DE20303520U1

DE20303520U1 - Automotive industry facing cutter tool with polycrystaline cutting edge for aluminium components

Info

Publication number: DE20303520U1
Application number: DE20303520U
Authority: DE
Original assignee: Jakob Lach GmbH and Co KG
Current assignee: Jakob Lach GmbH and Co KG
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2003-07-17
Anticipated expiration: 2013-03-05

Abstract

An automotive industry facing cutter tool (10) consists of a circular one-piece hard metal cutter having a series of teeth (14), each with a plate cutting face of esp. polycrystaline diamond or polycrystaline bornitrite. The gap between the teeth (14) is determined by their load limitation and the spacce required for presentation of a sharpening tool.

Description

Planfräser zum Bearbeiten von Werkstücken aus AluminiumFace milling cutters for machining aluminum workpieces

Die Erfindung betrifft einen Planfräser mit am Fräserkörper befestigten Schneidplatten aus polykristallinem Diamant (PKD) oder polykristallinem Bornitrit (PKB) auf einer Unterlage aus Hartmetall zum Fertigfräsen von Werkstücken aus Aluminium, insbesondere für die Automobilindustrie.The invention relates to a face milling cutter with cutting plates made of polycrystalline diamond (PCD) or polycrystalline boron nitride (PCB) attached to the cutter body on a hard metal base for finish milling of workpieces made of aluminum, in particular for the automotive industry.

Es gibt seit langer Zeit Monoblock-Planfraser aus Schnellstahl. Sie werden einstückig gefertigt, gehärtet und geschliffen. Die Entwicklung führte weiter zu Monoblock-Planfräsern mit Hartmetallschneiden, die auf den Fräserkörper aus Stahl aufgelötet werden. Im nächsten Entwicklungsschritt setzte sich die Erkenntnis durch, daß Planfräser mit lösbar am Fräserkörper festzuklemmenden Hartmetallschneiden, sog. Wechselkasettenfraser, wirtschaftlicher sind als Monoblockfräser, weil das Nachschleifen der vom Fräserkörper gelösten Schneidplatten so einfach ist, daß es in der Regel vom Anwender der Fräswerkzeuge selbst ausgeführt werden kann, und weil man nach dem Verschleiß eines Satzes Schneidplatten den Fräserkörper mit neuen Schneidplatten weiter benutzen kann.Monoblock face milling cutters made of high-speed steel have been around for a long time. They are manufactured in one piece, hardened and ground. Developments then led to monoblock face milling cutters with hard metal cutting edges that are soldered onto the steel cutter body. In the next development step, it was realized that face milling cutters with hard metal cutting edges that can be releasably clamped to the cutter body, so-called interchangeable cassette cutters, are more economical than monoblock milling cutters because regrinding the cutting plates that have been removed from the cutter body is so easy that it can usually be done by the user of the milling tools themselves, and because after a set of cutting plates has worn out, the cutter body can continue to be used with new cutting plates.

Dieser Gedanke ist bei der weiteren Entwicklung übernommen worden, als man begann, Materialien, wie Holz und Leichtmetalle, mit Werkzeugen aus polykristallinem Diamant und Bornitrit zu bearbeiten. Dabei hat man jedoch über dem Wirtschaftlichkeitsdenken im Zusammenhang mit dem Werkzeug die Wirtschaftlichkeit des Bearbeitungsvorgangs übersehen, die viel stärker zu Buche schlägt als die Werkzeugkosten.This idea was adopted in further development when people began to machine materials such as wood and light metals with tools made of polycrystalline diamond and boron nitride. However, the economic considerations in connection with the tool meant that the economic efficiency of the machining process was overlooked, which has a much greater impact than the tool costs.

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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Planfräser der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei der Bearbeitung von Aluminium eine wesentlich höhere Leistung erbringen kann als alle bisher bekannten Planfräser.The invention is therefore based on the object of creating a face milling cutter of the type mentioned at the beginning, which can achieve a significantly higher performance when machining aluminum than all previously known face milling cutters.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Fräser als Monoblock-Planfraser ausgebildet ist, wobei die Schneidplatten aus PKD oder PKB über ihre Unterlage oder unmittelbar an durch Ausnehmungen in der Umfangsflache des Fräskörpers gebildeten Zähnen materialschlüssig befestigt sind mit einem Umfangsabstand, der bestimmt ist durch die Belastbarkeit der Zähne und die zum Nachschärfen der Schneidplatten benötigte Größe der Ausnehmungen.The above object is achieved according to the invention in that the milling cutter is designed as a monoblock face milling cutter, wherein the cutting plates made of PCD or PCBN are materially fastened via their base or directly to teeth formed by recesses in the circumferential surface of the milling body with a circumferential distance which is determined by the load-bearing capacity of the teeth and the size of the recesses required for resharpening the cutting plates.

