CH617878A5

CH617878A5 - End-milling head with rod-like milling cutters

Info

Publication number: CH617878A5
Application number: CH12078A
Authority: CH
Inventors: Anton Hipp; Hans Leppin; Klaus Peuckert
Original assignee: Schmalkalden Werkzeug
Priority date: 1977-02-02
Filing date: 1978-01-05
Publication date: 1980-06-30
Also published as: GB1591771A; DD132935A1; DE2747682A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Stirnfräskopf mit stabartigen Fräsmeissein, deren Spanfläche zur Fräsmeisselschaftlängsachse geneigt ist, zur Herstellung von trapezförmigen Nuten, insbesondere zur Herstellung von Verzahnungen an Kegelrädern mit kreisbogenförmigen Zahnflankenlinien. The invention relates to a face milling head with rod-like milling bits, the rake face of which is inclined to the longitudinal axis of the milling bit shaft, for the production of trapezoidal grooves, in particular for the production of toothings on bevel gears with circular tooth flank lines.

Zur Herstellung von trapezförmigen Nuten, insbesondere zur Herstellung von Verzahnungen, finden Fräsköpfe Verwendung, deren Fräsmeissel über die vordere Stirnfläche des Fräskopfes hinausragen. Jeder Fräsmeissel hat eine Kopffreifläche und eine oder zwei gewölbte Flankenfreiflächen. Die Freiflächen und die Spanfläche bilden die Schneiden. Milling heads are used for the production of trapezoidal grooves, in particular for the production of toothings, the milling bits of which project beyond the front end face of the milling head. Each milling cutter has a head flat surface and one or two curved flank open surfaces. The free surfaces and the rake surface form the cutting edges.

Zur Vermeidung hoher Instandhaltungskosten und aufwendiger Instandhaltungseinrichtungen werden diese Fräsköpfe nur an der ebenen Spanfläche der Fräsmeissel nachgeschliffen, wobei die Schneidengeometrie, das ursprüngliche Schneidenprofil und dessen radiale Lage zur Fräskopfachse erhalten bleiben. Rundlauffehler, die nach dem Schleifen auftreten, werden mit Hilfe von Einstellelementen, beispielsweise durch Keilplatten, korrigiert. Fräsmeissel mit gewölbten Freiflächen haben den Nachteil, dass zu ihrer Instandsetzung relativ viel kostbarer Werkstoff an der Spanfläche abgeschliffen werden muss, da die gesamte Verschleissmarkenbreite an den Freiflächen durch Nachsetzen der Spanfläche beseitigt werden muss. Die Anzahl der möglichen Nachschliffe bei diesen Fräsköpfen ist gering und bedingt, dass die Werkzeugkosten beim Fräsen und der Materialverbrauch an hochwertigem Schneidwerkstoff relativ hoch sind. Diese Nachteile haben zur Entwicklung von Fräsköpfen geführt, deren Fräsmeissel stabartig ausgebildet sind und ebene Freiflächen aufweisen. Die Freiflächen bilden zusammen mit der gleichfalls ebenen, gegenüber der Schaftachse geneigten Spanfläche die Fräsmeissel-schneiden. To avoid high maintenance costs and complex maintenance facilities, these milling heads are only reground on the flat rake face of the milling cutter, while maintaining the cutting edge geometry, the original cutting profile and its radial position to the milling head axis. Run-out errors that occur after grinding are corrected with the help of setting elements, for example wedge plates. Milling chisels with curved free surfaces have the disadvantage that a relatively large amount of valuable material has to be ground down on the rake face in order to repair them, since the entire width of the wear marks on the free faces must be removed by repositioning the rake face. The number of possible regrinds with these milling heads is low and means that the tool costs for milling and the material consumption of high-quality cutting material are relatively high. These disadvantages have led to the development of milling heads, the milling bits of which are rod-shaped and have flat open surfaces. The free surfaces together with the equally flat rake surface, which is inclined with respect to the shaft axis, form the milling cutter edges.

