Fräswerkzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug mit einem zwischen ebenen, parallelen Spannflächen auf einer Welle festgekieminten Fräskörper.
Bekanntlich wird von den auf einer Antriebswelle aufgespannten Fräswerkzeugen höchste Rund- und Planlauf- genauigkeit verlangt. Bei genauestem zentrischem Lauf der Welle ist diese Forderung mit geeigneten Aufspannvorrichtungen für die Fräswerkzeuge recht gut zu erfüllen. Doch lässt sich kaum vermeiden, dass die Antriebswelle beim Drehen eine Taumelbewegung ausführt, die sich nachteilig auf die Laufgenauigkeit des Fräswerkzeuges auswirkt. Man hat schon seit langem nach Lösungen gesucht, um die Taumelbewegung der Welle zu beseitigen oder wenigstens auf ein Mindestmass zu reduzieren, z. B. durch entsprechende Lagerung der Welle. Alle die getroffenen Massnahmen brachten wohl eine Verbesserung, doch ist es bis jetzt nicht gelungen, die Taumelbewegung der Welle vollständig zu beseitigen.
Selbst die kleinste Taumelbewegung verunmöglicht das Einhalten einer in engen Toieranzgrenzen liegenden Massgenauigkeit bei der Bearbeitung von Werkstücken. Vor allem liess sich bis anhin keine Nut fräsen, deren tatsächliche Breite nur sehr wenig von einem gewünschten Nennmass abwich.
Es ist Zweck der Erfindung, die vorstehend genannten Nachteile zu beheben und ein Fräswerkzeug zu schaffen, das eine genaue Bearbeitung der Werkstücke erlaubt.
Es stellt sich die Aufgabe, den durch die Taumelbewegung der Welle verursachten Schlag des Fräswerkzeuges durch geeignetes Aufspannen desselben auf der Welle auszugleichen.
Bei der Lösung dieser Aufgabe kann von der bekannten Anordnung eines in einen auf einer Welle sitzenden Schwanknutapparat eingespannten Kreissäge- blattes ausgegangen werden, die zur Herstellung von Nuten verwendet wird, deren Breite ein Mehrfaches der Schnittbreite des Sägeblattes beträgt. Dabei wird das Kreissägeblatt zwischen ebene, parallele Spannflächen zweier Spannflansche eingespannt, wobei diese Spannflächen mit der Drehachse der Welle einen von 900 abweichenden Winkel einschliessen.
Die rechtwinklig zur Drehachse stehenden, vom Sägeblatt abgekehrten Aussen flächen dieser Spaunfiansche liegen verdrehbar an zueinander parallelen Sitzflächen von auf der Welle sitzenden Sitzflanschen an wobei diese SitzfLächen mit der Drehachse einen um den gleichen Betrag wie die Spannflächen von 90c abweichenden Winkel einschliessen.
Durch Verdrehen des Spanuflanschenpaares mitsamt eingespanntem Sägeblatt gegenüber den Sitzfianschen wird das Sägeblatt je nach Verdrehungsgrad mehr oder weniger gegen eine rechtwinklig zur Drehachse stehende Ebene geneigt. Je grösser die Neigung und somit der Schlag des Sägeblattes ist, desto breiter wird die ausgesägte Nut. Demgegenüber ist div Lösung der gestellten Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Spannflächen sowie die an diesen anzuliegen bestimmten, ebenen Sitze am Fräskörper mit der Drehachse der Welle einen von 900 abweichenden Winkel einschliessen, wobei der Fräskörper in bezug auf die Spannflächen dreheinstellbar list.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstan- des wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 einen Teilschnitt eines rechtwinklig zur Wei- lenachse aufgespannten Scheibenfräsers,
Fig. 2 einen Teilschnitt des bezüglich der Aufspannvorrichtung um 1800 gedrehten Scheibenfräsers nach Fig. 1, rlg. 1,
Fig. 3 einen Teilschnitt durch den Scheibenfräser,
Fig. 4 und 5 einen Schnitt durch die beiden Teile der Aufspannvorrichtung.
