Fräser mit lösbar eingespannten Schneidewerkzeugen, und Verfahren zum Herstellen des Fräsers. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fräser, bestehend aus einem Fräserkörper mit einer Mehrzahl von über den Umkreis desselben verteilten Nuten sowie Sehneidwerk- zeugen, die in die genannten Nuten lösbar ein gesetzt sind, und Vorrichtungen zum Fest klemmen je eines der Schneidwerkzeuge gegen eine Seitenwand der Nut.
Bei dem erfindungsgemässen Fräser bildet der Boden jeder Nut eine feste Stützkante für die Anlage des in die Nut eingesetzten Schneidwerkzeuges mit der dem Boden der Nut zugewandten Seite.
Zur Bildung dieser festen Stützkante kann ein Teil des Bodens der Nut unter einem Winkel zum übrigen Teil stehen. Vorteilhaft sind die Schneidwerkzeuge, die Nuten und die Klemmvorrichtungen derart bemessen und angeordnet, dass die Schneidwerkzeuge in jeder gewünschten Winkellage ihrer Axe in bezug auf die Drehachse des Präsers inner halb des Bereiches eines wenigstens angenähert. 25 betragenden Winkels festklemmbar sind.
Gemäss dem erfindungsgemässen Verfah ren wird der Fräser derart hergestellt, dass der Fräserkörper drehbar, beispielsweise auf der Arbeitsspindel einer Fräsmaschine, ange ordnet wird, dass dann ein Schneidwerkzeug in eine der Nuten des Fräserkörpers so in die gewünschte Arbeitslage im Körper eingesetzt und in dieser Lage festgespannt wird, dass die dem Boden der Nut zugewandte Seite des Schneidwerkzeuges auf der festen Stützkante anliegt und die Spitze des Schneidwerkzeuges mit einer stumpfwinkligen Kerbe einer in entsprechender Stellung in bezug auf den drehbaren Fräserkörper fixierten Lehre über einstimmt,
wonach die übrigen Werkzeuge -unter sukzessivem Drehen des Fräserkörpers nacheinander in die richtige Lage in ihre Nuten mit Hilfe der Lehre eingesetzt und in dieser Lage festgespannt werden.
Das Verfahren nach der Erfindung wird nun beispielsweise mit Bezug auf die beilie gende Zeichnung beschrieben, die zwei Aus führungsbeispiele des erfindungsgemässen Frä- sers zeigt.
Fig. 1 ist eine Frontansicht eines Stirn- fräsers mit mit ihrer Längsaxe annähernd axialen Schneidstählen. Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.
Fig. 3 zeigt den Fräser gemäss Fig. 1 und 2, teilweise in der Rückansicht, teilweise ge schnitten entlang der Linie A-A in Fig. 2.
Fig. 4 bis 6 sind Teilschnitte entsprechend Fig. 2 und zeigen einen Schneidstahl, der in verschiedenen Stellungen seiner Längsaxe be züglich der Drehachse des Fräsers im Fräser- körper festgeklemmt ist.
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansieht einer Einstellehre zum Einstellen der Stähle im Fräserkörper einreihiger Präser. Fig. 8 ist eine perspektivische Ansieht einer Einstellehre für Präser mit st-Lifenför- miger Anordnung der Stähle.
Fig. 9 ist eine Teilansicht eines Seiten fräsers mit mit ihrer Längsaxe annähernd radialen Schneidstählen.
Fig. 10 ist ein Schnitt entlang der Linie X-X in Fig. 9.
Fig. 11 ist in grösserem Massstab ein Schnitt nach der Linie XI-XI in Fig. 9. Der Stirnfräser, der in den Fig. 1 bis 3
gezeigt ist, weist einen zylindrischen Körper 1 auf und zwei wegnehmbare Schneidstähle 2, die stabförmig sind und rechteckigen Quer schnitt haben. Der Fräserkörper ist für zehn solche Schneidstähle bestimmt. Das schnei dende Ende, das heisst der Kopf der Stähle, hat einen eingesetzten Schneideteil 3 aus har tem Material, wie z.
B. Karbid-Sinterlegie- rungen. Jeder Schneidstahl ist in eine der bezüglich ihrer Längsrichtung axialen Nuten 1 im Fräserkörper eingesetzt und mittels eines Paares Stellschrauben 6 lösbar gegen eine Seitenwand der Nut festgespannt.