Die Instandsetzung eines Fräskopfes mit stabartigen Fräs-meisseln erfolgt durch Nachschleifen der Fräsmeissel ausserhalb des Fräskopfes in einer SpezialVorrichtung, wobei an den Freiflächen und an der Spanfläche nachgeschliffen wird. A milling head with rod-like milling chisels is repaired by regrinding the milling chisels outside the milling head in a special device, with regrinding on the open surfaces and the rake surface.

Es ist auch bereits bekannt, zur Instandsetzung der Fräsköpfe mit stabartigen Fräsmeissein ein Verfahren anzuwenden, demzufolge die Freiflächen gegenüber dem Abschliff an der Spanfläche um so viel abgeschliffen werden, dass sich die Schneide unter Aufrechterhaltung ihrer Schneidengeometrie längs der Schaftachse verschiebt (DE-AS 1 577 451). It is also already known to use a method for repairing the milling heads with rod-like milling bits, according to which the open surfaces are ground down so much compared to the grinding on the rake surface that the cutting edge moves along the shaft axis while maintaining its cutting edge geometry (DE-AS 1 577 451).

Die nach diesem Schleifverfahren instandgesetzten stabartigen Fräsmeissel werden nach dem Schärfen wieder in den Fräskopf eingesetzt, wobei die Schneiden in ihre ursprüngliche Lage gebracht werden. Das erfolgt derart, dass die Fräsmeissel in der Aufnahmenut des Fräskopfes längs ihrer Stabachse gegen einen festen Anschlag geschoben und dann festgespannt werden. Mit diesen Fräskopfausführungen werden die Mängel der bekannten Fräsköpfe, die mit Fräsmeissein mit gewölbten Freiflächen bestückt sind, nur teilweise abgestellt. Die direkt proportionale Zuordnung der Abschliffbeträge an der Spanfläche zu den Abschliffbeträgen an den Freiflächen erfordert nämlich, dass auch bei den stabartigen Fräsmeissein Werkstoff weggeschliffen werden muss, ohne dass dies durch die Ver-schleissgrösse an den zu schleifenden Flächen erforderlich wäre. The rod-like milling chisels repaired using this grinding process are reinserted into the milling head after sharpening, the cutting edges being brought back into their original position. This is done in such a way that the milling chisels are pushed against a fixed stop in the receiving groove of the milling head along their rod axis and then clamped. With these milling head designs, the shortcomings of the well-known milling heads, which are equipped with milling bits with curved free surfaces, are only partially eliminated. The directly proportional assignment of the grinding amounts on the rake face to the grinding amounts on the open faces requires that even with the rod-like milling bits, the material has to be ground away, without this being necessary due to the amount of wear on the surfaces to be ground.

Ein weiterer Nachteil der bekannten stabartigen Fräsmeissel besteht darin, dass zu ihrer Instandhaltung eine komplizierte Schleifvorrichtung erforderlich ist. Die Ursache da-führ besteht darin, dass die Flankenfreiflächen eine unzweckmässige, auf die Kopffreifläche und den Fräsmeisselschaft bezogene Lage am stabartigen Fräsmeissel aufweisen und so für jeden der zu schleifenden stabartigen Fräsmeissel eine spezielle Auflagefläche erforderlich ist. Another disadvantage of the known rod-type milling chisel is that a complicated grinding device is required for its maintenance. The reason for this is that the flank free surfaces have an unsuitable position on the rod-like milling cutter, referring to the head free surface and the milling cutter shank, and so a special contact surface is required for each of the rod-like milling cutter to be ground.

