DE29912978U1

DE29912978U1 - Rotating tool for industrial purposes

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Publication number: DE29912978U1
Application number: DE29912978U
Authority: DE
Original assignee: Busch & Co & Co GmbH
Current assignee: Busch & Co Kg De
Priority date: 1999-07-24
Filing date: 1999-07-24
Publication date: 1999-10-21
Anticipated expiration: 2009-07-25

Description

Bezeichnung Rotierendes Werkzeug für industrielleDescription Rotating tool for industrial

ZweckePurposes

Beschreibung
5Description
5

Im Handwerk und in der Industrie werden rotierende, spanabhebende Werkzeuge verwendet, die einen Spannschaft und ein Arbeitsteil aufweisen, das mit Schneiden versehen ist, die auf dem Arbeitsteil axial oder wendelartig verlaufend angeordnet sind.In trade and industry, rotating, cutting tools are used which have a clamping shaft and a working part provided with cutting edges which are arranged axially or helically on the working part.

Hier ist von Bedeutung, daß Materialien mit sehr unterschiedlichen Zerspanungseigenschaften zu bearbeiten sind, wie beispielsweise Leichtmetalle, Stahl, Grauguß, NE-Metalle, Nikkel-Chrom-Legierungen und Kunststoffe. Ein Problem bei der Herstellung derartiger Werkzeuge ist dadurch gegeben, daß das Arbeitsteil jeweils nur einen geringen Durchmesser zwischen 2,8 und 8,0 mm aufweist. Für den Spannschaft sind Durchmesser in Abstufungen 3,0, 6,0 und 12,0 mm üblich.What is important here is that materials with very different machining properties have to be machined, such as light metals, steel, gray cast iron, non-ferrous metals, nickel-chromium alloys and plastics. One problem in the manufacture of such tools is that the working part only has a small diameter of between 2.8 and 8.0 mm. Diameters in increments of 3.0, 6.0 and 12.0 mm are common for the clamping shaft.

Derartige rotierende Werkzeuge werden in der Industrie maschinen- oder handgeführt eingesetzt, wobei im letzteren Falle in der Regel ohne Kühlung gearbeitet wird. Es sind Umdrehungszahlen von bis zu 80.000 min"¹ bei Werkzeugdurchmessern von 5,0 mm durchaus nicht unüblich, bei gleichzeitig erheblichen Vorschüben. Trotz hochwertiger Werkzeugmaterialien wie Hartmetall, teilweise auch mit Beschichtungen, sind die Standzeiten der rotierenden Werkzeuge bei härtesten Einsatzbedingungen recht kurz. Hierzu tragen schwer spanbare Mate-0 rialien entscheidend bei. So sind z. B. bei der Überholung von Triebwerksschaufeln von Düsentriebwerken Standzeiten von lediglich 3 Minuten üblich.Such rotating tools are used in industry either by machine or by hand, although in the latter case cooling is generally not required. Rotational speeds of up to 80,000 ^rpm are not uncommon with tool diameters of 5.0 mm, and at the same time considerable feed rates are involved. Despite high-quality tool materials such as hard metal, sometimes with coatings, the service life of the rotating tools is quite short under the toughest operating conditions. Materials that are difficult to machine are a major factor in this. For example, when overhauling jet engine blades, service lives of just 3 minutes are common.

Es ist Aufgabe der Neuerung ein rotierendes Werkzeug für die 5 industrielle Anwendung zu schaffen, daß hohen Anforderungen an Laufruhe, Vibrationsfreiheit, Präzision, d. h. Rundlaufgenauigkeit und Genauigkeit der Schneidengeometrie, Schneidleistung und Lebensdauer, sowie in bezug auf das Arbeitsergeb-The aim of the innovation is to create a rotating tool for industrial use that meets high requirements in terms of smooth running, freedom from vibration, precision, i.e. concentricity and accuracy of the cutting geometry, cutting performance and service life, as well as in terms of the work result.

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nis, d. h. eine hohe Formgenauigkeit und Oberflächengüte genügt. nis, i.e. a high degree of dimensional accuracy and surface quality is sufficient.

Gemäß der Neuerung wird für die industrielle Verwendung ein rotierend einzusetzendes Werkzeug mit einem Spannschaft und mit einem Arbeitsteil vorgeschlagen, das in seiner Projektion senkrecht zur Drehachse zumindest über einen Teil seiner Länge eine gekrümmt verlaufende Kontur aufweist und das mit Schneiden versehen ist, die jeweils mit einer unter einem Freiwinkel &agr; zur Schneidebene ausgerichteten Freifläche versehen sind, wobei die Schneiden jeweils durch nebeneinander angebrachte Kerben unterbrochen sind und dadurch jeweils entsprechend nebeneinander angeordnete Einzelschneiden gebildet werden.According to the innovation, a tool for industrial use that can be used in a rotating manner is proposed, with a clamping shaft and with a working part that has a curved contour in its projection perpendicular to the axis of rotation at least over part of its length and that is provided with cutting edges that are each provided with a clearance surface aligned at a clearance angle α to the cutting plane, wherein the cutting edges are each interrupted by notches arranged next to one another, thereby forming individual cutting edges that are arranged next to one another.

