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Schaftfräser
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Die Erfindung betrifft einen-Schaftfräser gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
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Unter geradzahliger Lippenteilung ist verstanden, daß der Schaftfräser
n Lippen aufweist, wo n eine gerade Zahl, wie 2, 4, 6, ... ist.
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Derartige Schaftfräser dienen dem Fräsen von Langlöchern oder dergl.
von Werkstücken, insbesondere von metallischen Werkstücken, in der Fertigung. Bei
Werkstücken aus Metall oder dergl., die mit derartigen Schaftfräsern zu bearbeiten
sind, ging man bisher zur Herstellung der zu fräsenden Durchbrüche meist so vor,
daß man zuerst mittels eines üblichen Bohrers ein Loch bohrte und dieses Loch dann
mittels des Schaftfräsers in die vorbestimmte Endgestalt fräste, also z.B. zum Langloch
ausfräste oder dergleichen.
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Es ist ein Fräswerkzeug bekannt (DE-Gbm 74 03 667), welches einen
Fräsabschnitt aufweist, an den ein kurzer, aus Bohrwendel und Bohrspitze bestehender
Spiralbohrer ein-
stückig angesetzt ist, welcher Bohrer also außer
seiner Bohrspitze auch noch die an die Bohrspitze anschließende Bohrwendel aufweist,
deren Lippen am Fuß der Bohrwendel blind endende Spannuten zwischen sich bilden.
Dem Fräsabschnitt sind gesonderte Spannuten zugeordnet, die im Abstand von den Spannuten
der Bohrwendel beginnen. Dieses Werkzeug kann nur relativ kurze Löcher solcher Tiefe
bohren, bei denen zu dem Zeitpunkt, wenn die Bohrspitze durch das Werkstück durchbricht,
die Spannuten der Bohrwendel noch nicht vollständig in das Werkstück eingedrungen
sind, da sonst keine Spanableitung mehr möglich wäre. Auch geht Zeit verloren, wenn
das Fräswerkzeug nach Durchführung des Bohrhubs vor dem Fräsen zunächst in seine
Frässtellung abgesenkt werden muß.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Schaftfräser, der im Oberbegriff
des Anspruches 1 genannten Art zu schaffen, mittels welchem problemlos auch tiefe
Bohrlöcher gebohrt werden und sofort nach dem Bohrhub mit dem Fräsen begonnen werden
kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schaftfräser mit den
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Dieser erfindungsgemäß ausgebildete Schaftfräser erlaubt hohe Bohr-
und Fräsvorschubgeschwindigkeiten. Er ist also als kombinierter Hochleistungsbohrer
und -fräser geeignet.
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Er weist eine Bohrspitze mit an zwei zueinander diametralen Lippenenden
gebildeten Bohrschneiden auf, und, falls
weitere Lippen vorhanden
sind, sind diese zumindest benachbart der Bohrquerschneide bohrunwirksam, also im
bohrunwirksamen Bereich gegenüber der durch die Bohrschneiden der beiden bohrwirksamen
Lippenenden bei ihrer Rotation gebildeten geometrischen Rotationsfläche bohrunwirksam
zurückgesetzt. Hierdurch gelingt es, den die Bohrquerschneide gemeinsam bildenden
Bohrschneiden einen Verlauf zu geben, bei welchem die Bohrquerschneide kurz sein
kann, so daß bereits mit relativ geringen Bohrdrücken hohe Bohrvorschubgeschwindigkeiten
erreicht werden können. Je länger die Bohrquerschneide ist, mit um so mehr Bohrdruck
muß gearbeitet werden, um ein Eindringen des Bohrers in das Werkstück zu ermöglichen.
Andererseits darf die Bohrquerschneide auch nicht zu kurz sein, da sie sonst zu
schnell abstumpft oder abspringen kann. Die Erfindung ermöglicht günstigste Längen
der Bohrquerschneide vorzusehen. Der erfindungsgemäße Schaftfräser ermöglicht also,
daß das Bohren des anfänglichen Loches des danach durch weiteres Fräsen auszufräsenden
Durchbruches in dem betreffenden Werkstück sehr schnell und damit zeit-und kostensparend
vorgenommen werden kann. Indem ferner der Bohrabschnitt nur aus der Bohrspitze besteht,
entspricht der Fräsabschnitt dem Fräsabschnitt üblicher in der Fertigung eingesetzten
Schaftfräser mit ebenen Stirnenden. Da die durch die Lippen gebildeten Spannuten
in der Bohrspitze beginnen und bis zum von der Bohrspitze abgewendeten unteren Ende
des Fräsabschnittes reichen, findet beim Bohren und Fräsen sicherer, ungehemmter
Spanabfluß durch dieselben Spannuten statt. Am Ende des Bohrhubs kann ferner sofort
mit
dem Fräsen begonnen werden. Auch ist der erfindungsgemäße Schaftfräser
infolge seiner einfachen Bauart kostengünstig und bei gegebener Länge seines Fräsabschnittes
kürzer als das vorbekannte Fräswerkzeug.