Der Boden der Nuten ist, abgesehen von einem vorder sten achsparallelen Teil, von der Vorderseite des Fräserkörpers aus nach innen geneigt, so dass die Tiefe der Nuten gegen die Rückseite des Fräserkörpers hin zunimmt. Die dem Bo den 5 der Nut zugewandte, einwärtsliegende Seite 7 jedes Schneidstahls ist nahe an dessen Vorderende bzw. Kopf auf einer festen Kante im Fräserkörper abgestützt, während das hintere Ende des Werkzeuges vom Boden der Nut einen Abstand hat.
Die Stützkante wird durch die von den beiden erwähnten Boden teilen der Nut gebildete stiunpfe Ecke 8 am vordern Ende des Nutbodens 5 gebildet. Die beschriebene Art der Anordnung der Stähle im Fräserkörper ermöglicht einen festen Sitz der Stähle im Fräserkörper und gleichzeitig auf einfache Weise ein sicheres Einstellen der Stähle, wie unten mit Bezug auf Fig. 2 im einzelnen beschrieben wird.
Angenommen, einer der Stähle des Frä- sers werde, während der Fräser die Ober fläche 9 eines Werkstückes bearbeitet, be schädigt. Dann kann folgendes Verfahren an- gewendet werden, um den schadhaften Stahl zu ersetzen. Man lässt den Fr äser eine kurze Zeit am Werkstück weiterarbeiten, während das Werkstück bezüglich der Fräseraxe keine Bewegung erfährt (Vorschub abgestellt), so dass eine kreisförmige Schulter 10 gebildet wird, die mit der bereits bearbeiteten Ober fläche eine stumpfwinklige Kerbe bildet. Der beschädigte Schneidstahl wird dann entfernt.
(falls er nicht vor dem Schneiden der kreis förmigen Schulter entfernt worden ist) und durch einen andern Schneidstahl ersetzt, des sen Schneidkanten zuvor auf richtige Gestalt geschliffen worden sind. Nachdem der Stahl in annähernd richtiger Stellung mit seiner Innenseite auf der Stützkante aufliegend im Fräserkörper eingesetzt und leicht festge klemmt worden ist, wird er mit seiner Spitze in Eingriff mit der bearbeiteten Fläche 9 ge bracht, man erhält dann in einfacher Weise die richtige Arbeitsstellung des Stahls im Fräserkörper, indem man ungefähr in Rich tung des Pfeils 11 auf das hintere Ende des Stahls leicht drückt.
Dieser Druck bewirkt, dass sich der Stahl um die Stützkante, die durch die stumpfe Ecke 8 des Nutbodens ge bildet wird, dreht und so die seitliche Schneid kante des Stahls gegen die Schulter 10 und seine vordere Schneidkante gegen die gefräste Fläche 9 des Werkstückes treibt. Die Aus drücke seitliche Schneidkante Lind vordere Schneidkante sind hier verwendet, um die Schneidkanten zu bezeichnen, die sich im we sentlichen längs der Stähle erstrecken, Lind solche, die quer zu den ersteren stehen.
Wenn ein neuer Fräser zusammengebaut oder der ganze Satz Stähle eines Fräsers er setzt wird, kann folgenderweise verfahren werden
Der Fräserkörper wird an der Arbeits spindel der Fräsmaschine befestigt, und ein erster Schneidstahl wird in der erforderlichen Arbeitslage so in eine der Nuten eingespannt, dass die Seite des Stahls, die gegen den Boden der Nut gerichtet ist, auf der Ecke 8 des Fräsenkörpers aufliegt. Der Schneidstahl kann natürlich vor dem Befestigen des Frä- serkörpers auf der Fräsmasehine festgespannt werden.
Der genannte Stahl wird dann be nützt, um eine Schulter in das stillstehende Werkstück, das auf dem Arbeitstisch der Fräsmaschine eingespannt ist, einzufräsen. Danach werden die übrigen Werkzeuge unter sukzessivem Drehen des Präserkörpers nach einander in ihre Nuten mit Hilfe der ein gefrästen Schulter so eingesetzt, dass sie mit ihrer dem Nutboden zugekehrten Seite auf der Stützkante aufliegen und ihre Spitze mit der im Werkstück eingefrästen stumpfwink ligen Kerbe übereinstimmt, und festgespannt.