Diese Fräsköpfe sind ferner mit dem Nachteil behaftet, These milling heads also have the disadvantage that

dass keine feinfühlige Einstellmöglichkeit für die Fräsmeissel besteht. Das wirkt sich auf die erreichbare Rundlaufgenauigkeit der Werkzeugschneiden nachteilig aus. Zur Verringerung solcher Nachteile bei der Instandsetzung von Fräsköpfen mit stabartigen Fräsmeissein wurde deshalb auch schon versucht, eine Schaftfläche des stabartigen Fräsmeissels zugleich als Spanfläche zu benutzen und die Fräsmeissel nur noch an den geraden Freiflächen nachzuschleifen (DDR-PS 112 923 und 121 731, US-PS 3 881 889). Diese Fräsköpfe besitzen jedoch den Nachteil, dass sie nur dann wirtschaftlich eingesetzt werden können, wenn kein oder nur ein geringer Verschleiss an der Spanfläche auftritt, da sonst zu viel von den Freiflächen weggeschliffen werden muss und damit die Instandsetzung aufwendiger als bei den mit bogenförmigen Freiflächen versehenen Fräsmeissein wird. that there is no sensitive adjustment option for the milling tool. This affects the achievable concentricity of the cutting edges. In order to reduce such disadvantages when repairing milling heads with rod-like milling chisels, attempts have therefore also been made to use a shaft surface of the rod-like milling chisel at the same time as a rake surface and to grind the milling chisels only on the straight open surfaces (DDR-PS 112 923 and 121 731, US- PS 3 881 889). However, these milling heads have the disadvantage that they can only be used economically if there is little or no wear on the rake face, since otherwise too much of the flank surfaces will have to be ground away, making repair more complex than for those with arc-shaped flanks Milling will be.

Da brauchbare technische Lösungen zur Vermeidung des Spanflächenverschleisses nicht bestehen, besitzen solche Fräsköpfe gegenwärtig keine praktische Bedeutung. Since there are no usable technical solutions to avoid wear of the rake faces, such milling heads currently have no practical significance.

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der an den bekannten Fräskopfausführungen vorhandenen Nachteile und strebt an, bei vereinfachter Instandhaltung der Fräsmeissel die Materialausnutzung weiter zu verbessern und eine bessere Justierbarkeit zu erreichen. The invention aims at eliminating the disadvantages of the known milling head designs and aims to further improve the material utilization and to achieve better adjustability with simplified maintenance of the milling chisels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Fräsköpfe zur Herstellung von trapezförmigen Nuten, insbesondere zur Herstellung von Verzahnungen an Regelrädern mit kreisbogenförmigen Zahnflankenlinien, eine konstruktiv neue stabartige Fräsmeisselausführung zu entwickeln, die bei Wahrung des Vorteiles vereinfachter Herstellung es gestattet, die Fräsmeissel an den beiden Freiflächen und an der Spanfläche zum Zwecke der Instandsetzung nachzuschleifen, ohne dass eine direkte Proportionalität zwischen den Abschliffbeträgen an den Freiflächen zu dem Abschliffbetrag an der Spanfläche eingehalten werden muss. The invention has for its object to develop a structurally new rod-like milling cutter design for milling heads for the production of trapezoidal grooves, in particular for the production of gears on control wheels with arc-shaped tooth flank lines, which, while maintaining the advantage of simplified production, allows the milling cutter to be machined on the two free surfaces and regrind on the rake face for the purpose of repair, without having to maintain a direct proportionality between the amount of bevel on the open face and the amount of bevel on the rake face.

Dabei soll das Nachschleifen der Fräsmeisselschneiden mit einfachen Mitteln ohne Zuhilfenahme komplizierter Aufnahme- bzw. Spannvorrichtungen vorgenommen werden können. Mit der neuen Fräsmeisselausführung soll ferner eine einfache lagegenaue Justierung der Fräsmeisselschneiden im Fräskopf erreicht werden. It should be possible to regrind the milling cutter edges with simple means without the aid of complicated holding or clamping devices. The new milling cutter design is also intended to make it easy to precisely position the milling cutter edges in the milling head.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass bei jedem Fräsmeissel die aus der Schnittgeraden zwischen der Flankenfreifläche und der Kopffreifläche einerseits und den durch diese Schnittgerade gehenden Parallelen zur Fräsmeis- According to the invention, this object is achieved in that, for each milling cutter, the parallels to the milling cutter from the straight line between the flank free surface and the head free surface on the one hand and the parallels passing through this straight line