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In den Unteransprüchen sind Weiterbildungen des erfindungsgemäßen
Schaftfräsers beschrieben.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß der Schaftfräser
viertippig ist.
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Die Erfindung ist jedoch auch bei noch mehr als vier Lippen aufweisenden
Schaftfräsern anwendbar, beispielsweise bei 6-lippigen Schaftfräsern und auch bei
nur 2-lippigen Schaftfräsern ebenfalls.
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Die Lippen können in vielen Fällen besonders zweckmäßig schraubenlinienförmigen
Verlauf haben.
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Es ist jedoch in vielen Fällen günstig, vorzusehen, daß die Lippen
zur Längsachse des Fräsers achsparallel verlaufen.
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Im allgemeinen ist es vorteilhaft, vorzusehen, daß der Schaftfräser
konstante Lippenteilung aufweist, d. h-, daß die Lippen in gleichen Winkelabständen
voneinander um den Umfang des Schaftfräsers herum verteilt sind.
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Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt, da es auch möglich
ist, bei 4-lippigen und noch mehrlippigen Schaftfräsern die Lippen in ungleich großer
Teilung anzuordnen, jedoch derart, daß die die beiden zur Bohrquerschneide zusammenlaufenden
Bohrschneiden der Bohrspitze bildenden Lippenenden zueinander diametral angeordnet
sind.
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Die geometrische Rotationsfläche, die die Bohrschneiden der bohrwirksamen
Lippenenden der Bohrspitze bei ihrer Rotation erzeugen, kann vorzugsweise eine Kegelstumpffläche
sein. Ihr Kegelöffnungswinkel kann vorzugsweise 80-150°, besonders zweckmäßig 100-140°
betragen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt dieser Kegelöffnungswinkel
100-130° und besonders vorteilhaft kann er ungefähr 1180 beträgen.
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Es ist jedoch auch möglich, die Bohrschneiden so auszubilden, daß
sie bei der Rotation eine geometrische Rotationsfläche erzeugen, die keine Kegelstumpffläche
ist, sondern bspw. ihre schräg zur Bohrquerschneide verlaufenden Konturen konvex
oder konkav sind.
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Bevorzugt kann vorgesehen sein, daß die benachbart der Bohrquerschneide
bohrunwirksamen Lippenenden im gesamten Bereich der Bohrspitze bohrunwirksam sind,
Dies hat unter anderem den Vorteil, daß man die Bohrspitze ohne Spezialschleifmaschinen
an Schleif-
böcken schleifen und auch nachschleifen kann, da dann
an der Bohrspitze nur die beiden sich in der Bohrquerschneide treffenden Bohrschneiden
der betreffenden beiden Lippenenden genau geschliffen werden müssen und die übrigen
Bereiche der Bohrspitze keines präzisen Schliffes bedürfen.
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Um mit noch höheren Bohrvorschubgeschwindigkeiten bohren zu können,
kann bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, daß mindestens
zwei benachbart der Bohrquerschneide bohrunwirksamen Lippenenden im Abstand von
der Bohrquerschneide mit bis zum Fräsabschnitt reichenden Bohrschneiden versehen
sind. Jedoch ist dann das Schleifen der Bohrspitze wegen der zusätzlichen Bohrschneiden
schwieriger und macht den Einsatz spezieller Schleifmaschinen zweckmäßig.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schaftfräsers gemäß einem Aus#ührungsbeispiel
der Erfindung, Fig. 2 in vergrößerter Darstellung eine Draufsicht auf den Schaftfräser
nach Fig. 1, Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt des Schaftfräsers nach Fig. 1,
Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt des Schaftfräsez nach Fig. 1, jedoch ist er
um seine Längsachse um 900 gedreht.