Anstatt das Werkstück zum Einstellen der Stähle zu benützen, kann eine speziell vor bereitete Einstellehre verwendet, werden. Fig.7 zeigt als Beispiel eine als Platte 15 ausgebildete Einstellehre, die eine Einker bung mit einem stumpfen Öffnungswinkel auf weist, deren Seiten 12 und 13 als entspre chende Anschläge für die vordere Schneid kante und die seitliche Schneidkante der Werkzeuge dienen.
Eine derartige Einstell- lehre kann benutzt werden in Verbindung mit einer Fräsmaschine, wobei der Präserkörper an der Arbeitsspindel der Maschine und die Einstellehre in entsprechender Lage in bezug auf den Körper am Werktisch der Maschine festgeklemmt wird, oder in Verbindung mit einer speziellen Vorrichtung mit einem Dreh zapfen oder dergleichen, um den Fräserkörper zu tragen, wobei die Einstellehre in der vor bestimmten Stellung hinsichtlich des erwähn ten Zapfens befestigt werden kann, die die gewünschte Lage der Schneidstähle ergibt.
Der in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Fräser kann wahlweise auch in einen rechtwinkligen Fräser (das heisst einen Stirnfräser zuni. Fräsen ebener Flächen senkrecht zur Rota tionsachse des Fräsers und gleichzeitig einer andern ebenen Fläelie oder Schulter, die sei-lic- recht zur zuerst erwähnten Fläche steht) oder in einen Stufenfräser verwandelt werde;
, indem man die Stellung der Stähle gesamthaft entsprechend ändert bzw. die Stellung der Stähle in bezug aufeinander ändert. Fig. -1 veranschaulicht. die Stellung eines Schneid stahls 2, eingestellt auf rechtwinkliges Prü- sen. Fig. 5 und 6 zeigen die Stellungen zweier Stähle 2 für Zwei-Stufen-Fräsen, wobei die aufeinanderfolgenden Stähle abwechslungs weise gemäss Fig. 5 und gemäss Fig. 6 an geordnet werden können.
Die Kreise 14 in den Fig. 4 bis 6 geben die Stellung der Klemmschrauben 6 an. In ähnlicher Weise kann der Präser auch für Drei-Stufen-Frä- sen (in diesem Falle wird eine Nut leer ge lassen), Vier-Stufen-Fräsen (dann werden zwei gegenüberliegende Nuten leer gelassen), Fünf-Stufen-Fräsen oder Zehn-Stufen-Fräsen eingerichtet werden.
Die Einstellung des einzelnen Schneid stahls zur Bildung eines Stufenfräsers kann in entsprechender Weise mittels einer Ein stellehre durchgeführt werden, wie vorstehei!d in Verbindung mit einem. gewöhnlichen Stirn fräser beschrieben wurde. Die Einstellebre ist in diesem Falle mit, mehreren Einker bungen mit stumpfwinkliger Öffnung i er sehen, deren Zahl und stufenweise Anord nung sich nach der Zahl der gewünschten Stufen und ihrer gegenseitigen Lage richtet.
Fig. 8 zeigt als Beispiel eine Einstellehre für die Stähle eines Fünf-Stufen-Fräsers.Wie aus Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, wird der Anstell- winkel, das heisst der Winkel zwischen der seitlichen Sehneidkante der Stähle und der Drehachse des Fräserkörpers, bei den ein zelnen Stäblen verschieden, wenn die Stähle auf verschiedene Stuten eingestellt Sind.
Iii den meisten Fällen bringt der genannte Un terschied keine Nachteile mit sieh. Dennoch ist es möglieb, die Konstruktion des ',tufen- fräsers so abzuändern, class der Anstellwinkel für alle Stähle gleich sein wird.
Zu diesem Zweck werden die Nuten im Fräserkörper für die Stähle ungleich tief gemacht., wobei die Unterschiede der Tiefe so gewählt werden, class sie jene zwischen den Bahnradien der Werkzeugspitzen der in die Nuten eingesetz ten Stähle ausgleichen. Die erwähnten An stellwinkel werden dann für alle Stähle gleich sein. Diese Ausführungsform ist offensicht lich nur für Fräser für eine vorbestimmte Anzahl Stufen geeignet..