In den Fig. 1 und 2 ist ein auf einer Welle 1 sitzender Scheibenfräser 2 gezeigt. Dieser besteht aus einem Tragkörper 3, der an seinem Umfang verteilt angebrachte Schneidmesser 4 trägt, deren Anzahl je nach dem zu bearbeitenden Material verschieden gross gewählt werden kann. Der Tragkörper wird durch eine Aufspannvorrichtung 5 auf der Welle befestigt. Diese Aufspannvorrichtung besteht aus einem Nabenkörper 6 und einem auf diesem schiebbaren Ring 7, weiche mittels einer nicht gezeigten Klemmvorrichtung auf der Welle befestigt sind. Dabei wird der Scheibenfräser zwischen Ring und Nabenkörper festgeklemmt.
Fig. 3 zeigt den Scheibenfräser 2, bei dem der Tragkörper 3 teilweise geschnitten ist. Die am Umfang des Tragkörpers gleichmässig verteilten Schneidmesser 4 sind in den Tragkörper eingesetzt und bestehen z.B.
aus Hartmetall. Sie sind breiter als der Traglsörper 3 ausgebildet und weisen an den Seitenflächen und der Aussenfläche Schneidkanten auf. Mit der im Tragkör- per 3 vorgesehenen Bohrung 8 kommt der Scheibenfräser 2 auf den Nabenkörper 6 zu sitzen. An den Seitenflächen des Tragkörpers 3 sind zueinander parallele Sitzflächen 9 eingearbeitet, welche mit den rechtwinklig auf der Symmetrieachse des Fräsers stehenden Seitenflächen einen Winkel a einschliessen.
Der in Fig. 4 dargestellte Ring 7 wird mit seiner Bohrung 10 auf den Nabenkörper 6 geschoben. Die als Spannfläche dienende Seitenfläche 11 bildet mit einer rechtwinklig zur Symmetrieachse des Ringes stehenden Ebene einen Winkel a, der gleich wie der Winkel a am Scheibenfräser 2 ist. An der Wandung der Bohrung 10 ist ein Nocken 12 vorgesehen, der mit einer entsprechenden Nut am Nabenkörper 6 zusammenzuwirken bestimmt ist.
Der in Fig. 5 dargestellte Nabenkörper 6 besitzt einen Flanschteil 13 und einen Nabenteil 14. Die als Spannfläche ausgebildere Seitenfläche 15 des Flanschteiles 13 schliesst mit einer rechtwinklig zur Symmetrieachse des Nabenkörpers stehenden Ebene den gleichen wie am Fräskörper 3 und am Ring 7 auftretenden Winkel a ein. Auf die Mantelfläche 16 des Nabenteils 14 kommen Scheibenfräsef 2 und Ring 7 zu liegen. Der Ring 7 wird gegenüber dem Nabenkörper 6 durch Eingreifen seines Nockens 12 in eine im Naben- teil 16 des Nabenkörpers 6 ausgebildete Nut 17 zentriert und gegen Verdrehung gesichert. Der Nabenköf- per 6 sitzt auf einer durch die Bohrung 18 führenden Welle.
Der auf dem Nabenteil 14 des auf der Welle 1 aufgezogenen Nabenkörpers 6 sitzende Scheibenfräser 2 kommt mit einer seiner Sitzflächen 9 lauf die Spannfläche 15 des Flanschteiles 13 des Nabenkörpers 6 zu liegen. Die andere der Sitzflächen 9 liegt an der Spannfläche 11 des ebenfalls auf dem Nabenteil 14 sitzenden Ringes 7 an. Der Durchmesser der Bohrung 8 im Tragkörper 3 ist wenig grösser als der Aussendurchmesser des Nabenteiles 14, um ein Verdrehen des Scheibenfräsers 2 gegenüber dem Nabenkörper 6 zu erlauben. Der Ring 7 ist durch seinen in die am Nabenteil 14 ausgebildete Nut 17 eingreifenden Nocken 12 gegenüber dem Nabenkörper 6 derart zentriert, dass die beiden Spannflächen 11 des Ringes 7 und 15 des Nabenkörpers 6 zueinander parallel sind.
Zum Festspannen des Fräsers 2 werden Ring 7 und Nabenkörper 6 mit tels einer nicht dargestellten Klemmvorrichtung gegeneinandergepresst.