Die zuletzt genannten Faktoren schränken die Zahl der am Umfang des Planfräsers zu befestigenden Schneidplatten weniger ein als die bisher bei Verwendung von Schneidplatten aus PKD und PKB notwendigen Wechselkasetten-Klemmhalterungen. Bei häufig vorkommenden Außendurchmessern von über 100 mm läßt sich bei einem erfindungsgemäßen Monoblock-Planfraser im Vergleich mit einem bisher gebräuchlichen Wechselkasettenfraser die Zahl der PKD- oder PKB-Schneidplatten glatt verdoppeln. Ein Fräswerkzeug mit einem Außendurchmesser von z. B. 130 mm kann nunmehr 16 statt bisher nur 8 Schneidplatten haben. Dies bedeutet, daß bei gleichem Vorschub pro Schneide die Arbeitszeit halbiert werden kann.The last-mentioned factors limit the number of cutting plates to be attached to the circumference of the face milling cutter less than the interchangeable cassette clamping brackets previously required when using PCD and PCBN cutting plates. With common external diameters of over 100 mm, the number of PCD or PCBN cutting plates can be doubled with a monoblock face milling cutter according to the invention compared to an interchangeable cassette milling cutter that was previously used. A milling tool with an external diameter of 130 mm, for example, can now have 16 cutting plates instead of just 8. This means that the working time can be halved with the same feed per cutting edge.

Bei Verwendung von superharten Schneidmaterialien, wie PKD und PKB, fallen Nachschleifvorgänge, gemessen an der Zahl der bearbeiteten Werkstücke, ohnehin nicht so stark ins Gewicht wie bei Verwendung z. B. von Hartmetallschneidplatten. Würde es gelingen, auch bei einem Wechselkasetten-Planfraser dieWhen using super-hard cutting materials such as PCD and PCBN, regrinding operations are not as important as when using hard metal cutting inserts, for example, when measuring the number of workpieces processed. Would it be possible to achieve the same

Zahl der Schneidplatten zu verdoppeln, verdoppelten sich auch die Arbeitszeiten für das Lösen abgestumpfter und insbesondere für das Justieren beim Einsetzen nachgeschliffener oder neuer Schneidplatten. Dem gegenüber braucht man für das Nachschleifen der Schneidplatten eines Monoblock-Planfräsers zwar spezielle Einrichtungen, aber wenn diese vorhanden sind, läßt sich das Nachschleifen verhältnismäßig schnell und einfach durchführen. Dabei läßt sich die geforderte Genauigkeit mit großer Zuverlässigkeit erreichen, während das mit manueller Arbeit verbundene Justieren der Schneidplatten eines Wechselkasetten-Planfräsers notwendigerweise Zufälligkeiten ausgesetzt ist.Doubling the number of cutting inserts also doubled the working time for removing blunted inserts and, in particular, for adjusting them when inserting reground or new inserts. In contrast, regrinding the cutting inserts of a monoblock face milling cutter requires special equipment, but if this is available, regrinding can be carried out relatively quickly and easily. The required accuracy can be achieved with great reliability, whereas adjusting the cutting inserts of an interchangeable cassette face milling cutter, which involves manual work, is necessarily subject to chance.