Eine Schneidengestaltung mit Freiwinkeln und mit einer Unterbrechung der Schneiden durch eine Folge von Kerben ist für derartige Werkzeuge mit zumindest teilweise gekrümmter Kontur des Arbeitsteils, insbesondere aber für Werkzeuge mit einer 0 Kontur, die über die volle Arbeitsteillänge gekrümmt verläuft, bisher noch nicht bekannt geworden. Es hat sich hierbei herausgestellt, daß derartige rotierende Werkzeuge eine deutliche Verbesserung in Handhabung, Präzision, Effektivität, Lebensdauer und Oberflächengüte der bearbeiteten Fläche bieten.A cutting edge design with clearance angles and with an interruption of the cutting edges by a series of notches has not yet been known for such tools with at least partially curved contours of the working part, but in particular for tools with a 0 contour that is curved over the full length of the working part. It has been found that such rotating tools offer a significant improvement in handling, precision, effectiveness, service life and surface quality of the machined surface.

Weitere Merkmale vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further features of advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

0 Die Neuerung wird anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:0 The innovation is explained in more detail using schematic drawings. They show:

Fig. 1 stark vergrößert einen Fräser in gekrümmterFig. 1 greatly enlarged a milling cutter in curved

Kontur des Arbeitsteils, 35Contour of the working part, 35

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung einer Schneide mit positivem Spanwinkel,Fig. 2 an enlarged view of a cutting edge with a positive rake angle,

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Fig. 3 eine vergrößerte Darstelluncf einer Schneide mit negativem Spanwinkel,Fig. 3 an enlarged view of a cutting edge with a negative rake angle,

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung einer Schneide nach dem Stand der Technik,Fig. 4 is an enlarged view of a cutting edge according to the prior art,

Fig. 5 unterschiedliche Konturen von Arbeitsteilen. Fig. 5 different contours of working parts.

Der in Fig. 1 stark vergrößert dargestellte Fräser weist einen Spannschaft 1 und ein Arbeitsteil 2 auf, mit einem Durchmesser von beispielsweise weniger als 8 mm. Das Arbeitsteil 2 weist in seiner Projektion senkrecht zur Drehachse 3 über seine gesamte Länge L eine gekrümmt verlaufende Kontur auf, die ausgehend von einem großen Durchmesserbereich am Schaft 1 in einer abgerundeten Spitze - wie hier dargestellt - oder auch in einer scharfen Spitze ausläuft. Das Arbeitsteil 2 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Vielzahl rechtsdrehend wendelartig verlaufender Schneiden 0 4 versehen, die jeweils durch nebeneinander angeordnete Kerben 5 unterbrochen sind, so daß jeweils entsprechend nebeneinander angeordnete Einzelschneiden 4.1 gebildet werden. Die Schneiden 4 können aber auch geradlinig oder linksdrehend wendelartig verlaufen und je nach vorgesehener Drehrichtung rechtsschneidend, wie dargestellt, oder linksschneidend ausgebildet sein. Die jeweils eine Schneide 4 in Einzelschneiden 4.1 unterbrechenden Kerben 5 sind nun in bezug auf die benachbarten Schneiden 4 so angeordnet, daß sie in ihrer Ausrichtung (Linienzug 5.1) wendel-artig verlaufend die Schnei-0 den 4 kreuzen und bei dem dargestellten Beispiel Zusatzschneiden 5.2 bilden.The milling cutter shown greatly enlarged in Fig. 1 has a clamping shaft 1 and a working part 2 with a diameter of, for example, less than 8 mm. The working part 2 has a curved contour in its projection perpendicular to the axis of rotation 3 over its entire length L, which, starting from a large diameter area on the shaft 1, ends in a rounded tip - as shown here - or in a sharp tip. In the embodiment shown, the working part 2 is provided with a large number of clockwise spiral-shaped cutting edges 0 4, which are each interrupted by notches 5 arranged next to one another, so that individual cutting edges 4.1 arranged next to one another are formed. The cutting edges 4 can also run in a straight line or counterclockwise spiral-shaped and, depending on the intended direction of rotation, can be designed to be right-cutting, as shown, or left-cutting. The notches 5, which each interrupt a cutting edge 4 in individual cutting edges 4.1, are now arranged in relation to the adjacent cutting edges 4 in such a way that they cross the cutting edges 4 in a spiral-like manner in their orientation (line 5.1) and, in the example shown, form additional cutting edges 5.2.