Es muss beaelitet werden, da ss das vor teilhafte Verfahren 7111- Einstellung der Stähle, wie es in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wurde, nur durchführbar ist, wenn die Stähle, Nuten und Klemmschrauben so geformt, be messen und in bezug aufeinander angeordnet sind,
dass die Neigung der Axe der Schneid stähle in bezug auf die Drehachse des Fräser- körpers beliebig gewählt werden kann inner halb eines bestimmten Winkels. Beim in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Fräser beträgt der er wähnte Winkel ungefähr 25 .
Die in den Fig. 9 bis 11 gezeigte Ausfüh rungsform umfasst einen Fräserkörper 16, des sen Vorderseite, das heisst die dem Werkstück zugekehrte Stirnseite, zehn mit ihrer Längs richtung in bezug auf die Fräserachse radiale Nuten 17 hat zur Aufnahme der Schneid stähle, z. B. Flachstähle, von denen aber nur zwei in den Fräserkörper eingesetzt gezeigt sind.
Der Boden 19 der Nuten ist vom Um fang des Fräserkörpers gegen die Mitte zu nach hinten geneigt, abgesehen von einer kur zen Bodenpartie am Umfang des Fräserkör- pers, die zur Fräserachse senkrecht steht. Die Stähle sind in solchen Stellungen eingesetzt, dass ihre einwärts liegende Seite, das heisst die dem Boden der Nut zugewendete Seite auf der von den beiden in einem stumpfen Winkel zueinander stehenden Bodenteilen gebildeten Kante 20 auf dem Fräserkörper aufliegt, die sich am äussern Ende des geneigten Teils des Bodens der Nuten befindet.
Jeder Stahl wird von zwei ganz gleichen Klemmvorrichtungen in Stellung gehalten, die je zwei Keile 21 und 22 und eine Schraube 23 aufweisen, welche den Keil 21 so anzuziehen ermöglicht, dass der Keil 22 gegen den Stahl und dieser an eine Seitenwand der Nut gepresst wird. Das Ver fahren, wie die Stähle in die richtige Stel lung eingestellt werden, braucht nicht näher beschrieben zu werden, da es ganz analog ist dem Einstellverfahren, das im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde.
Der Fräser nach der Erfindung kam selbstverständlich auch so ausgebildet sein, dass die Schneidstähle mit ihrer Axe nicht mindestens angenähert axial bzw. radial, son dern z. B. ungefähr 45 zur Fräserachse ge neigt sind.
Milling cutter with releasably clamped cutting tools, and method for manufacturing the milling cutter. The present invention relates to milling cutters, consisting of a milling cutter body with a plurality of grooves distributed over the circumference thereof, as well as cutting tools which are releasably set in said grooves, and devices for firmly clamping each one of the cutting tools against a side wall of the Groove.
In the case of the milling cutter according to the invention, the bottom of each groove forms a fixed support edge for the abutment of the cutting tool inserted into the groove with the side facing the bottom of the groove.
To form this fixed support edge, part of the bottom of the groove can be at an angle to the remaining part. Advantageously, the cutting tools, the grooves and the clamping devices are dimensioned and arranged in such a way that the cutting tools in any desired angular position of their axis with respect to the axis of rotation of the prese are at least approximated within the range of one. 25 angle can be clamped.
According to the inventive method, the milling cutter is manufactured in such a way that the milling cutter body is rotatably arranged, for example on the work spindle of a milling machine, so that a cutting tool is then inserted into one of the grooves of the milling cutter body in the desired working position in the body and clamped in this position that the side of the cutting tool facing the bottom of the groove rests on the fixed support edge and the tip of the cutting tool coincides with an obtuse-angled notch of a gauge fixed in a corresponding position with respect to the rotatable cutter body,
after which the remaining tools - with successive turning of the milling cutter body one after the other into the correct position in their grooves with the help of the gauge and are clamped in this position.
The method according to the invention will now be described, for example, with reference to the accompanying drawing, which shows two exemplary embodiments of the milling cutter according to the invention.
