DE3230688A1 - Milling tool - Google Patents
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- B23C5/10—Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
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Abstract
Description
FräswerkzeugMilling tool
Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug mit eingesetzten Schneiden.The invention relates to a milling tool with inserted cutting edges.
Fräswerkzeuge mit eingesetzten Zähnen sind bekannt, z.B, die zur Zahnradherstellung verwendeten sog. Stollenfräser. Es sind auch mit Wendeschneidplatten bestückte Fräser bekannt. Beide Ausführungen sind nur für entsprechend große Werkzeuge geeignet, da die zur Befestigung und zum Ausrichten der Einsätze bzw. Wendeschneidplatten vorgesehenen Mittel platzaufwendig sind. Auch sind solehe Werkzeuge sehr teuer.Milling tools with inserted teeth are known, e.g. the so-called stud milling cutters used for gear production. There are also milling cutters equipped with indexable inserts known. Both versions are only suitable for correspondingly large tools, as they are used for fastening and means provided for aligning the inserts or indexable inserts are space-consuming. Also are they Tools very expensive.
Bei einem noch nicht zum Stand der Technik gehörenden Stirnfräser (DE-Gbm-Anmeldung G 8l 30 105.7) sind ein Außen- und ein Innenteil vorgesehen, die nach Art einer Spannzange gestaltet sind, wobei in radial verlaufenden Schlitzen des Innenteiles Wendeplatten durch Aufbringen einer Axialkraft auf das Innenteil geklemmt werden. Mit dieser Ausführung können Stirnfräser mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser (2 mal Breite der Wendeschneidplatten) kostengünstig hergestellt werden. Eine Anwendung bei Fingerfräsern oder bei Profilfräsern ist - bedingt durch die Art der Klemmung bzw. durch die Form der Schneiden an den Wendeschneidplatten - nicht möglich. Zum Wechseln der Wendeschneidplatten muß der Fräser aus der Maschine ausgebaut werden. Ein weiterer Nachteil ist die begrenzte Anzahl von Schneiden, die bei den kleinstmöglichen Durchmessern vorgesehen werden können. In vielen Fällen sind nämlich mehr als vier Schneiden erwünscht, um die Fräsgeschwindigkeit zu erhöhenWith one that is not yet part of the state of the art Face milling cutters (DE-Gbm registration G 8l 30 105.7) are a Outer and an inner part are provided, which are designed in the manner of a collet, with radially extending ones Slitting of the inner part indexable inserts are clamped by applying an axial force to the inner part. With In this version, end mills with a relatively small diameter (twice the width of the indexable inserts) can be produced inexpensively. One application for end mills or profile cutters is - Due to the type of clamping or the shape of the cutting edges on the indexable inserts - not possible. To change the indexable inserts, the milling cutter must be removed from the machine. Another The disadvantage is the limited number of cutting edges that can be provided with the smallest possible diameters. In many cases, more than four cutting edges are desired in order to increase the milling speed
oder um bessere Oberflächen erzeugen zu können.or to be able to produce better surfaces.
Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstig herstellbares Fräswerkzeug zu schaffen, das als Stirn-, Finger-, Profil- u.a. Fräser ausgeführt werden kann und das auch bei kleinen Durchmessern mit einer Vielzahl von Zähnen versehen sein kann.The invention is therefore based on the object of a To create a milling tool that can be produced cost-effectively and that is designed as a face, finger, profile and other milling cutter and that can be provided with a large number of teeth even with small diameters.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Fräswerkzeug, das die Merkmale des Hauptanspruches aufweist. Ein solches Werkzeug
ist in den verschiedensten Formen und auch bei kleinen Durchmessern kostengünstig herstellbar, insbesondere
dann, wenn es nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5 ausgestaltet ist. Besonders vorteilhaft ist dabei die
Anwendung von Sinterwerkstoff. Die heute zur Verfügung
stehenden Einrichtungen erlauben eine Herstellung der Schneideinsätze mit einer derartigen Maß- und Oberflächenqualität,
daß bei verschiedenen Ausführungen keine oder fast keine spanabhebende Nachbearbeitung mehr erforderlich
ist.