Wie aus dem Teilquerschnitt in Fig. 2 ersichtlich, weisen die Schneiden 4.1 bei der durch den Pfeil 8 angedeuteten Drehrichtung jeweils eine unter einem Freiwinkel &agr; zur Schneidebene 4.2 ausgerichtete Freifläche 6 auf. Der Freiwinkel &agr; liegt bei etwa 3° bis 10°. Der zugehörige Spanwinkel &ggr; beträgt - 2° bis + 10°, vorzugsweise 0° bis 4°. Fig. 3 zeigtAs can be seen from the partial cross-section in Fig. 2, the cutting edges 4.1 each have a clearance surface 6 aligned at a clearance angle α to the cutting plane 4.2 in the direction of rotation indicated by the arrow 8. The clearance angle α is approximately 3° to 10°. The corresponding rake angle γ is - 2° to + 10°, preferably 0° to 4°. Fig. 3 shows

einen Fräserzahn mit negativem Spanwinkel &ggr;. Damit ergibt sich im Eingriffsbereich des Fräsers im zu bearbeitenden Material ein deutlich stärkerer Zahnquerschnitt mit entsprechend größerer Festigkeit. Dies ist im Vergleich zu Fig. 4, die eine herkömmliche Zahnform zeigt, deutlich zu erkennen.a milling cutter tooth with a negative rake angle γ. This results in a significantly stronger tooth cross-section with correspondingly greater strength in the area where the milling cutter engages the material to be machined. This can be clearly seen in comparison to Fig. 4, which shows a conventional tooth shape.

Die Kerben 5 dienen als Spanbrecher oder bilden bei einer Kreuzverzahnung Zusatzschneiden 5.2, die entsprechend gegenläufig dem Linienzug 5.1 folgen.The notches 5 serve as chip breakers or, in the case of cross toothing, form additional cutting edges 5.2 which follow the line 5.1 in the opposite direction.

Die vorstehend beschriebene und anhand eines Ausführungsbeispiels in Fig. 2 und 3 dargestellte Schneidengeometrie führt in Verbindung mit Nuten oder den Kerben 5, die auch die Zusatzschneiden 5.2 in Form einer Kreuzverzahnung bilden können überraschend zu eindeutig besseren Ergebnissen in bezug auf Handhabung und Lebensdauer des Werkzeugs sowie Effektivität der Zerspanungsleistung und einer hervorragenden Oberflächengüte der bearbeiteten Oberfläche.The cutting geometry described above and shown using an exemplary embodiment in Fig. 2 and 3, in conjunction with grooves or notches 5, which can also form the additional cutting edges 5.2 in the form of a cross toothing, surprisingly leads to clearly better results in terms of handling and service life of the tool as well as effectiveness of the cutting performance and an excellent surface quality of the machined surface.

0 In Fig. 5 sind unterschiedliche Konturen für das Arbeitsteil 2 dargestellt, wie sie vorteilhaft in Verbindung mit der neuerungsgemäßen Schneidengeometrie eingesetzt werden. Bei allen Konturen ist zumindest der Bereich am freien Ende des Arbeitsteiles abgerundet, d. h. gekrümmt ausgebildet.0 Fig. 5 shows different contours for the working part 2, which are advantageously used in conjunction with the cutting geometry according to the innovation. In all contours, at least the area at the free end of the working part is rounded, i.e. curved.

Die wendelartigen Verläufe der Einzelschneiden 4 können nun im Bereich des freien Endes des Arbeitsteils 2 zentral oder in Gruppen auslaufen.The spiral-like courses of the individual cutting edges 4 can now run out centrally or in groups in the area of the free end of the working part 2.

Claims

1. A tool for industrial purposes to be used in a rotating manner, with a clamping shaft ( 1 ) and with a working part ( 2 ) which, in its projection perpendicular to the axis of rotation ( 3 ), has a curved contour over at least part of its length (L) and which is provided with cutting edges ( 4 ), each of which is provided with a clearance surface ( 6 ) aligned at a clearance angle α to the cutting plane ( 4.1 ), wherein the cutting edges ( 4 ) are each interrupted by notches ( 5 ) arranged next to one another, thereby forming individual cutting edges ( 4.1 ) arranged next to one another.

2. Tool according to claim 1, characterized in that the cutting edges ( 4 ) extend spirally on the working part ( 2 ) with respect to the axis of rotation ( 3 ).

3. Tool according to claim 1 or 2, characterized in that the notches ( 5 ) are arranged following a line ( 5.1 ) crossing the cutting edges ( 4 ).

4. Tool according to claims 1 to 3, characterized in that the contour of the working part ( 2 ) is curved over the entire length (L).

5. Tool according to claims 1 to 4, characterized in that the contour of the working part ( 2 ) is curved over the entire length (L), wherein the curvature has different radii of curvature.

6. Tool according to one of claims 1 to 5, characterized in that the clearance angle α is approximately 3° to 10°.

7. Tool according to one of claims 1 to 6, characterized in that the rake angle γ is -2 to +10°.