In der Fig. 1 ist der Scheibenfräsef 2 in seiner rechtwinklig zur Drehachse der Welle 2 stehenden Lage festgespannt gezeigt. Durch Lockern der Verbindung zwischen Ring 6 und Nabenkörper 7 lässt sich der Fräser 2 in bezugSauf die Aufspannverrichtung 15 kontinuierlich verdrehen, wobei die Sitzflächen 9 lauf den Spannflächen 11 und 15 gleiten. Mit zunehmendem Verdrehungsgrad neigt sich der Fräser gegenüber einer rechtwinklig zur Wellenachse stehenden Ebene immer mehr, bis er nach einer Drehung um 1800, wie in Fig. 2 gezeigt, mit dieser rechtwinkligen Ebene den Winkel a einschliesst. Durch Weiterdrehen des Fräsers in der gleichen Richtung richtet sich der Fräser wieder auf, um nach einer Umdrehung von total 3600 wieder senkrecht zur Wellenachse zu stehen.
Durch entsprechende Verdrehung kann der Schlag des Fräsers so eingestellt werden, dass dadurch der durch die Taumelbewegung der Welle verursachte Schlag aufgehoben wird.
Je nach Wahl der Grösse des Neigungswinkels a können die Grenzen der Verstellbarkeit des Scheibenfräsers geändert werden. Der maximale Schlag ss ergibt sich bei einem Radius r des Fräsers aus der Formel s= 2 Sin a. Bei einem Radius r von 100 mm und einem Winkel a von 10 wird der maximale Schlag ss = 3,49 mm.
Dieser Schlag wird bei einer Verdrehung des Fräsers um 1800 erreicht. Wird der Fräser z. B. nur um 100 verdreht, so beträgt der Schlag etwa 0,19 mm. Wird der Winkel a vergrössert, so vergrössert sich dementsprechend der maximale zu erreichende Schlag.
Milling tool
The present invention relates to a milling tool with a milling body clamped between planar, parallel clamping surfaces on a shaft.
As is well known, the milling tools clamped on a drive shaft require the highest level of concentricity and axial run-out. With the most precise centric running of the shaft, this requirement can be met quite well with suitable clamping devices for the milling tools. However, it can hardly be avoided that the drive shaft executes a wobbling movement when rotating, which has a disadvantageous effect on the running accuracy of the milling tool. Solutions have been sought for a long time to eliminate the wobbling motion of the shaft or at least to reduce it to a minimum, e.g. B. by appropriate storage of the shaft. All of the measures taken probably brought an improvement, but so far it has not been possible to completely eliminate the wobbling movement of the shaft.
Even the smallest wobbling movement makes it impossible to maintain a dimensional accuracy that is within narrow tolerance limits when machining workpieces. Above all, it has not been possible to mill a groove whose actual width deviated very little from a desired nominal dimension.
The purpose of the invention is to remedy the above-mentioned disadvantages and to create a milling tool which allows the workpieces to be machined precisely.
The task is to compensate for the impact of the milling tool caused by the wobbling movement of the shaft by suitably clamping it on the shaft.
The solution to this problem can be based on the known arrangement of a circular saw blade clamped in a swivel groove apparatus seated on a shaft, which is used to produce grooves whose width is a multiple of the cutting width of the saw blade. The circular saw blade is clamped between flat, parallel clamping surfaces of two clamping flanges, these clamping surfaces including an angle deviating from 900 with the axis of rotation of the shaft.
The outer surfaces of these Spaunfiansche, which are at right angles to the axis of rotation and facing away from the saw blade, lie rotatably on parallel seat surfaces of seat flanges on the shaft, these seat surfaces including the axis of rotation at an angle that differs from 90c by the same amount as the clamping surfaces.
By turning the pair of clamping flanges together with the clamped saw blade in relation to the seat flanges, the saw blade is inclined more or less against a plane perpendicular to the axis of rotation, depending on the degree of rotation. The greater the inclination and thus the stroke of the saw blade, the wider the sawed-out groove. In contrast, div solution of the problem according to the invention is characterized in that the clamping surfaces and the planar seats on the milling body intended to lie against them include an angle deviating from 900 with the axis of rotation of the shaft, the milling body being adjustable in rotation with respect to the clamping surfaces.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is described in more detail below with reference to the drawing. It shows:
1 shows a partial section of a side milling cutter clamped at right angles to the flute axis,
FIG. 2 shows a partial section of the disk milling cutter according to FIG. 1 rotated by 1800 with respect to the clamping device, rlg. 1,
3 shows a partial section through the side milling cutter,
4 and 5 show a section through the two parts of the jig.