Eine sehr einfache Art der Befestigung des Einsatzes in der Ausnehmung ist im Anspruch 6 aufgezeigt. Ein gewisser
Nachteil ist darin zu sehen, daß der Einsatz, wenn die Schneiden abgenutzt und nicht nachschleifbar sind,
nicht ausgetauscht, sondern zusammen mit dem Schaft weggeworfen werden muß» Gerade hier ist deshalb eine Kombination
mit dem Merkmal des Anspruchs 2 vorteilhaft.The object is achieved with a milling tool that has the features of the main claim. Such a tool can be manufactured inexpensively in a wide variety of shapes and also with small diameters, in particular when it is designed according to at least one of claims 2 to 5. The use of sintered material is particularly advantageous. The facilities available today allow the cutting inserts to be manufactured with such dimensional and surface quality that, in the case of various designs, no or almost no post-machining is required.
A very simple way of fastening the insert in the recess is shown in claim 6. A certain disadvantage can be seen in the fact that the insert, when the cutting edges are worn and cannot be reground, does not have to be exchanged, but rather thrown away together with the shaft.
Eine Ausführung, bei der der Einsatz austauschbar ist, weist die Merkmale des Anspruchs 7 auf, für die in den Ansprüchen 8 und 9 zweckmäßige Ausgestaltungen aufgezeigt werden. Anstelle der einer Spannzange ähnlichen Klemmung kann auch eine radiale Klemmung entsprechend Anspruch 10 verwendet werden. Zur Verbesserung der Klemmwirkung und der Zentrierung ist eine Weiterbildung nach den Ansprüchen 11 und 12 zweckmäßig. Die Ausführung nach Anspruch 12 erleichtert auch das axiale Einführen des Einsatzes in den Schaft.An embodiment in which the insert is interchangeable has the features of claim 7, for which in the Claims 8 and 9 expedient refinements are shown. Instead of the one similar to a collet Clamping, radial clamping according to claim 10 can also be used. To improve the clamping effect and the centering, a further development according to claims 11 and 12 is appropriate. The execution after Claim 12 also facilitates the axial introduction of the insert into the shaft.
Eine andere Ausführung mit austauscnbarem Einsatz weist die Merkmale des Anspruchs 13 auf. Dank der gegenüber der vorher genannten Ausführung möglichen größeren KonUB-fläche wird eine sehr gute Zentrierung und ein ausgezeichneter Festsitz des Einsatzes erreicht, der nach Anspruch I^ noch erhöht werden kann. Außer ihrem einfachen Aufbau bietet diese Ausführung mit ihrer von der Werkzeug-Stirnseite aus zu betätigenden Klemmeinrichtung Vorteile bei der Anwendung: der Einsatz kann ausgetauscht werden, ohne daß das Fräswerkzeug aus der Maschine ausgebaut werden muß. Damit entfallt ein sonst erforderliches neuerliches Einstellen des Werkzeugs, was insbesondere bei numerisch gesteuerten Maschinen vorteilhaft ist. Zur einwandfreien Mitnahme des Einsatzes, insbesondere bei hohen oder stoßartigen Beanspruchungen während des Fräsens ist ein zusätzlicher formschlüssiger Mitnehmer nach Anspruch 15 bei allen genannten Ausführungen vorteilhaft. Eine sehr zweckmäßige und doch einfache Ausführung eines Mitnehmers für den Einsatz nach Anspruch 13 oder 14 wird im Anspruch l6 aufgezeigt.Another design with an exchangeable insert has the features of claim 13. Thanks to the larger KonUB area possible compared to the previously mentioned version a very good centering and an excellent tight fit of the insert is achieved, which after Claim I ^ can still be increased. Except her simple one This design offers structure with its clamping device that can be actuated from the tool face Advantages of the application: the insert can be exchanged without removing the milling tool from the machine must become. This eliminates the need to re-adjust the tool, which is particularly important is advantageous in numerically controlled machines. For the proper transport of the mission, in particular An additional form-fitting driver is required for high or shock loads during milling according to claim 15 advantageous in all of the stated embodiments. A very functional and yet simple implementation a driver for use according to claim 13 or 14 is shown in claim l6.
Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in den Figuren 1 bis 9 dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 einen Formfräser mit eingeschrumpftem Einsatz,The invention is described below on the basis of several exemplary embodiments shown in FIGS. 1 to 9. Show it
1 shows a form milling cutter with a shrunk insert,
Fig. 2 einen Profilfräser mit einem Einsatz, der mit radialer Betätigung geklemmt ist,Fig. 2 shows a profile cutter with an insert, which with radial actuation is clamped,
Fig. 3 einen Profilfräser mit einem Einsatz, der nach Art einer Spannzange geklemmt ist,Fig. 3 shows a profile cutter with an insert, which according to Type of collet is clamped,
Fig. k eine wahlweise anwendbare andere Ausführung der Klemmung in vergrößerter Darstellung, K shows an optionally applicable other embodiment of the clamping in an enlarged view,
Fig. 5 einen Stirnfräser mit einem Einsatz, der mittels eines radial angesetzten Formstückes geklemmt ist,Fig. 5 shows an end mill with an insert, which by means of a radially attached fitting is clamped,
Fig. 6 einen Stirnfräser mit einer den Einsatz koaxial durchdringenden Befestigungseinrichtung, Fig. 6 is an end mill with a coaxial use penetrating fastening means,
Fig. 7 den Einsatz für den Fräser nach Figur 6 in vergrößerter Darstellung, Fig. 7 shows the insert for the milling cutter of Figure 6 in enlarged scale;
Fig. 8 den Mitnehmer für den Fräser nach Figur 6 in einer perspektivischen Ansicht,8 shows the driver for the milling cutter according to FIG. 6 in a perspective view,
Fig. 9 eine wahlweise anwendbare andere Ausführung des Mitnehmers für die Fräser nach Fig. 1 bis 3 und 5- Fig. 9 shows an optionally applicable other embodiment of the driver for the milling cutters according to Figs. 1 to 3 and 5-
In Figur 1 ist ein Formfräser dargestellt, der aus einem zylinderischen Schaft 1 und einem in eine stirnseitige Ausnehmung 2 eingeschrumpften Einsatz 3 besteht. Der Einsatz 3 weist an seinem Umfang mit Schneidkanten 4 versehene Zähne 5 auf. Er ist mit einem Zapfen 6 versehen, der in die Ausnehmung 2 hineinragt und dessen Außendurchmesser bei Normaltemperatur größer ist als der Innendurchmesser der Ausnehmung. Zur Erhöhung der Sicherheit gegen ein Verdrehen und damit verbundenes Lösen des Einsatzes kann eine Verdrehsicherung vorgesehen sein, die in einer einfachen Form aus wenigstens einem achsparallel im Schaft 1 angeordneten Stift 7 besteht. In Figure 1, a form milling cutter is shown, which consists of a cylindrical shank 1 and one in an end face There is recess 2 shrunk insert 3. The insert 3 has cutting edges on its circumference 4 teeth 5 provided. It is provided with a pin 6 which protrudes into the recess 2 and its Outside diameter at normal temperature is larger than the inside diameter of the recess. To increase the An anti-rotation device can be provided to prevent rotation and the associated loosening of the insert be, which consists in a simple form of at least one axially parallel in the shaft 1 arranged pin 7.