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Der in der Zeichnung dargestellte Schaftfräser 10 weist einen kreiszylindrischen
Einspannabschnitt 11, einen Fräsabschnitt 13 und eine Bohrspitze 20 auf.
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Dieser Schaftfräser 10 weist in konstanter Teilung insgesamt vier
Lippen 16,'17 mit schraubenlinienförmigen Verlauf auf, wobei jede Lippe 16, 17 eine
Frässchneide 15 aufweist. Diese Lippen 16, 17 sind zur Bohrspitze 20 verlängert,
wobei jedoch nur die Lippenenden 18 der beiden zueinander diametralen Lippen 16
an ihren Lippenenden 18 im Bereich der Bohrspitze 20 Bohrschneiden 22 aufweisen,
die bei der Rotation eine geometrische Rotationsfläche 24 (Fig. 4) in Form einer
Kegelstumpffläche erzeugen, wogegen die beiden anderen, ebenfalls zueinander diametralen
Lippen 17 an ihren in die Bohrspitze 20 auslaufenden Lippenenden 19 wie in Fig.
4 ersichtlich in ihrer Kontur so stark abgeschliffen sind, daß sie in der Bohrspitze
20 gegenüber den die Bohrschneiden 22 aufweisenden beiden Lippenenden 18 axial zurückgesetzt
sind, wobei ihre Konturen schwach konvex ausgebildet sind und infolge ihrer axialen
Zurückversetzung nicht bohrwirksam sind und keine Bohrschneiden schaffen. Die beiden
Bohrschneiden 22 verlaufen vom Fräsabschnitt 13 aus zunächst räumlich spiralförmig
schräg nach oben und gehen dann in die sie verbindende, senkrecht zur Längsachse
32 des Schaftfräsers verlaufende, gerade, kurze Bohrquerschneide 29 über, die durch
Hinterschliffe 30, 31 kurz gehalten ist. Die Bohrschneiden 22 treffen sich in der
in die Längsachse 32 fallenden Längsmitte der Bohrquerschneide 29 übergangslos und
sie erzeugen bei der Rotation des Schaftfräsers 10 eine geometrische Rotationsfläche
24, die
in diesem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel eine
Kegelstumpffläche ist. Die beiden Lippenenden 19 laufen zwar gemäß Fig. 4 auch bis
zur Bohrquerschneide 29, sind jedoch, wie erwähnt, nicht. bohrwirksam und sthaffen
also keine Bohrschneiden.
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Wesentlich ist für die Erzeugung der kurzen Bohrquerschneide 29, daß
die Lippenenden 19 zumindest benachbart der Bohrquerschneide 29 bohrunwirksam abgeschliffen
sind, um die kurze Bohrquerschneide 29 herstellen zu können. Es ist deshalb auch
möglich, was nicht dargestellt ist, die Lippenenden 19 im Abstand von der Bohrquerschneide
29 ebenfalls mit Bohrschneiden zu versehen, die auf dem konischen Bereich der Kegelstumpffläche
24 verlaufen.
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Alle Flächen der Bohrspitze 20 des dargestellten Schaftfräsers 10,
die nicht die Bohrschneiden 22 sind, sind von den Bohrschneiden 22 aus relativ zur
geometrischen Kegelstumpffläche 24 axial zurückgesetzt, so daß sie das Bohren nicht
behindern.
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Bei dem dargestellten Schaftrräser 10 hat die Bohrquerschneide 29
geraden Verlauf, was besonders zweckmäßig ist. Die Erfindung ist hierauf jedoch
nicht beschränkt, da ihr in manchenllen auch yekru~mmter Verlauf gegeben werden
kann.
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Dieser Schaftfräser 10 ermöglicht es, Werkstücke oder Werkstückbereiche,
in denen Durchbrüche auszufräsen sind, zunächst mittels seiner Bohrspitze 20 mit
hohen Vorschubgeschwindigkeiten rasch zu durchbohren und anschließend sofort mittels
des Fräsabschnittes 13 in die gewünschte Gestalt zu fräsen, wobei durch die durch
die vier Lippen 16,17, also einschließlich ihrer#Lippenenden 18,19 gebildeten vier
breiten Spannuten 33 sowohl die beim Bohren als auch die beim nachfolgenden Fräsen
entstehenden Späne ungehemmt und sicher abgeleitet werden, da sie in der Bohrspitze
20 beginnen und bis zum von der Bohrspitze 20 abgewendeten Ende des Fräsabschnittes
13 oder noch etwas weiter reichen,