstoff für den Volumenaufbau des entsprechenden Streifens 8a, 8b in die Nut 9 eingebracht und durch das vorgenannte Schweißen aufgeschmolzen, so dass nach dem Erstarren die- ses geschmolzenen Materials der entsprechende Streifen 8a, 8b in der Nut 9 ausgebildet ist. Die Nut 9 wird somit vorzugsweise durch den Schweißzusatzwerkstoff ausgefüllt bzw. aufgefüllt, eventuell auftretende Überstände werden, soweit erforderlich, nachbearbeitet. Auch ist es möglich, die entsprechenden Streifen 8a, 8b durch ein Laserlegieren auszubilden, indem in der Nut 9 durch das Laserlegieren ein den entsprechenden Streifen 8a, 8b ausbildender Metallüberzug hergestellt wird. Vorzugsweise wird auch hier die Nut 9 durch das beim Laserlegieren aufge- tragene Material ausgefüllt bzw. aufgefüllt und Überstände werden ebenfalls, so- weit erforderlich, vorzugsweise nachbearbeitet.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel besitzen die Streifen 8a, 8b - wie aus den Figuren 4c und 4d ersichtlich ist - zwei leicht gekrümmt verlaufende Längsränder 9a, 9b und Seitenränder 9c, 9d. Eine derartige Ausgestaltung ist zwar zweckmäßig, insbesondere dann, wenn die vorzugsweise aus einem Hartmetall, einem Keramik-Material oder einem Carbid-Material ausgebildeten, vorgefertigten Streifen 8a und/oder 8b in die Nut 9 eingebracht und darin fixiert werden sollen. Sie ist aber nicht zwingend. Vielmehr ist es möglich, die Streifen 8a und/oder 8b abweichend von einer derartigen Kontur auszugestalten. Insbesondere ist es auch möglich, dass einer oder beide Längsränder 9a, 9b der Streifen 8a, 8b einen polygonalen, geraden oder einen anders konturierten Verlauf besitzen. Es ist auch darauf hinzuweisen, dass die Dicke dieser Streifen 8a, 8b nicht durch- gehend gleich zu sein braucht, das heißt, dass die Streifen 8a, 8b einen wesentli- chen konstanten Querschnitt aufweisen. Dies ist auch aus den Figuren 4c und 4d zu ersehen, wo die dort gezeigten Streifen 8a, 8b einen halbkreisförmigen Quer- schnitt besitzen. Es ist somit eine Vielzahl von unterschiedlichen Ausgestaltungen der Streifen 8a, 8b hinsichtlich ihrer Randkontur und/oder ihrer Dicke möglich.
Bei der vorstehenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass die Schneidzähne 3, 3a, 3b und Grundkörper 2 als integrale Bestandteile des Formfräsers 1 ausgebildet sind. Es ist aber auch möglich, dass einer oder mehrere oder alle Sä- gezähne 3, 3a, 3b auf den Grundkörper 2 des Formfräsers 1 als separate Be- standteile des Formfräsers 1 aufgebracht sind, wie es zum Beispiel bei dem ein- gangs beschriebenen Stollenfräser der Fall ist.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die beschriebenen Maßnahmen in vorteilhafter Art und Weise ein Formfräser 1 , insbesondere ein Sägenfräser, geschaffen wird, welches sich durch seine kostengünstige Herstellung auszeichnet. Indem vorgesehen ist, dass nicht - wie beim Stand der Technik - der gesamte Formfräser 1 aus einem Hartmetall oder zumindest die Schneidzähne 3, 3a, 3b aus einem derartigen Hartmetall ausgebildet und/oder vollständig mit einer ver- schleißfesten Schicht beschichtet sind, sondern dass nur beim Bearbeitungsvorgang besonders exponierte Bereiche des oder der Schneidzähne 3, 3a, 3b, insbesondere der oder die die Spitzen der herzustellenden Verzahnung ausbildenden Bereiche 5‘, 6' der vorgenannten Schneidzähne 3, 3a, 3b, mit mindestens einem Streifen 8a, 8b aus einem verschleißfesten oder verschleißreduzierten Material ausgebildet sind, wird in vorteilhafter Art und Weise eine kostengünstige Herstellung eines derartigen Formfräsers 1 ermöglicht.

Claims

Patentansprüche
1. Formfräser, welcher einen zylindrischen oder konischen Grundkörper (2) und vom Grundkörper (2) getragene, über dessen Umfangsfläche (2‘) hin- weg quer oder schräg zur Längsachse des Grundkörpers (2) ausgerichtete Schneidzähne (3, 3a, 3b) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schneidzahn (3, 3a, 3b) des Formfräsers (1) mindestens einen Streifen (8a, 8b) aus einem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material besitzt, dass dieser mindestens eine Schneidzahn (3, 3a, 3b) min- destens eine Nut (9) zur Aufnahme des mindestens einen Streifens (8a, 8b) aufweist, und dass der in der Nut (9) vorgesehene Streifen (8a, 8b) mit dem Schneidzahn (3a, 3b) fest verbunden ist.
2. Formfräser nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Brust (5) mindestens eines Schneidzahns (3, 3a, 3b) mindestens einen ersten Streifen (8a) aus dem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material aufweist, und dass dieser mindestens eine erste Streifen (8a) in ei- nem unteren Bereich (5‘) der Brust (5) des Schneidzahns (3, 3a, 3b) ange- ordnet ist.
3. Formfräser nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rücken (6) mindestens eines Schneidzahns (3, 3a, 3b) mindestens einen zweiten Streifen (8b) aufweist, und dass dieser mindestens eine zweite Streifen (8b) in einem unteren Bereich (6‘) des Rückens (6) angeordnet ist.
4. Formfräser nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Nut (9) mindestens eines Schneidzahns (3, 3a, 3b) mindestens ein vorgefertigter Streifen (8a, 8b) aus dem ver- schleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material aufgenommen ist, und dass dieser mindestens eine Streifen (8a, 8b) in der Nut (9) mittels einer Verbindungstechnik wie Löten, Kleben oder Schweißen in der Nut (9) des Schneidzahns (3a, 3b) fixiert ist.
5. Formfräser nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Streifen (8a, 8b) mindestens ei- nes Schneidzahns (3, 3a, 3b) durch ein Beschichten des entsprechenden Bereichs der mindestens einen Nut (9) des Schneidzahns (3, 3a, 3b) mit einem verschleißfesten oder zumindest verschleißreduzierten Material hergestellt ist.
6. Formfräser nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Streifen (8a, 8b) mindestens ei- nes Schneidzahns (3, 3a, 3b) durch ein Auftragsschweißen des verschleiß- festen oder zumindest verschleißreduzierten Materials auf die Nut (9) herge- stellt ist.
7. Formfräser nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Streifen (8a, 8b) mindestens ei- nes Schneidzahns (3, 3a, 3b) durch ein Legieren, insbesondere durch ein Laserlegieren, des entsprechenden Bereichs der Nut (9) ausgebildet ist.
8. Formfräser nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Streifen (8a, 8b) mindestens ei- nes Schneidzahns (3, 3a, 3b) aus einem Hartmetall, einem Keramikmaterial oder einem Carbid-Material ausgebildet ist.
9. Formfräser nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Formfräser (1) ein Sägenfräser ist.
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