In Figur 2 ist ein Profilfräser dargestellt, der aus einem zylinderischen Schaft 11 und einem in einer stirnseitigen Ausnehmung 12 durch Klemmung gehaltenen Einsatz 13 besteht. Der Einsatz ist an seiner einen Stirnseite mit Zähnen I5 versehen, die Schneidkanten Ik aufweisen. An der gegenüberliegenden Seite ist ein sich zur anderen Stirnseite hin konisch erweiternder Zapfen l6 vorhanden. Dieser ragt in die Ausnehmung 12, die nach innen entsprechend konisch erweitert ist. Die MantelflächeIn FIG. 2, a profile milling cutter is shown which consists of a cylindrical shank 11 and an insert 13 held by clamping in a recess 12 on the end face. The insert is provided on its one end face with teeth I5 which have cutting edges Ik . On the opposite side there is a pin l6 which widens conically towards the other end face. This protrudes into the recess 12, which is correspondingly widened conically towards the inside. The outer surface
des Zapfens l6 liegt nn der Innenwand der Ausnehmung an. Der Schaft 11 weist einen von seiner Stirnseite ausgehenden Schlitz 17 auf. Die beiden den Schlitz begrenzenden Abschnitte 17', 17" können mit einer radial gerichteten Schraube l8 im Sinne einer Klemmung zusammengedrückt werden. Dabei wird der Einsatz I3 infolge der in der konischen Aufnahme entstehenden Axialkraft mit seiner Anlagefläche 19 gegen die Stirnseite 10 des Schaftes Il gezogen. Als Beispiel für eine Verdrehsicherung zwischen Schaft 11 und Einsatz 13 ist wenigstens eine Nase 20 vorgesehen, die sich - ausgehend von der Stirnseite 10 - in axialer Richtung in eine entsprechende Ausnehmung 21 des Einsatzes I3 erstreckt.of the pin l6 rests against the inner wall of the recess. The shaft 11 has a slot 17 extending from its end face. The two sections 17 ', 17 "delimiting the slot can be pressed together with a radially directed screw 18 in the sense of a clamping. The insert I3 is pulled with its contact surface 19 against the end face 10 of the shaft II as a result of the axial force arising in the conical receptacle As an example of an anti-twist device between the shaft 11 and the insert 13, at least one lug 20 is provided which - starting from the end face 10 - extends in the axial direction into a corresponding recess 21 of the insert 13.
Anstelle der Klemmkraft-Erzeugung mit der radialen Schraube l8 ist auch eine mit einem axial wirkenden Gewindering 23 möglich, wie das in Figur 3 gezeigt ist. Ein Schaft 2k ist hier mehrfach geschlitzt. Die Schlitze 25 sind von einem Ring 26 umgeben, der mit einem stirnseitigen Innenkonus 27 an einem Außenkonus 28 des Schaftes anliegt. Wird der hinter dem Ring 26 angeordnete Gewindering verdreht, dann werden die beiden Konen 27i 28 aneinandergepreßt, der Außenkonus versucht radial nach innen auszuweichen und drückt dabei die Innenwand der Ausnehmung 12 gegen die Mantelfläche des konischen Zapfens l6 des Einsatzes 13·Instead of generating the clamping force with the radial screw 18, one with an axially acting threaded ring 23 is also possible, as shown in FIG. A shaft 2k is slotted several times here. The slots 25 are surrounded by a ring 26, which rests with an end inner cone 27 on an outer cone 28 of the shaft. If the threaded ring arranged behind the ring 26 is rotated, the two cones 27i 28 are pressed against one another, the outer cone tries to move radially inward and presses the inner wall of the recess 12 against the outer surface of the conical pin l6 of the insert 13
Der sich zur Stirnseite hin im Durchmesser konisch erweiternde Zapfen l6 kann u.U. Probleme beim axialen Einsetzen des Einsatzes I3 mit sich bringen, die mit einem doppeltkonischen, d.h. zunächst konisch erweiterten und dann wieder konisch verjüngten, Zapfen vermieden werden können. Noch besser ist dann aber die Verwendung eines balligen Zapfens 3I1 wie er in Figur k gezeigt ist. Der zur Stirnseite hin verjüngte Zapfen bewirkt bei Anwendung von leichtem axialen Druck ein das Einführen in dieThe pin l6, which widens conically in diameter towards the end face, may cause problems when inserting the insert I3 axially, which can be avoided with a double-conical, ie initially conically widened and then conically tapered pin. The use of a spherical pin 3I1 as shown in FIG. K is then even better. When light axial pressure is applied, the pin, which is tapered towards the end face, causes it to be inserted into the
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Ausnehmung 12 ermöglichendes Aufspreizen des geschlitzten Bereiches des Schaftes 11, 24 und die ballige Form bewirkt eine einwandfreie Anlage der Innenwand der konischen Ausnehmung 12 nn dor Mniit öl f 1 iicho dos Zapfens 31·Forming recess 12 allows spreading of the slotted region of the shaft 11, 24 and the spherical shape ensures perfect contact of the inner wall of the conical recess 12 nn dor Mniit oil f 1 iicho dos pin 31 ·