1 is a front view of a face milling cutter with cutting steels that are approximately axial with their longitudinal axis. FIG. 2 is a section along the line II-II in FIG. 1.
Fig. 3 shows the milling cutter according to FIGS. 1 and 2, partly in the rear view, partly cut along the line A-A in FIG.
4 to 6 are partial sections corresponding to FIG. 2 and show a cutting steel which is clamped in various positions of its longitudinal axis with respect to the axis of rotation of the milling cutter in the milling cutter body.
Fig. 7 is a perspective view of an adjustment gauge for adjusting the steels in the cutter body of single row cutters. 8 is a perspective view of a setting gauge for dies with an st-Lifen-shaped arrangement of the steels.
Fig. 9 is a partial view of a side milling cutter with cutting steels approximately radial with its longitudinal axis.
FIG. 10 is a section along the line X-X in FIG. 9.
FIG. 11 is, on a larger scale, a section along the line XI-XI in FIG. 9. The face milling cutter shown in FIGS. 1 to 3
is shown, has a cylindrical body 1 and two removable cutting steels 2, which are rod-shaped and have rectangular cross-section. The cutter body is designed for ten such cutting steels. The cutting end, that is, the head of the steels, has an inserted cutting part 3 made of hard system material, such as.
B. Sintered carbide alloys. Each cutting tool is inserted into one of the axial grooves 1 in the milling cutter body with respect to its longitudinal direction and is releasably clamped against a side wall of the groove by means of a pair of adjusting screws 6.
The bottom of the grooves is, apart from a front most axially parallel part, inclined inwardly from the front of the cutter body, so that the depth of the grooves increases towards the back of the cutter body. The Bo the 5 facing the groove, inward side 7 of each cutting steel is supported close to its front end or head on a fixed edge in the cutter body, while the rear end of the tool is at a distance from the bottom of the groove.
The supporting edge is formed by the stupid corner 8 at the front end of the groove base 5 formed by the two mentioned bases share the groove. The described type of arrangement of the steels in the cutter body enables a firm seat of the steels in the cutter body and at the same time a secure adjustment of the steels in a simple manner, as will be described in detail below with reference to FIG.
Assume that one of the steels of the milling cutter is damaged while the milling cutter is machining the surface 9 of a workpiece. Then the following procedure can be used to replace the damaged steel. The milling cutter is allowed to continue working on the workpiece for a short time while the workpiece is not moving with respect to the milling cutter axis (feed switched off), so that a circular shoulder 10 is formed which forms an obtuse-angled notch with the already machined upper surface. The damaged cutting steel is then removed.
(If it has not been removed before cutting the circular shoulder) and replaced by another cutting steel whose cutting edges have previously been ground to the correct shape. After the steel has been inserted in approximately the correct position with its inside resting on the support edge in the cutter body and has been clamped slightly Festge, it is brought into engagement with the machined surface 9 ge with its tip, you then get the correct working position of the steel in a simple manner in the cutter body by pressing slightly in the direction of arrow 11 on the rear end of the steel.
This pressure causes the steel to rotate around the support edge, which is formed by the blunt corner 8 of the bottom of the groove, thus driving the lateral cutting edge of the steel against the shoulder 10 and its front cutting edge against the milled surface 9 of the workpiece. The expresses lateral cutting edge and front cutting edge are used here to denote the cutting edges that extend essentially along the steel we, Lind those that are transverse to the former.
When assembling a new cutter or setting the whole set of steels for a cutter, the following procedure can be used
The cutter body is attached to the working spindle of the milling machine, and a first cutting steel is clamped in the required working position in one of the grooves so that the side of the steel that is directed towards the bottom of the groove rests on the corner 8 of the cutter body. The cutting steel can of course be clamped on the milling machine before the cutter body is fastened.
Said steel is then used to mill a shoulder into the stationary workpiece that is clamped on the work table of the milling machine. Then the other tools are inserted into their grooves with the help of the milled shoulder, successively turning the prismatic body, in such a way that they rest on the support edge with their side facing the groove bottom and their tip matches the obtuse-angled notch milled in the workpiece, and clamped.
