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DE3531786A1 - Milling cutter for the circumferential or groove milling of high-duty composite materials - Google Patents

Milling cutter for the circumferential or groove milling of high-duty composite materials

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Publication number
DE3531786A1
DE3531786A1 DE19853531786 DE3531786A DE3531786A1 DE 3531786 A1 DE3531786 A1 DE 3531786A1 DE 19853531786 DE19853531786 DE 19853531786 DE 3531786 A DE3531786 A DE 3531786A DE 3531786 A1 DE3531786 A1 DE 3531786A1
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DE
Germany
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cutting
milling cutter
angle
edge
normal
Prior art date
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Application number
DE19853531786
Other languages
German (de)
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DE3531786C2 (en
Inventor
Josef Wiendl
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KLENK R HARTMETALLWERKZEUG
Original Assignee
KLENK R HARTMETALLWERKZEUG
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Publication date
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Priority to DE19853531786 priority Critical patent/DE3531786A1/en
Publication of DE3531786A1 publication Critical patent/DE3531786A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE3531786C2 publication Critical patent/DE3531786C2/de
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • B23C5/02Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

The milling cutter has cutting-edge rows (1, 2), following one another in the circumferential direction and in each case separated from one another by an interrupting chip space (6), of alternately rising and falling orientation at a cutting helix angle of essentially identical size in all cutting-edge rows (1, 2) in accordance with its absolute size. In each cutting-edge row (1, 2), the cutting edges exhibit an overlap in the direction of rotation (3) of the milling cutter between the trailing cutting-edge ends on the one hand and the leading end of the respectively leading cutting edge on the other hand. The size of the cutting helix angle is between 55 DEG and 65 DEG , and the cutting-edge clearance angle (Wfo) in the orthogonal plane perpendicular to the cutter axis is between 15 DEG and 20 DEG . The cutting-edge depth is greater than 20% of the cutter pitch circle diameter, and the cutting-edge length results in values for the overlap of between 5% and 20% of the cutting-edge spacing. The normal rake angle of the cutting edges has positive values of between 7 DEG and 15 DEG , the cutting-edge depth, the cutting-edge spacing and the normal rake angle being measured in the normal plane in each case perpendicular to the cutting-edge direction. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Fräser für das Umfangs- oder Nutenfräsen von Hochleistungsverbundwerkstoffen aus duroplastischen Reaktionsharzen als Matrixwerkstoff und synthetischen Verstärkungsfasern, insbesondere von SFK-Aramid aus Epoxid- oder ungesättigtem Polyesterharz und aromatischen Polyamidfasern mit einem Volumenanteil von 60% bis 70% in der Matrix, mit in Umfangsrichtung des Fräsers aufeinander folgenden, jeweils durch einen Unterbrechungsspanraum voneinander getrennten Schneidenreihen abwechselnd steigender und fallender Ausrichtung unter einem seiner absoluten Größe nach in allen Schneidenreihen im wesentlichen gleichgroßen Schnittdrallwinkel, wobei in jeder Schneidenreihe die Schneiden in Drehrichtung des Fräsers eine Überdeckung zwischen den nachlaufenden Schneidenenden einerseits und dem vorlaufenden Ende der jeweils voranlaufenden Schneide andererseits aufweisen. The invention relates to a milling cutter for the circumferential or slot milling of high-performance composite materials made of thermosetting reactive resins as matrix material and synthetic reinforcing fibers, in particular of SFK aramid from epoxy or unsaturated Polyester resin and aromatic polyamide fibers with a volume share of 60% to 70% in the Matrix, with one another in the circumferential direction of the milling cutter following, each through an interruption chip space alternating rows of cutting edges rising and falling alignment below one of its absolute size in all rows of cutting edges essentially the same twist angle, in each row of cutting edges in the direction of rotation of the cutter there is an overlap between the trailing cutting edge on the one hand and the leading end of the respective leading cutting edge on the other hand.  