Eine der Ausführung nach Figur 2 ähnliche, aber ein radiales Einführen des Einsatzes gestattende Ausführung ist in Figur 5 dargestellt. Ein Schaft 33 mit der konischen Ausnehmung 12 weist eine sich von der Umfangsfläche aus gestuft radial nach innen erstreckende Aussparung Jk auf, die nur etwa die Hälfte des die Ausnehmung 12 umgebenden Abschnittes 35 des Schaftes 33 beläßt. Ein für Stirnfräs- oder für Senkarbeiten ausgebildeter Einsatz 40 kann radial in die Ausnehmung 12 eingeführt werden. Ein die Aussparung Jk fast völlig ausfüllendes Formstück J2 wird dann mit einer Schraube j6 am Schaft 33 befestigt und klemmt dabei den Einsatz 4θ zwischen der verbliebenen Innenwand der konischen Ausnehmung 12 und einer gleichartigen konisch erweiterten Ausnehmung des Formstücks 32. Die zur Achse 37 des Schaftes 33 geneigte Auflage 38 des Formstücks unterstützt die Anlage des Einsatzes 40 mit seiner Stirnfläche 39 am Grund der Ausnehmung 12. Bei den in den Figuren 3 und dargestellten Beispielen ist angenommen, daß die Verdrehsicherung, sofern vorhanden, nicht in der Schnittebene liegt bzw. nicht von außen sichtbar ist.An embodiment similar to the embodiment according to FIG. 2 but permitting radial insertion of the insert is shown in FIG. A shaft 33 with the conical recess 12 has a recess Jk which extends in a stepped radially inward direction from the circumferential surface and which leaves only about half of the section 35 of the shaft 33 surrounding the recess 12. An insert 40 designed for face milling or countersinking work can be introduced radially into the recess 12. A shaped piece J2 that almost completely fills the recess Jk is then fastened to the shaft 33 with a screw j6 and clamps the insert 4θ between the remaining inner wall of the conical recess 12 and a similar, conically widened recess of the shaped piece 32 Inclined support 38 of the molded piece supports the contact of the insert 40 with its end face 39 on the base of the recess 12. In the examples shown in FIGS. 3 and 4, it is assumed that the anti-rotation device, if present, is not in the cutting plane or not from the outside is visible.
Eine weitere Ausführungsniöglichkeit für einen Fräser mit einem kraft- und/oder formschlüssig gehaltenen Schneideneinsatz ist in den Figuren 6 bis 8 dargestellt, ebenfalls als Stirnfräser, Senker od. dgl.. Ein Schaft 4l weist an einer Stirnseite eine konzentrische, sich konisch nach innen verjüngende Ausnehmung 42 auf, an die sich eine Gewindebohrung 43 anschließt. In das Gewinde ist ein zwei Nasen 44 aufweisender Mitnehmer 45 eingeschraubt; er sitzt auf einer Ringfläche 46 am Ende derAnother option for a milling cutter with a non-positively and / or positively held cutting insert is shown in Figures 6 to 8, also as a face milling cutter, countersink or the like .. A shank 4l has a concentric, self conically inwardly tapering recess 42 to which a threaded hole 43 is connected. In the thread a driver 45 having two lugs 44 is screwed in; he sits on an annular surface 46 at the end of the
Ausnehmung 42 auf. In der Ausnehmung 42 ist ein Einsatz 47 angeordnet mit Schneidkanten 48 aufweisenden Zähnen 49 und mit einer konischen Mantelfläche 50, die an der Innenwand der Ausnehmung anliegt. Mit einer Zentralschraube 51i die in den Mitnehmer 45 eingeschraubt ist, wird der Einsatz 47 axial gehalten bzw. in dem Kegelsitz geklemmt. Zum Verhindern eines Verdrehens greifen die Nasen 44 des Mitnehmers 45 in entsprechende Schlitze 52 des Einsatzes 47- Anstelle des Mitnehmers 45 kann zur Verdrehsicherung die Mantelfläche 50 und/oder die Innenwand der Ausnehmung 42 längsgeriffelt sein. Beim Anziehen der Zentralschraube 51 ι die dann unmittelbar in den Schaft eingeschraubt ist, gräbt sich die Riffelung in das Gegenstück ein.Recess 42. An insert 47 with cutting edges 48 having teeth is arranged in the recess 42 49 and with a conical jacket surface 50 which rests against the inner wall of the recess. With a central screw 51i which is screwed into the driver 45, the insert 47 is held axially or in the conical seat clamped. To prevent twisting, the lugs 44 of the driver 45 engage in corresponding slots 52 of the insert 47- Instead of the driver 45 can be used for The lateral surface 50 and / or the inner wall are secured against rotation the recess 42 be longitudinally corrugated. While dressing the central screw 51 ι which then directly into the If the shaft is screwed in, the corrugation digs into the counterpart.