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

617 878 617 878

selschaftlängsachse anderseits gebildete Ebene sowohl zu der an der Grundfläche der Fräsmeisseläufnahmenut anliegenden Fräsmeisselschaftfläche als auch zur Fräskopfachse parallel verläuft. The longitudinal axis of the shaft, on the other hand, runs parallel to both the milling bit shaft surface resting on the base surface of the milling cutter receptacle groove and the milling head axis.

Mit Vorteil kann die Schnittgerade zwischen der Spanflä- 5 che und der an die Spanfläche angrenzenden, zur Fräsmeisselschaftlängsachse parallel verlaufenden Fräsmeisselschaftfläche auf der Fräsmeisselschaftlängsachse senkrecht stehen. Advantageously, the line of intersection between the rake face and the burr face area adjacent to the rake face and running parallel to the longitudinal axis of the chisel shank axis are perpendicular to the longitudinal axis of the chisel shaft.

Erfindungsgemäss gestaltete Stirnfräsköpfe mit stabartigen Fräsmeissein geben die Möglichkeit, die Spanfläche unabhän- 10 gig von den Abschliffbeträgen an den Freiflächen nachzuschleifen, wobei die geforderte Lage der Fräsmeissel im Fräskopf bezüglich der Schneidengeometrie und des Profils dadurch erreicht wird, dass die Fräsmeissel in Abhängigkeit von der jeweiligen Lage der Spanfläche mehr oder weniger über 15 die vordere Stirnfläche des Fräskopfes herausgeschoben werden, so dass die Schneiden wieder in die ursprünglichen Fräs-kopfachsebenen zu liegen kommen und allein in Fräskopfachs-richtung ihre Lage ändern. Face milling heads designed according to the invention with rod-like milling chisels give the possibility of regrinding the rake face independently of the grinding amounts on the free surfaces, the required position of the milling chisels in the milling head with respect to the cutting edge geometry and the profile being achieved in that the milling chisel is dependent on the particular one Position of the rake face more or less 15 the front end face of the milling head are pushed out, so that the cutting edges come back to the original milling head plane and change their position in the milling head direction alone.

Die erfindungsgemässe Gestaltung der Fräsmeissel bringt 20 weiterhin den Vorteil, dass beim Scharfschleifen alle gleichzeitig zu schleifenden Fräsmeissel sowohl beim Schleifen der Freiflächen als auch beim Schleifen der Spanfläche auf eine gemeinsame ebene Fläche der Schleifvorrichtung aufgelegt werden können und trägt damit wesentlich zur Vereinfachung der 25 Instandhaltungsarbeiten bei. The design of the milling chisel according to the invention also has the advantage that, when sharpening, all milling chisels to be ground at the same time can be placed on a common flat surface of the grinding device both when grinding the open surfaces and when grinding the rake surface, and thus make a significant contribution to simplifying the 25 maintenance work .

Neben den Spannschrauben, die zur Befestigung der Fräsmeissel dienen, kann weiter jedem Fräsmeissel ein Vorspannelement zugeordnet sein. Die im Vorspannelement durch Federn erzeugte Vorspannung sichert eine eindeutige Lage der 30 Fräsmeissel auch im ungespannten Zustand und ermöglicht ein feinfühliges Verschieben der Fräsmeissel, wie dies für ein lagegenaues Justieren des Fräskopfes auf den geforderten Ründ-lauf aller Flanschenschneiden erforderlich ist. In addition to the clamping screws, which are used to fasten the milling cutter, a prestressing element can also be assigned to each milling cutter. The pretension generated by springs in the pretensioning element ensures that the 30 milling cutters are in a clear position even when unclamped and enables the milling chisel to be shifted delicately, as is necessary for a precise adjustment of the milling head to the required roundness of all flange cutting edges.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbei- 35 spiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. Show in the accompanying drawing