Derartige Fräser sind beispielsweise aus der Literaturstelle ZwF 80 (1985) 1, S. 29-31 bekannt. Bei ihnen ist der Schnittdrallwinkel größer als 65°, und in den Schneidenreihen sind der Schneidenabstand und die Schneidentiefe vergleichsweise gering, so daß sich die Spannuten zwischen den Schneiden leicht mit Matrixwerkstoff zusetzen können. Das kann schnell zu einem Spänestau und in der Folge zu stark abnehmender Bearbeitungsqualität und höheren Arbeitskräften am Fräser sowie größerer Wärmeentstehung am Werkstück führen.Such milling cutters are for example from the literature ZwF 80 (1985) 1, pp. 29-31. With you the cutting helix angle is greater than 65 °, and in the Cutting edge rows are the cutting edge distance and the Cutting depth comparatively small, so that the flutes between the cutting edges lightly with matrix material can clog. It can quickly a chip build-up and consequently too much decreasing Machining quality and higher workforce on Milling cutter and greater heat generation on the workpiece to lead.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fräser der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Schnittkräfte möglichst gering sind und durch störungsfreie Spanabfuhr auch über längere Bearbeitungszeiten so gering bleiben.The invention has for its object a milling cutter of the type mentioned in such a way that the Cutting forces are as low as possible and through trouble-free Chip removal also over longer processing times stay so low.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Größe des Schnittdrallwinkels zwischen 55° und 65° und des (als Normalfreiwinkel angeschliffenen) Schneidenfreiwinkels als Orthogonalfreiwinkel in der zur Fräserachse senkrechten Orthogonalebene zwischen 15° und 20° beträgt, daß die Schneidentiefe größer als 20% des Fräserfliehkreisdurchmessers ist und die Schneidenlänge für die Überdeckung Werte zwischen 5% bis 20% des Schneidenabstands ergibt, sowie der Normalspanwinkel der Schneiden positive Werte zwischen 7° und 15° besitzt, wobei die Schneidentiefe, der Schneidenabstand und der Normalspanwinkel in der jeweils zur Schneidenrichtung senkrechten Normalebene gemessen sind. According to the invention, this object is achieved by that the size of the cutting helix angle is between 55 ° and 65 ° and the (ground as normal clearance angle) Cutting edge angle as an orthogonal clearance angle in the orthogonal plane perpendicular to the cutter axis between 15 ° and 20 ° is that the cutting depth is greater than Is 20% of the cutter centrifugal circle diameter and that Cutting length for the overlap values between 5% results in up to 20% of the cutting edge distance, as well as the normal rake angle the cutting positive values between 7 ° and 15 °, where the cutting depth, the cutting distance and the normal rake angle in the direction of the cutting edge vertical normal plane are measured.  

Die Größe des Schnittdrallwinkels ist bei dem erfindungsgemäßen Fräser durch den Werkstoff des Werkstücks bedingt und ergibt ein gutes Zerspanen ohne Gefahr eines Ausfransens der Verstärkungsfasern in den äußeren Deckschichten des Werkstücks. Zur Verringerung der Schnittkräfte trägt ferner der verhältnismäßig große Schneidenfreiwinkel und der über die gesamte Schneidenlänge konstante positive Normalspanwinkel bei, was eine hinterschliffene Schneidenbrust und im Ergebnis einen geringen Keilwinkel der Schneiden bedeutet. Schneidentiefe und Schneidenabstand sind ungewöhnlich groß, so daß der Spanraum zwischen benachbarten Schneiden ein entsprechend großes Freiprofil zur Spanabfuhr aufweist, das durch Matrixmaterial praktisch nicht zugesetzt werden kann. Dennoch ist die Überdeckung sehr gering, was ebenfalls geringe Schnittkräfte und geringe Wärme am Werkstückwerkstoff bedeutet, und durch entsprechende Bemessung der Schneidenlänge bzw. der Schneidenteilung des Fräsers erreicht werden kann.The size of the cutting twist angle is in the invention Milling cutter through the material of the workpiece conditional and results in good machining without Risk of fraying of the reinforcement fibers in the outer cover layers of the workpiece. To reduce the cutting forces also bears proportionately large cutting clearance angle and that over the total cutting length constant positive normal rake angle at what a sharpened cutting edge and im Result means a small wedge angle of the cutting edges. Cutting depth and cutting distance are unusual large so that the chip space between adjacent Cut a correspondingly large free profile for chip evacuation, which is due to matrix material can practically not be added. Still is the coverage is very low, which is also low Cutting forces and low heat on the workpiece material means, and by appropriate dimensioning of the cutting length or the cutting division of the milling cutter is reached can be.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrechungsspanwinkel zwischen 75° und 100°, der Unterbrechungsdrallwinkel zwischen -5° und +5°, die Stegbreite zwischen 25% und 30% des Fliehkreisdurchmessers und der Schneidenfußradius in der Normalebene gesehen zwischen 25% und 30% der Schneidentiefe beträgt. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittdrallwinkel etwa 55°, der Schneidenfreiwinkel in der Orthogonalebene etwa 20°, der Normalspanwinkel etwa +15°, die Schneidentiefe etwa 25% des Fliehkreisdurchmessers und die Überdeckung etwa 10% des Schneidenabstandes beträgt, und daß der in der Orthogonalebene gemessene Unterbrechungswinkel für die Breite des Unterbrechungsspanraumes in Umfangsrichtung des Fräsers etwa 90° beträgt.Preferred embodiments of the invention are thereby characterized in that the rake angle between 75 ° and 100 °, the interruption helix angle between -5 ° and + 5 °, the web width between 25% and 30% of the Centrifugal circle diameter and the cutting root radius in seen between 25% and 30% of the normal plane Cutting depth is. A particularly beneficial one Embodiment of the invention is characterized in that the cutting helix angle is about 55 °, the cutting clearance angle  in the orthogonal plane about 20 °, the normal rake angle about + 15 °, the cutting depth about 25% of the centrifugal diameter and the coverage approximately 10% of the cutting edge distance, and that the in the break angle measured on the orthogonal plane for the width of the interruption chip space in the circumferential direction of the milling cutter is approximately 90 °.