In FIGS. 1 and 2, a side milling cutter 2 seated on a shaft 1 is shown. This consists of a support body 3, which carries cutting blades 4 distributed around its circumference, the number of which can be selected to vary in size depending on the material to be processed. The support body is attached to the shaft by a jig 5. This jig consists of a hub body 6 and a ring 7 which can be pushed on this and which are attached to the shaft by means of a clamping device (not shown). The side milling cutter is clamped between the ring and the hub body.
Fig. 3 shows the side milling cutter 2 in which the support body 3 is partially cut. The cutting knives 4, which are evenly distributed around the circumference of the support body, are inserted into the support body and consist e.g.
made of hard metal. They are made wider than the support body 3 and have cutting edges on the side surfaces and the outer surface. With the bore 8 provided in the support body 3, the side milling cutter 2 comes to sit on the hub body 6. Seat surfaces 9 parallel to one another are incorporated on the side surfaces of the support body 3 and form an angle α with the side surfaces standing at right angles on the axis of symmetry of the milling cutter.
The ring 7 shown in FIG. 4 is pushed with its bore 10 onto the hub body 6. The side surface 11 serving as a clamping surface forms an angle a with a plane perpendicular to the axis of symmetry of the ring, which is the same as the angle a on the side milling cutter 2. On the wall of the bore 10, a cam 12 is provided which is intended to interact with a corresponding groove on the hub body 6.
The hub body 6 shown in Fig. 5 has a flange part 13 and a hub part 14. The side surface 15 of the flange part 13 designed as a clamping surface encloses the same angle a occurring on the milling body 3 and on the ring 7 with a plane perpendicular to the axis of symmetry of the hub body . The side milling cutter 2 and ring 7 come to rest on the lateral surface 16 of the hub part 14. The ring 7 is centered with respect to the hub body 6 by engaging its cam 12 in a groove 17 formed in the hub part 16 of the hub body 6 and secured against rotation. The hub body 6 sits on a shaft leading through the bore 18.
The disk milling cutter 2 sitting on the hub part 14 of the hub body 6 drawn on the shaft 1 comes to rest with one of its seat surfaces 9 running the clamping surface 15 of the flange part 13 of the hub body 6. The other of the seat surfaces 9 rests against the clamping surface 11 of the ring 7, which is also seated on the hub part 14. The diameter of the bore 8 in the support body 3 is slightly larger than the outer diameter of the hub part 14, in order to allow the disk milling cutter 2 to rotate relative to the hub body 6. The ring 7 is centered with respect to the hub body 6 by its cam 12 engaging in the groove 17 formed on the hub part 14 such that the two clamping surfaces 11 of the ring 7 and 15 of the hub body 6 are parallel to one another.
To clamp the milling cutter 2, ring 7 and hub body 6 are pressed against one another by means of a clamping device, not shown.
In FIG. 1, the disk milling cutter 2 is shown clamped in its position at right angles to the axis of rotation of the shaft 2. By loosening the connection between the ring 6 and the hub body 7, the milling cutter 2 can be rotated continuously with respect to the clamping device 15, the seat surfaces 9 sliding over the clamping surfaces 11 and 15. As the degree of twist increases, the milling cutter inclines more and more towards a plane perpendicular to the shaft axis until, after a rotation of 1800, as shown in FIG. 2, it encloses the angle a with this perpendicular plane. By continuing to turn the cutter in the same direction, the cutter will straighten up again, so that after a total of 3600 rotation it will be perpendicular to the shaft axis again.
By appropriate rotation, the runout of the milling cutter can be adjusted in such a way that the runout caused by the wobbling movement of the shaft is canceled out.
Depending on the choice of the size of the angle of inclination α, the limits of the adjustability of the side milling cutter can be changed. The maximum runout ss results from the formula s = 2 Sin a for a radius r of the milling cutter. With a radius r of 100 mm and an angle a of 10, the maximum runout is ss = 3.49 mm.
This impact is achieved when the cutter is rotated by 1800. If the cutter z. B. rotated only by 100, the run is about 0.19 mm. If the angle a is increased, the maximum stroke that can be achieved increases accordingly.