Fig. 1 einen Ausschnitt aus der Draufsicht auf einen erfin-dungsgemässen Fräskopf, 1 shows a detail from the top view of a milling head according to the invention,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Seitenansicht zu dem Fräs- 40 köpf nach Fig. 1, 2 shows a detail from the side view of the milling head according to FIG. 1,

Fig. 3 einen Achsschnitt durch den Fräskopf nach Fig. 1, Fig. 4 einen aussen schneidenden Fräsmeissel zum Fräskopf nach Fig. 1, 3 shows an axial section through the milling head according to FIG. 1, FIG. 4 shows an external cutting milling cutter for the milling head according to FIG. 1,

Fig. 5 den Schaftquerschnitt des Fräsmeissels nach Fig. 3, 45 Fig. 6 ein Beispiel für die Befestigung und Vorspannung der Fräsmeissel im erfindungsgemässen Fräskopf und 5 shows the shank cross section of the milling cutter according to FIG. 3, 45 FIG. 6 shows an example of the fastening and prestressing of the milling cutter in the milling head according to the invention and

Fig. 7 ein weiteres Beispiel für die Befestigung und Vorspannung der Fräsmeissel. Fig. 7 shows another example of the attachment and preload of the milling cutter.

Die in Aufnahmenuten 2 des Fräskopfgrundkörpers 1 angeordneten stabförmigen Fräsmeissel 3 ragen über die vordere Stirnfläche 4 des Fräskopfgrundkörpers 1 hinaus und weisen eine ebene Flankenfreifläche 5 und eine ebene Kopffreifläche 6 auf, die zusammen mit der ebenen Spanfläche 7 die Schneiden 8, 9 bilden. Die Flankenfreiflächen 5 und die Kopffreifläche 6 eines jeden Fräsmeissels 3 sind einander so zugeordnet, dass ihre Schnittgerade 10 mit der angenommenen Fräsmeisselschaftlängsachse 11 eine Ebene 12 bildet, die zu der Schaftfläche 13 des Fräsmeissels 3 und im montierten Zustand zur Fräskopfachse 14 parallel ist. The rod-shaped milling chisels 3 arranged in receiving grooves 2 of the milling head base body 1 protrude beyond the front end face 4 of the milling head base body 1 and have a flat flank free surface 5 and a flat head free surface 6, which together with the flat rake surface 7 form the cutting edges 8, 9. The flank free surfaces 5 and the head free surface 6 of each milling cutter 3 are assigned to one another in such a way that their intersecting line 10 with the assumed longitudinal axis 11 of the milling cutter shaft forms a plane 12 which is parallel to the shaft surface 13 of the milling cutter 3 and, in the assembled state, to the milling cutter axis 14.