Der positive, also eine hinterschliffene Schneidenbrust bedeutende Normalspanwinkel erfordert ein besonderes Arbeitsverfahren beim Schleifen der Schneiden. Gegenstand der Erfindung ist daher auch ein Verfahren zum Schleifen des erfindungsgemäßen Fräsers, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der zu schleifende Fräser um seine Achse gedreht und gleichzeitig längs seiner Achse so verschoben wird, daß der geforderte Schnittdrallwinkel entsteht und konstant gehalten wird, und daß die nach Art einer Topfscheibe mit einem stirnseitig vorstehenden, die aktive Schleifzone bildenden Scheibenring ausgestaltete Schleifscheibe mit ihrer Stirnseite gegen den Fräser zugestellt wird, wobei die Schleifscheibenachse aus der Orthogonalebene des Fräsers heraus soweit geneigt wird, daß der der aktiven Schleifzone gegenüber liegende Bereich des Scheibenrings die Mantelfläche des entstehenden Fräsers nicht berührt, wobei ferner für diesen Scheibenneigungswinkel das Schleifprofil des Scheibenrings dem in der Normalebene liegenden Spanraumprofil zwischen den Schneiden entspricht, und wobei die Schleifscheibenachse einen solchen Abstand von der Fräserachse aufweist, daß in der aktiven Schleifzone die Tangente an den Scheibenring unter dem Schnittdrallwinkel zur Fräserachse verläuft. The positive, i.e. a sharpened cutting edge Significant standard rake angles require a special one Working procedures when grinding the cutting edges. The invention therefore also relates to a method for grinding the milling cutter according to the invention, which thereby is marked that the milling cutter rotated around its axis and simultaneously along its axis is shifted so that the required Cutting helix angle is created and kept constant and that in the manner of a cup wheel with one protruding on the face, the active grinding zone designed grinding wheel designed grinding wheel with its front side against the milling cutter being, the grinding wheel axis from the orthogonal plane the cutter is inclined so far that the area opposite the active grinding zone the circumferential surface of the milling cutter not touched, furthermore for this disc inclination angle the grinding profile of the disc ring in the normal plane chip space profile between the Cutting corresponds, and being the grinding wheel axis has such a distance from the cutter axis that the tangent to the wheel ring in the active grinding zone runs at the cutting helix angle to the milling cutter axis.  

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention on one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Fräsers nach der Erfindung, Fig. 1 is a side view of the milling cutter according to the invention,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung II-II durch den Fräser nach Fig. 1, Fig. 2 is a section in direction II-II through the milling cutter according to Fig. 1,

Fig. 3 eine Teilabwicklung des Fräsers nach den Fig. 1 und 2, Fig. 3 is a partial development of the milling cutter according to FIGS. 1 and 2,

Fig. 4a einen Schnitt in Richtung A-A durch die Abwicklung in Fig. 3, FIG. 4a is a section along AA through the processing in Fig. 3,

Fig. 4b den entsprechenden Schnitt wie Fig. 4.1 durch die zweite Schneidenreihe, FIG. 4b shows the corresponding section as Fig. 4.1 by the second cutting series,

Fig. 5 eine Prinzipskizze zur Erläuterung des Schleifvorgangs eines Fräsers nach der Erfindung, Fig. 5 is a schematic diagram for explaining the grinding operation of a milling cutter according to the invention,

Fig. 6 eine ebenfalls nur schematisch dargestellte Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 5. Fig. 6 is a side view of the object also shown only schematically in FIG. 5.