Der Schaft 4l ist noch mit einer weiteren konzentrischen Gewindebohrung 54 versehen, die eine Schraube 55 aufnimmt, deren Kopf 56 als Anschlag beim Einstellen des Fräsers dient. Damit die so einmal eingestellte Gesamtlänge nicht ungewollt verändert wird ist eine Sicherungsmutter 57 vorgesehen.The shaft 4l is also provided with a further concentric threaded bore 54 which receives a screw 55, the head 56 of which serves as a stop when setting the milling cutter. A locking nut 57 is provided so that the overall length set in this way is not changed unintentionally.
Der Einsatz 47 ist, ebenso wie die vorher beschriebenen Einsätze 3i 13 > 40, weitestgehend durch spanlose Verformung hergestellt. Ein gut geeignetes Verfahren dafür ist das Sintern von Hartmetall od. ähnlichen geeigneten Werkstoffen. Je nach den gestellten Genauigkeitsanforderungen brauchen dann anschließend garkeine oder nur ganz wenige Stellen spanabhebend, d.h. durch Schleifen, nachbearbeitet zu werden. Diese in der Figur 7 gezeigten Stellen sind die Schneidkanten 60, ein abweichend vom Sinterteil evtl. erforderlicher Stirnwinkel 6l sowie die Mantelfläche 50. Damit sind die Einsätze billig in der Herstellung und können als Wegwerffräser bezeichnet werden. The insert 47, like the previously described inserts 3i 13> 40, is largely produced by non-cutting deformation. A well-suited process for this is the sintering of hard metal or similar suitable materials. Depending on the accuracy requirements, no or only very few places then need to be reworked by machining, ie by grinding. These points shown in FIG. 7 are the cutting edges 60, a face angle 61 that may differ from the sintered part, and the outer surface 50. This means that the inserts are cheap to manufacture and can be referred to as disposable cutters .
Die Ausbildung der Fräser und ihrer Schneiden ist nicht auf die gezeichneten Formen beschränkt, es sind vielmehr beliebige Formen möglich. Auch mit den Verdrehsicherungen vorhält ο» .sich .so, für die in Figur 9 noch eine Ausführung angegeben ist. Die am Schaft oder am Einsatz vorhandenen kreuzartig angeordneten Rippen 62, die auch einen anderen Querschnitt aufweisen können, ragen in entsprechende Nuten im Gegenstück. Die in Figur 6 gezeigte Einstellschraube 55 kann ohne weiteres auch bei den anderen Ausführungen vorgesehen werden.The design of the milling cutters and their cutting edges is not limited to the shapes shown; rather, any shapes are possible. Even with the anti- rotation locks, ο » .sich .so, for which an embodiment is given in FIG. 9. The cross-shaped ribs 62 on the shaft or on the insert, which can also have a different cross-section, protrude into corresponding grooves in the counterpart. The adjusting screw 55 shown in FIG. 6 can easily be provided in the other embodiments as well.
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