Instead of using the workpiece to set the steels, a specially prepared setting gauge can be used. Fig.7 shows as an example a plate 15 formed as a setting gauge, which has a notch with an obtuse opening angle, the sides 12 and 13 serve as corre sponding stops for the front cutting edge and the side cutting edge of the tools.
Such a setting jig can be used in connection with a milling machine, the prese body being clamped to the work spindle of the machine and the setting jig in a corresponding position with respect to the body on the work table of the machine, or in connection with a special device with a turn pin or the like to carry the cutter body, the setting gauge can be attached in the front of certain position with respect to the tang th tang, which gives the desired position of the cutting steels.
The milling cutter shown in FIGS. 1 to 3 can optionally also be converted into a right-angled milling cutter (that is to say a face milling cutter for milling flat surfaces perpendicular to the axis of rotation of the milling cutter and at the same time another flat surface or shoulder, which is right to the first mentioned surface) or transformed into a step milling cutter;
by changing the position of the steels as a whole accordingly or changing the position of the steels in relation to one another. Fig. -1 illustrates. the position of a cutting tool 2 set for right-angled testing. Fig. 5 and 6 show the positions of two steels 2 for two-stage milling, the successive steels can be arranged alternately as shown in FIG. 5 and FIG.
The circles 14 in FIGS. 4 to 6 indicate the position of the clamping screws 6. In a similar way, the pre-cutter can also be used for three-step milling (in this case one groove is left empty), four-step milling (in which case two opposite grooves are left empty), five-step milling or ten- Step milling can be set up.
The setting of the individual cutting steel to form a step milling cutter can be carried out in a corresponding manner by means of a setting gauge, as described above in conjunction with a. ordinary end mill has been described. The Einstellebre is in this case with, several notches with obtuse-angled opening i he see, the number and gradual arrangement depends on the number of stages desired and their mutual position.
Fig. 8 shows an example of a setting gauge for the steels of a five-step milling cutter. As can be seen from Figs. 5 and 6, the setting angle, i.e. the angle between the lateral visual cutting edge of the steels and the axis of rotation of the milling cutter body, with the individual staves different if the steels are adjusted to different mares.
In most cases, the difference mentioned does not have any disadvantages. Nevertheless, it is possible to modify the construction of the 'step milling cutter so that the angle of attack will be the same for all steels.
For this purpose, the grooves in the cutter body for the steels are made unevenly deep. The differences in depth are chosen so that they compensate for those between the path radii of the tool tips of the steels inserted in the grooves. The angles mentioned will then be the same for all steels. This embodiment is obviously only suitable for milling cutters for a predetermined number of stages.
It must be beaelitet that ss the advantageous procedure 7111- setting the steels, as described in connection with Fig. 2, can only be carried out if the steels, grooves and clamping screws are shaped, measured and arranged in relation to one another ,
that the inclination of the axis of the cutting steels in relation to the axis of rotation of the cutter body can be selected as desired within a certain angle. In the milling cutter shown in FIGS. 1 to 3, the angle he mentioned is approximately 25.
The Ausfüh shown in Figs. 9 to 11 approximately includes a cutter body 16, the sen front, that is, the workpiece facing end, ten with its longitudinal direction with respect to the cutter axis has radial grooves 17 to accommodate the cutting steels, for. B. Flat steels, but only two of which are shown inserted into the cutter body.
The bottom 19 of the grooves is inclined backwards from the circumference of the milling cutter body towards the center, apart from a short base section on the circumference of the milling cutter body which is perpendicular to the milling cutter axis. The steels are used in such positions that their inward side, i.e. the side facing the bottom of the groove, rests on the edge 20 formed by the two bottom parts that are at an obtuse angle to each other on the cutter body, which is at the outer end of the inclined Part of the bottom of the grooves is located.
Each steel is held in position by two identical clamping devices, each having two wedges 21 and 22 and a screw 23, which enables the wedge 21 to be tightened so that the wedge 22 is pressed against the steel and the latter against a side wall of the groove. The process of how the steels are set in the correct position does not need to be described in more detail, since it is completely analogous to the setting process that was described in connection with FIGS. 1 to 3.
The milling cutter according to the invention could of course also be designed so that the cutting steels with their ax are not at least approximately axially or radially, son countries z. B. about 45 ge tends to the cutter axis.