Der in der Zeichnung dargestellte Hartmetall-Fräser mit im wesentlichen zylindrischem Fliehkreismantel dient zum Umfang- oder Nutenfräsen von insbesondere SFK-Aramid. Die Verstärkungsfaser, eine aromatische Polyamidfaser unter dem Handelsnamen -Kevlar 49- der Fa. Du Pont, USA, hat einen Volumenanteil von 60% bis 70% in der Epoxidharzmatrix. Der Fräser besitzt zwei in Umfangsrichtung aufeinander folgende Schneidenreihen 1, 2, und zwar abwechselnd in steigender und fallender Ausrichtung, wobei unter Voraussetzung einer in Fig. 2 durch den Pfeil 3 angegebenen Drehrichtung die Schneidenreihe 1 rechtssteigende, die Schneidenreihe 2 linkssteigende Schneiden 4 besitzt. Der Schnittdrallwinkel Ws, d. i. in Fig. 3 der Winkel zwischen einer der Schneiden 4 und der Richtung der Fräsenachse 5, ist in beiden Schneidenreihen 1, 2 gleich groß, nämlich etwa 55°, und über die Länge jeder Schneide 4 konstant, so daß die Schneiden 4 am Fräserumfang schraubenförmig verlaufen und in der Abwicklung nach Fig. 3 Geraden ergeben. In jeder Schneidenreihe 1, 2 ergeben die Schneiden 4 eine teilweise gegenseitige Überdeckung ü (Fig. 3) zwischen den in Drehrichtung des Fräsers nachlaufenden Schneidenenden einerseits und dem vorlaufenden Ende der jeweils voranlaufenden Schneide andererseits. Die Überdeckung ü soll möglichst klein sein, damit in jeder zur Fräserachse 5 senkrechten Orthogonalebene B-B aus jeder Schneidenreihe 1, 2 im wesentlichen jeweils nur eine der Schneiden 4 schneidet und der in der Überdeckung ü liegende Teil der nachfolgenden Schneide nur so kurz ist, daß durch ihn keine nennenswerte Reibung und Wärme am Werkstückwerkstoff entstehen. Zwischen beiden Schneidenreihen 1, 2 liegt jeweils ein sie voneinander trennender Unterbrechungsspanraum 6. Sein Unterbrechungsspanwinkel von im Ausführungsbeispiel etwa 90° ist mit Wus, der Radius seiner Ausrundung mit Ru bezeichnet. Der Radialspanwinkel Wr (Fig. 2) beträgt im Ausführungsbeispiel der Einfachheit wegen 0°, kann aber bis zu +15° groß sein. Im übrigen verläuft im Ausführungsbeispiel der Unterbrechungsspanraum 6 gerade entlang der Fräserachse 5, kann aber auch schraubenartig verlaufen, in der Abwicklung nach Fig. 3 also eine Neigung gegen die Gerade der Achse 5 aufweisen, wobei der Unterbrechungsdrallwinkel Wud zwischen -5° und +5° groß sein kann. Die Stegbreite SB (Fig. 2) beträgt zwischen 25% bis 30% des Fliehkreisdurchmessers d (Fig. 1), der beispielsweise 1/2 Zoll, also etwa 12,7 mm betragen kann.The hard metal milling cutter shown in the drawing with an essentially cylindrical centrifugal circle jacket is used for circumferential or slot milling, in particular of SFK aramid. The reinforcing fiber, an aromatic polyamide fiber under the trade name -Kevlar 49- from Du Pont, USA, has a volume fraction of 60% to 70% in the epoxy resin matrix. The milling cutter has two cutting edge rows 1, 2 which follow one another in the circumferential direction, alternately in increasing and decreasing orientation, with the cutting edge row 1 having right-handed and the cutting edge row 2 having left-handed cutting edges 4 , provided that the direction of rotation indicated by arrow 3 in FIG . The cutting twist angle Ws , di in Fig. 3, the angle between one of the cutting edges 4 and the direction of the milling axis 5 , is the same size in both cutting rows 1, 2 , namely about 55 °, and constant over the length of each cutting edge 4 , so that the Cutting edges 4 run helically on the milling cutter circumference and result in straight lines in the development according to FIG. 3. In each row of cutting edges 1, 2 , the cutting edges 4 result in a partial mutual overlap ü ( FIG. 3) between the cutting edge ends trailing in the direction of rotation of the milling cutter on the one hand and the leading end of the respectively leading cutting edge on the other hand. The overlap ü should be as small as possible so that in each orthogonal plane BB perpendicular to the milling cutter axis 5 from each row of cutting edges 1, 2 essentially only one of the cutting edges 4 intersects and the part of the subsequent cutting edge lying in the overlap ü is only so short that by there is no significant friction and heat on the workpiece material. Between the two rows of cutting edges 1, 2 there is an interruption chip space 6 separating them from each other. Its interruption rake angle of about 90 ° in the exemplary embodiment is denoted by Wus , the radius of its fillet is Ru . In the exemplary embodiment, the radial rake angle Wr ( FIG. 2) is 0 ° for simplicity, but can be up to + 15 °. Incidentally, in the exemplary embodiment, the interruption chip space 6 runs straight along the milling cutter axis 5 , but can also run in a screw-like manner, in the development according to FIG. 3 thus have an inclination against the straight line of the axis 5 , the interruption helix angle Wud between -5 ° and + 5 ° can be great. The web width SB ( FIG. 2) is between 25% and 30% of the centrifugal circle diameter d ( FIG. 1), which can be, for example, 1/2 inch, that is to say approximately 12.7 mm.