Zur Instandsetzung werden die Fräsmeissel 3 ausserhalb des Fräskopfes im Satz an den Freiflächen 5, 6 und an der Spanfläche 7 nachgeschliffen und beim Wiedereinbau in Abhängigkeit von der momentanen Lage der Spanfläche 7 mehr oder weniger über die vordere Stirnfläche 4 herausgehoben, so dass die Schneiden 8, 9 wieder in die ursprüngliche Fräskopf-achsebene zu liegen kommen. Gegenüber vorangegangenen oder nachfolgenden Schneidenlagen verschieben sich dabei die einzelnen Schneidenpunkte 15 auf zur Fräskopfachse parallelen Geraden 16, die zu der Fräskopfachse 14 parallel sind. Beim Nachschleifen an den Freiflächen 5, 6 werden alle gleichzeitig zu schleifenden Fräsmeissel 3 mit einer der Schaftflächen 13,17 oder 18, vornehmlich aber mit den zueinander parallelen Schaftflächen 13 oder 17, auf eine ebene Fläche einer Schleifmaschine oder Schleifvorrichtung aufgelegt und in dieser Ebene entsprechend der erforderlichen Schleifrichtung, die mit der Richtung der Schnittgeraden 10 übereinstimmen muss, geneigt. Beim Nachschleifen an der Spanfläche werden alle gleichzeitig zu schleifenden Fräsmeissel 3 mit ihrer besonderen Schaftfläche 19, die mit der Spanfläche 7 eine Schnittgerade 20 bildet, welche vorzugsweise senkrecht auf der Parallelen 21 zur angenommenen Fräsmeisselschaftachse 11 steht, auf eine ebene Fläche einer Schleifmaschine oder Schleifvorrichtung aufgelegt. For repair, the milling cutters 3 are reground outside of the milling head in a set on the open surfaces 5, 6 and on the rake face 7 and when reinstalled depending on the current position of the rake face 7 more or less lifted out over the front end face 4, so that the cutting edges 8 , 9 come to rest in the original milling head axis plane. Compared to previous or subsequent cutting edge positions, the individual cutting points 15 shift on straight lines 16 which are parallel to the milling head axis and which are parallel to the milling head axis 14. When regrinding on the open surfaces 5, 6, all milling chisels 3 to be ground simultaneously with one of the shank surfaces 13, 17 or 18, but primarily with the shank surfaces 13 or 17 parallel to one another, are placed on a flat surface of a grinding machine or grinding device and accordingly in this plane the required grinding direction, which must coincide with the direction of the intersection line 10, inclined. When regrinding on the rake face, all milling cutters 3 to be grinded at the same time, with their special shank face 19, which forms a straight line 20 with the rake face 7, which is preferably perpendicular to the parallel line 21 to the assumed milling chisel shank axis 11, are placed on a flat face of a grinding machine or grinding device .

Neben den Spannschrauben 22, die zur Befestigung der Fräsmeissel 3 in einem Spannring 23 untergebracht sind, werden Vorspannelemente 24, 25, 26 verwendet, welche eine eindeutige Lage der Fräsmeissel 3 im ungespannten Zustand sichern und ein feinfühliges Justieren ermöglichen. In addition to the clamping screws 22, which are accommodated in a clamping ring 23 for fastening the milling cutter 3, prestressing elements 24, 25, 26 are used, which secure a clear position of the milling cutter 3 in the untensioned state and enable sensitive adjustment.

In den dargestellten Beispielen sind die Vorspannelemente als Gewindestift mit Federbolzen 24 und Druckstück 25 bzw. als Formfeder 26 und Druckstück 25 ausgebildet. In the examples shown, the prestressing elements are designed as a threaded pin with spring bolts 24 and pressure piece 25 or as a shaped spring 26 and pressure piece 25.

s s

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

617 878 PATENT CLAIMS

1. face milling head with rod-like milling chisels, the rake face of which is inclined to the longitudinal axis of the milling chisel shaft, for the production of trapezoidal grooves, in particular for the production of toothings on bevel gears with circular tooth flank lines, characterized in that with each milling chisel (3) the cut line (10) between the Flank free surface (5) and the head free surface (6) on the one hand and the parallels (16) through this straight line (10) to the longitudinal axis (11) of the cutting bit shank (11) on the other hand, both to the plane of the cutting bit shaft resting on the base of the cutting bit groove (2) (13) and also parallel to the milling head axis (14).

2. face milling head according to claim 1, characterized in that the cutting line (20) between the rake face (7) and the adjacent to the rake face, parallel to the milling cutter shaft longitudinal axis (11) parallel milling cutter shaft surface (19) on the milling cutter shaft longitudinal axis (11) is perpendicular.

3. face milling head according to claim 1 and 2, characterized in that each milling cutter (5) for adjusting a biasing element (24; 25; 26) is assigned.