Schließlich ist im Vergleich des neuen Planfräsers mit dem bisher bekannten Planfräser mit Schneidplatten aus PKD oder PKB das bessere Schwingungsverhalten der Monoblock-Ausführung hervorzuheben.Finally, when comparing the new face milling cutter with the previously known face milling cutter with cutting inserts made of PCD or PCBN, the better vibration behavior of the monoblock design should be emphasized.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines mit Schneidplatten aus PKD bestückten Monoblock-Planf ras er s;Fig. 1 is a perspective view of a monoblock face milling cutter fitted with PCD cutting inserts;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Planfräsers nach Fig. 1;Fig. 2 is a side view of the face milling cutter according to Fig. 1;

Fig. 3 eine Stirnansicht des Planfräsers nach Fig. 1 und 2 undFig. 3 is a front view of the face milling cutter according to Fig. 1 and 2 and

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Fig. 4 in größerem Maßstab eine Draufsicht auf eine PKD-Schneidplatte des Planfräsers nach Fig. 1 bis 3.Fig. 4 shows a larger scale top view of a PCD cutting insert of the face milling cutter according to Fig. 1 to 3.

Der als Ausführungsbeispiel gezeigte Planfräser besteht aus einem Fräserkörper 10 aus Stahl, der an dem schneidend wirksamen Stirnende mit gleichmäßig über den Umfang verteilten Ausnehmungen 12 versehen ist, zwischen denen Zähne 14 gebildet sind. Jeweils auf der während des Schneidvorgangs vorauseilenden Flanke der Zähne 14 ist eine Schneidplatte 16 aufgelötet, die aus einer Schicht aus polykristallinem Diamant in fester Verbindung mit einer Schicht aus Hartmetall besteht. Die Schicht aus Hartmetall läßt sich mit der vorgesehenen Tragfläche auf der vorauseilenden Zahnflanke des Fräserkörpers 10 fest verlöten.The face milling cutter shown as an example consists of a cutter body 10 made of steel, which is provided with recesses 12 evenly distributed over the circumference on the cutting end face, between which teeth 14 are formed. A cutting plate 16 is soldered onto the leading flank of the teeth 14 during the cutting process, which consists of a layer of polycrystalline diamond firmly connected to a layer of hard metal. The layer of hard metal can be firmly soldered to the intended support surface on the leading tooth flank of the cutter body 10.

Die Geometrie des Fräserkörpers 10 und der Schneidplatten 16 richtet sich nach den Erfordernissen des Einzelfalls. Die Form und Größe der Ausnehmungen 12 ist so zu bemessen, daß eine übliche Bearbeitung der Schneidplatten 16 mit herkömmlichen Diamantbearbeitungsverfahren zum Nachschärfen der Schneidplatten 16 möglich ist. Wie gezeigt, lassen die notwendigen Ausnehmungen 12 die Unterbringung von 16 Schneidplatten am Umfang eines Fräsers mit einem Durchmesser von 130 mm zu.The geometry of the cutter body 10 and the cutting plates 16 depends on the requirements of the individual case. The shape and size of the recesses 12 are to be dimensioned such that the cutting plates 16 can be machined using conventional diamond machining methods to resharpen the cutting plates 16. As shown, the necessary recesses 12 allow 16 cutting plates to be accommodated on the circumference of a cutter with a diameter of 130 mm.

Es versteht sich, daß bei vorhandenen Fertigungstechnologien die Schneidplatten 16 auch in anderer Weise als durch Löten am Fräserkörper 10 befestigt werden können. Dabei besteht ggf. auch die Möglichkeit, Schneidplatten 16, die nur aus PKD oder PKB bestehen, also keine Unterlage aus Hartmetall haben, einzusetzen.It is understood that with existing manufacturing technologies, the cutting plates 16 can also be attached to the cutter body 10 in a manner other than by soldering. It may also be possible to use cutting plates 16 that consist only of PCD or PCBN, i.e., that do not have a hard metal base.

Claims

1. Face milling cutter with cutting plates ( 16 ) made of polycrystalline diamond (PKD) or polycrystalline boron nitride (PKB) fastened to the cutter body ( 10 ) on a hard metal base for finish milling workpieces made of aluminum, in particular for the automobile industry, characterized in that it is designed as a monoblock face milling cutter, the cutting plates ( 16 ) made of PKD or PKB being fastened in a material-locking manner via their base or directly to teeth ( 14 ) formed by recesses ( 12 ) in the peripheral surface of the cutter body ( 10 ) with a peripheral distance which is determined by the load-bearing capacity of the teeth ( 14 ) and the size of the recesses required for resharpening the cutting plates ( 16 ).

2. Face milling cutter according to claim 1, characterized in that it has 16 cutting plates ( 16 ) with an outer diameter of approximately 120-130 mm.