Die in Fig. 3 eingetragene Normalebene A-A steht auf den Schneiden 4 der ihr zugeordneten Schneidenreihe 1 senkrecht. Entsprechendes gilt für die in Fig. 3 nicht gezeigte Normalebene der Schneidenreihe 2. Die entsprechenden Schnittbilder der Schneiden 4 in ihren jeweiligen Normalebenen A-A zeigen die Fig. 4a für die rechtssteigende Schneidenreihe 1 und die Fig. 4b für die linkssteigende Schneidenreihe 2. Der Rücken 4.1 jeder Schneide 4 bildet einen Schneidenfreiwinkel, der in der Normalebene A-A mit Wfn bezeichnet ist. In der Orthogonalebene B-B entsprechend Fig. 2 bildet der Schneidenfreiwinkel den Orthogonalfreiwinkel Wfo von im Ausführungsbeispiel etwa 20°. Letzterer ist die zur Fräserachse 5 parallele Projektion des Normalfreiwinkels Wfn und mit diesem über den Schnittdrallwinkel Ws gemäß der Beziehung tang Wfo = Wfn · cos Ws verknüpft, so daß bei einem Orthogonalfreiwinkel Wfo von etwa 20° und einem Schnittdrallwinkel Ws von etwa 55° der Normalfreiwinkel Wfn etwa 32° beträgt. Die Schneidenbrust 4.2 bildet in der Normalebene A-A den Normalspanwinkel Wsn, der im Ausführungsbeispiel +15° beträgt, also hinterschliffen ist und konkav ausgerundet mit dem Schneidenfußradius Rf an den Schneidenrücken 4.1 der benachbarten Schneide 4 anschließt. Der Schneidenfußradius Rf beträgt etwa 25% bis 30% der in der Normalebene A-A gemessenen Schneidentiefe St, die mindestens 20% des Fliehkreisdurchmessers d, im Ausführungsbeispiel also mindestens 2,54 mm, nämlich etwa 3 mm beträgt. Die in der Abwicklung gemäß Fig. 3 gemessene Schneidenlänge Sl und der in der Normalebene A-A gemessene Schneidenabstand Sa ergeben sich dann unter dem Gesichtspunkt der geforderten Überdeckung ü. Wird die Überdeckung ü als Bruchteil x des Schneidenabstands Sa angegeben, so gilt, da für ü sich aus Fig. 3 die geometrische Beziehung ermitteln läßt, die folgende Gl. (1): The normal plane AA entered in FIG. 3 is perpendicular to the cutting edges 4 of the cutting edge row 1 assigned to it. The same applies to the normal plane of the row of cutting edges 2, which is not shown in FIG. 3. The corresponding sectional images of the cutting edges 4 in their respective normal planes AA are shown in FIG. 4a for the right-hand cutting edge row 1 and FIG. 4b for the left-handed cutting edge row 2 . The back 4.1 of each cutting edge 4 forms a cutting edge free angle, which is designated Wfn in the normal plane AA . In the orthogonal plane BB according to FIG. 2, the cutting edge free angle forms the orthogonal free angle Wfo of approximately 20 ° in the exemplary embodiment. The latter is the projection of the normal free angle Wfn parallel to the milling cutter axis 5 and linked to it via the cutting helix angle Ws in accordance with the relationship tang Wfo = Wfn · cos Ws , so that with an orthogonal free angle Wfo of approximately 20 ° and a cutting helix angle Ws of approximately 55 ° the normal free angle Wfn is approximately 32 °. In the normal plane AA, the cutting edge face 4.2 forms the normal rake angle Wsn , which in the exemplary embodiment is + 15 °, that is to say is ground and is rounded off concavely with the cutting edge root radius Rf to the cutting edge back 4.1 of the adjacent cutting edge 4 . The cutting root radius Rf is approximately 25% to 30% of the cutting depth St measured in the normal plane AA , which is at least 20% of the centrifugal circle diameter d , in the exemplary embodiment thus at least 2.54 mm, namely approximately 3 mm. The cutting edge length S1 measured in the development according to FIG. 3 and the cutting edge distance Sa measured in the normal plane AA then result from the point of view of the required overlap ü . If the overlap ü is specified as a fraction x of the cutting edge spacing Sa , then the geometric relationship applies to ü from FIG. 3 can be determined, the following Eq. (1):

Andererseits gilt für die Schneidenlänge Sl die folgende Gl. (2) wo Sl · sin Ws die in die Orthogonalebene B-B entsprechend Fig. 2 projizierte Schneidenlänge ist. Schließlich gilt für den Schneidenabstand Sa aus Fig. 4a oder Fig. 4b und, da die Schneidentiefe St als Bruchteil y von mindestens 20% des Fliehkreisdurchmessers d vorgegeben ist und tang Wfn sich nach der schon genannten Beziehung durch tang Wfo/cos Ws ersetzen läßt, schließlich die folgende Gl. (3) On the other hand, the following equation applies to the cutting length Sl . (2) where Sl · sin Ws is the cutting length projected into the orthogonal plane BB according to FIG. 2. Finally, the cutting edge distance Sa from FIG. 4a or FIG. 4b applies and, as the cutting depth St as a fraction y of at least 20% of the Fliehkreisdurchmessers is predefined and d tang WFN after the previously mentioned relation by tang Wfo / cos Ws may be replaced, finally the following Eq. (3)

Setzt man nun in Gl. (1) die Werte für Sl nach Gl. (2) und für Sa nach Gl (3) ein, so erhält man die Beziehung Now put in Eq. (1) the values for Sl according to Eq. (2) and for Sa according to Eq (3), we get the relationship

Im Ergebnis können unabhängig vom Fliehkreisdurchmesser d die gewünschten Werte für y, x, Ws und Wfo vorgegeben werden, woraus sich bei gegebenem d über Wus die Schneidenlänge Sl, über y die Schneidentiefe St und über Sfn der Schneidenabstand ergeben. So erhält man im Ausführungsbeispiel für x=0,1, y=0,25, Wfo=20°, Ws=55° einen Schneidenabstand Sa von etwa 5 mm und eine Überdeckung ü von etwa 0,5 mm bei einer Schneidenlänge Sl von etwa 11,5 mm.As a result, regardless of the centrifugal circle diameter d, the desired values for y, x, Ws and Wfo can be specified, which, given d , gives the cutting length Sl via Wus, the cutting depth St via y and the cutting distance via Sfn . Thus, in the exemplary embodiment , a cutting edge distance Sa of approximately 5 mm and an overlap ü of approximately 0.5 mm with a cutting length Sl of approximately are obtained for x = 0.1, y = 0.25, Wfo = 20 °, Ws = 55 ° 11.5 mm.

Fig. 5 veranschaulicht den Schleifvorgang bei der Herstellung des Fräsers, so daß die hinterschliffenen positiven Normalspanwinkel Wsn erhalten werden. Während des Schleifvorgangs wird der Fräser 10 in Richtung seiner Achse 5 verschoben und gleichzeitig in Richtung des Pfeiles 11 gedreht, so daß der geforderte Schnittdrallwinkel Ws entsteht und in konstanter Größe gehalten wird. Für rechtssteigende Schneiden 4 erfolgt die axiale Verschiebung des Fräsers 10 in Richtung des Pfeiles 12.1, für linkssteigende Schneiden in Richtung des Pfeiles 12.2. Die Schleifscheibe 13 ist nach Art einer Topfscheibe mit einem die aktive Schleifzone 14 bildenden und dazu stirnseitig vorstehenden Scheibenring 15 ausgestattet und wird im wesentlichen mit ihrer Stirnseite gegen den Fräser zugestellt. Dabei ist die Schleifscheibenachse 17 um den Winkel 18 soweit aus der Orthogonalebene 19 heraus geneigt, daß der der aktiven Schleifzone 14 längs des Fräsers gegenüber liegende Bereich 16 des Scheibenringes 15 die Mantelfläche 20 des entstehenden Fräsers nicht berührt. Für diese Größe des Scheibenneigungswinkels 15 genau dem in der Normalebene liegenden Profil des Spanraums 21 zwischen den Schneiden 4. Die Schleifscheibenachse 17 besitzt einen solchen Abstand D von der Fräserachse 5, daß in der aktiven Schleifzone 14 die Tangente an den Scheibenring 15 unter dem Schnittdrallwinkel Ws zur Fräserachse 5 verläuft, wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich ist. Der Abstand D hängt u. a. von der Größe des Schnittdrallwinkels Ws und von dem durch den Doppelpfeil 30 bezeichneten Scheibendurchmesser ab. Fig. 5 illustrates the grinding process in the manufacture of the milling cutter so that the relief-ground positive normal rake angles Wsn are obtained. During the grinding process, the milling cutter 10 is displaced in the direction of its axis 5 and at the same time rotated in the direction of the arrow 11 , so that the required cutting twist angle Ws arises and is kept at a constant size. For cutting edges 4 on the right , the milling cutter 10 is axially displaced in the direction of arrow 12.1 , for cutting edges on the left in the direction of arrow 12.2 . In the manner of a cup wheel, the grinding wheel 13 is equipped with a wheel ring 15 which forms the active grinding zone 14 and which protrudes on the end side thereof and is essentially supplied with its end face against the milling cutter. The grinding wheel axis 17 is inclined by the angle 18 out of the orthogonal plane 19 to such an extent that the region 16 of the wheel ring 15 opposite the active grinding zone 14 along the milling cutter does not touch the lateral surface 20 of the milling cutter being produced. For this size of the disc inclination angle 15 , the profile of the chip space 21 between the cutting edges 4 lies exactly in the normal plane. The grinding wheel axis 17 has such a distance D from the milling cutter axis 5 that in the active grinding zone 14 the tangent to the disk ring 15 runs at the cutting helix angle Ws to the milling cutter axis 5 , as can be seen in particular from FIG. 6. The distance D depends, inter alia, on the size of the cutting helix angle Ws and on the disk diameter indicated by the double arrow 30 .

Claims (8)

1. Fräser für das Umfangs- oder Nutenfräsen von Hochleistungsverbundwerkstoffen aus duroplastischen Reaktionsharzen als Matrixwerkstoff und synthetischen Verstärkungsfasern, insbesondere von SFK-Aramid aus Epoxid- oder ungesättigtem Polyesterharz und aromatischen Polyamidfasern mit einem Volumenanteil von 60% bis 70% in der Matrix, mit in Umfangsrichtung des Fräsers aufeinander folgenden, jeweils durch einen Unterbrechungsspanraum (6) voneinander getrennten Schneidenreihen (1, 2) abwechselnd steigender und fallender Ausrichtung unter einem seiner absoluten Größe nach in allen Schneidenreihen (1, 2) im wesentlichen gleichgroßen Schnittdrallwinkel (Ws), wobei in jeder Schneidenreihe (1, 2) die Schneiden (4) in Drehrichtung (3) des Fräsers eine Überdeckung (ü) zwischen den nachlaufenden Schneidenenden einerseits und dem vorlaufenden Ende der jeweils voranlaufenden Schneide andererseits aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Schnittdrallwinkels (Ws) zwischen 55° und 65° und des (als Normalfreiwinkel Wfn angeschliffenen) Schneidenfreiwinkels als Orthogonalfreiwinkel (Wfo) in der zur Fräserachse (5) senkrechten Orthogonalebene zwischen 15° und 20° beträgt, daß die Schneidentiefe (St) größer als 20% des Fräserfliehkreisdurchmessers (d) ist und die Schneidenlänge (Sl) für die Überdeckung (ü) Werte zwischen 5% bis 20% des Schneidenabstands (Sa) ergibt, sowie der Normalspanwinkel (Wsn) der Schneiden (4) positive Werte zwischen 7° und 15° besitzt, wobei die Schneidentiefe (St), der Schneidenabstand (Sa) und der Normalspanwinkel (Wsn) in der jeweils zur Schneidenrichtung senkrechten Normalebene (A-A) gemessen sind.1. Milling cutter for the circumferential or slot milling of high-performance composite materials made of thermosetting reactive resins as matrix material and synthetic reinforcing fibers, in particular SFK aramid made of epoxy or unsaturated polyester resin and aromatic polyamide fibers with a volume fraction of 60% to 70% in the matrix, with in the circumferential direction of the milling cutter successive, each by an interruption chip space ( 6 ) separated rows of cutting edges ( 1, 2 ) alternately increasing and decreasing orientation under one of its absolute size in all cutting edge rows ( 1, 2 ) substantially equal cutting helix angle ( Ws ), in each Row of cutting edges ( 1, 2 ) the cutting edges ( 4 ) in the direction of rotation ( 3 ) of the milling cutter have an overlap ( ü ) between the trailing cutting ends on the one hand and the leading end of the leading cutting edge on the other hand, characterized in that the size of the cutting helix angle ( Ws ) between n 55 ° and 65 ° and the cutting edge angle ( ground as a normal clearance angle Wfn ) as an orthogonal clearance angle ( Wfo ) in the orthogonal plane perpendicular to the milling cutter axis ( 5 ) is between 15 ° and 20 ° so that the cutting depth ( St ) is greater than 20% of the milling cutter diameter ( d ) and the cutting edge length ( Sl ) for the overlap ( ü ) gives values between 5% and 20% of the cutting edge distance ( Sa ), and the normal rake angle ( Wsn ) of the cutting edges ( 4 ) has positive values between 7 ° and 15 °, the cutting depth ( St ), the cutting distance ( Sa ) and the normal rake angle ( Wsn ) are measured in the normal plane ( AA ) perpendicular to the cutting direction. 2. Fräser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrechungsspanwinkel (Wus) zwischen 75° und 100° beträgt.2. Milling cutter according to claim 1, characterized in that the interruption rake angle ( Wus ) is between 75 ° and 100 °. 3. Fräser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrechungsdrallwinkel (Wud) zwischen -5° und +5° beträgt.3. Milling cutter according to claim 1 or 2, characterized in that the interruption helix angle ( Wud ) is between -5 ° and + 5 °. 4. Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Radialspanwinkel (Wr) zwischen 0° bis +15° beträgt.4. Milling cutter according to one of claims 1 to 3, characterized in that the radial rake angle ( Wr ) is between 0 ° to + 15 °. 5. Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegbreite (SB) zwischen 25% bis 30% des Fliehkreisdurchmessers (d) beträgt.5. Milling cutter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the web width ( SB ) is between 25% to 30% of the centrifugal diameter ( d ). 6. Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidenfußradius (Rf) in der Normalebene gesehen zwischen 25% bis 30% der Schneidentiefe (St) beträgt.6. Milling cutter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cutting root radius ( Rf ) seen in the normal plane is between 25% and 30% of the cutting depth ( St ). 7. Fräser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittdrallwinkel (Ws) etwa 55°, der Schneidenfreiwinkel (Wfo) in der Orthogonalebene etwa 20°, der Normalspanwinkel (Wsn) etwa +15°, die Schneidentiefe (St) etwa 25% des Fliehkreisdurchmessers (d) und die Überdeckung (ü) etwa 10% des Schneidenabstandes (Sa) beträgt, und daß der in der Orthogonalebene gemessene Unterbrechungsspanwinkel (Wus) für die Breite des Unterbrechungsspanraumes (6) in Umfangsrichtung des Fräsers etwa 90° beträgt.7. Milling cutter according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the cutting helix angle ( Ws ) about 55 °, the cutting clearance angle ( Wfo ) in the orthogonal plane about 20 °, the normal rake angle ( Wsn ) about + 15 °, the cutting depth ( St ) about 25% of the centrifugal circle diameter ( d ) and the overlap ( ü ) is about 10% of the cutting edge distance ( Sa ), and that the interruption cutting angle ( Wus ) measured in the orthogonal plane for the width of the interruption cutting space ( 6 ) in the circumferential direction of the milling cutter is about 90 °. 8. Verfahren zum Schleifen eines Fräsers nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zu schleifende Fräser (10) um seine Achse (5) gedreht und gleichzeitig längs seiner Achse so verschoben wird, daß der geforderte Schnittdrallwinkel (Ws) entsteht und konstant gehalten wird, und daß die nach Art einer Topfscheibe mit einem stirnseitig vorstehenden, die aktive Schleifzone (14) bildenden Scheibenring (15) ausgestattete Schleifscheibe (13) mit ihrer Stirnseite gegen den Fräser (10) zugestellt wird, wobei die Schleifscheibenachse (17) aus der Orthogonalebene (19) des Fräsers (10) heraus soweit (Winkel 18) geneigt wird, daß der der aktiven Schleifzone (14) gegenüber liegende Bereich (16) des Scheibenrings (15) die Mantelfläche (20) des entstehenden Fräsers (10) nicht berührt, wobei ferner für diesen Scheibenneigungswinkel (18) das Schleifprofil des Scheibenrings (15) dem in der Normalebene (A-A) liegenden Spanraumprofil zwischen den Schneiden (4) entspricht, und wobei die Schleifscheibenachse (17) einen solchen Abstand (D) von der Fräserachse (5) aufweist, daß in der aktiven Schleifzone (14) die Tangente an den Scheibenring (15) unter dem Schnittdrallwinkel (Ws) zur Fräserachse (5) verläuft.8. A method for grinding a milling cutter according to claims 1 to 7, characterized in that the milling cutter ( 10 ) is rotated about its axis ( 5 ) and at the same time is displaced along its axis in such a way that the required cutting helix angle ( Ws ) arises and is kept constant, and that the grinding wheel ( 13 ), which is equipped in the manner of a cup wheel with a wheel ring ( 15 ) projecting on the end face and forming the active grinding zone ( 14 ), is fed with its end face against the milling cutter ( 10 ), the grinding wheel axis ( 17 ) out of the orthogonal plane ( 19 ) of the milling cutter ( 10 ) to such an extent (angle 18 ) that the area ( 16 ) of the disk ring ( 15 ) opposite the active grinding zone ( 14 ) surrounds the lateral surface ( 20 ) of the milling cutter ( 10 ) not touched, and for this disc inclination angle ( 18 ) the grinding profile of the disc ring ( 15 ) in the normal plane ( AA ) lying chip space profile between the cutting corresponds to ( 4 ), and wherein the grinding wheel axis ( 17 ) has such a distance ( D ) from the milling cutter axis ( 5 ) that in the active grinding zone ( 14 ) the tangent to the wheel ring ( 15 ) at the cutting helix angle ( Ws ) Milling axis ( 5 ) runs.
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