DE3533125A1

DE3533125A1 - Milling cutter for high-speed milling

Info

Publication number: DE3533125A1
Application number: DE19853533125
Authority: DE
Inventors: Josef Dr Ing Scherer; Hans W Beck
Original assignee: VALENITE MODCO GmbH
Current assignee: VALENITE MODCO GmbH
Priority date: 1985-09-17
Filing date: 1985-09-17
Publication date: 1987-03-19

Abstract

In the case of a milling cutter intended for high-speed milling, the underside (8) of each indexable insert (3) and the facing locating face (9) of the main body (1) of the milling cutter have interengaging teeth (10 and 11) respectively. The teeth in each case run parallel to the axis of the milling cutter and have a tooth angle of 40-70 DEG . <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Fräser für das Hochgeschwindig keitsfräsen mit aus Hartmetall bestehenden Wendeschneidplatten, die auf einen aus Stahl bestehenden Grundkörper des Fräsers aufgeschraubt sind, wobei eine Unterseite der Wendeschneid platte und eine ihr zugewandte Aufnahmefläche des Grundkör pers formschlüssig ineinandergreifen.The invention relates to a milling cutter for high speed milling with carbide inserts, on a basic body of the milling cutter made of steel are screwed on, with an underside of the indexable cutting plate and a receiving surface of the base body facing it interlock positively.

Das Hochgeschwindigkeitsfräsen zeichnet sich durch außer ordentlich hohe Fräserdrehzahlen aus, die beispielsweise im Bereich zwischen 20 000 und 100 000 Umdrehungen pro Mi nute liegen. Hierbei treten sehr hohe Fliehkräfte am Fräser auf. Deshalb können die verwendeten Hartmetall-Wendeschneid platten nicht in der üblichen Weise mittels einer Klemmbe festigung am Grundkörper des Fräsers auf einer glatten Auf nahmefläche befestigt werden, da die zur Klemmbefestigung verwendeten Teile ebenso dieser hohen Fliehkraft unterliegen. The high-speed milling is characterized by exceptional properly high milling cutter speeds, for example in the range between 20,000 and 100,000 revolutions per Mi not lie. Here very high centrifugal forces occur on the milling cutter on. Therefore, the carbide indexable insert used do not plate in the usual way by means of a clamp attachment to the base body of the milling cutter on a smooth surface mounting surface to be fastened, as for the clamping used parts are also subject to this high centrifugal force.

Wenn die Wendeschneidplatten aufgeschraubt werden, wird die zulässige Scherbeanspruchung der Befestigungsschrauben durch die auftretenden Kräfte weit überschritten.If the indexable inserts are screwed on, the permissible shear stress on the fastening screws the forces that occur are far exceeded.

Deshalb wurde bei einem Fräser der eingangs genannten Gattung (J. Scherer: "Hochgeschwindigkeitsfräsen von Aluminiumwerk stoffen", Zeitschrift "Aluminium" 59/1983, Heft 4, Seiten 302 -307) eine formschlüssige Verbindung in der Berührungsfläche zwischen der Wendeschneidplatte und dem Grundkörper des Frä sers gewählt. Bei einer Ausführungsform weist die Unterseite der Wendeschneidplatte eine vorspringende Leiste auf, die in eine Nut in der Aufnahmefläche des Grundkörpers greift. Hier bei ist jedoch der außenliegende Bereich des Grundkörpers unter der Wendeschneidplatte sehr hohen Scherkräften unter worfen und bildet deshalb einen konstruktiven Schwachpunkt. Bei einer anderen beschriebenen Ausführungsform bildet die Aufnahmefläche des Grundkörpers insgesamt eine flache V- förmige Nut, in der die entsprechend keilförmig gestaltete Unterseite der Wendeschneidplatte aufgenommen ist. Hierbei ist die Lagestabilität der Wendeschneidplatte unzureichend, weil die Wendeschneidplatte unter der Wirkung der auftreten den hohen Fliehkraft dazu neigt, radial nach außen und oben aus der V-förmigen Nut herauszukippen.That is why a milling cutter of the type mentioned at the beginning (J. Scherer: "High-speed milling from aluminum works stoffen ", magazine" Aluminum "59/1983, issue 4, pages 302 -307) a positive connection in the contact area between the indexable insert and the basic body of the mill sers selected. In one embodiment, the bottom face a projecting ledge on the indexable insert, which in a groove engages in the receiving surface of the base body. Here at is the outer area of the body very high shear forces under the insert throws and therefore forms a constructive weak point. In another described embodiment, the Total surface of the base body is a flat V shaped groove in which the correspondingly wedge-shaped Underside of the insert is added. Here the positional stability of the insert is insufficient, because the insert will occur under the effect of the high centrifugal force tends to radially outward and upward to tip out of the V-shaped groove.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Fräser der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, daß auch unter den beim Hochgeschwindigkeitsfräsen auftretenden, sehr hohen Flieh kräften keine wesentliche Lageveränderung und keine unzu lässig hohe Materialbeanspruchung auftritt. The object of the invention is therefore a router of the beginning mentioned genre so that even under the High-speed milling, very high fleeing no significant change in position and no unreasonable casually high material stress occurs.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Unterseite der Wendeschneidplatte und die Aufnahmefläche des Grundkörpers miteinander in Eingriff stehende Verzah nungen aufweisen, deren Zähne jeweils parallel zur Fräser achse verlaufen und einen Zahnwinkel von 40-70° aufweisen.This object is achieved in that the Bottom of the insert and the receiving surface of the main body meshing teeth nungen, whose teeth each parallel to the milling cutter axis and have a tooth angle of 40-70 °.

Obwohl die Zähne der Verzahnungen unter den auftretenden hohen Fliehkräften eine gewisse Verformung erleiden, er folgt nur eine sehr geringe radiale Lageveränderung der Wendeschneidplatte. Vor allem wird jegliches Kippen der Wendeschneidplatte, d. h. eine nach oben gerichtete Ver lagerung der äußeren Schneidenkante der Wendeschneidplatte vermieden, weil der Winkel zwischen den einander berühren den Zahnflanken der Verzahnungen so gewählt ist, daß keine Gleitbewegung entlang den Zahnflanken auftreten kann.Although the teeth of the gears occur among the high centrifugal forces suffer a certain deformation, he follows only a very slight radial change in position of the Indexable insert. Above all, any tipping will Indexable insert, d. H. an upward ver Storage of the outer edge of the insert avoided because of the angle between touching each other the tooth flanks of the toothing is chosen so that none Sliding movement along the tooth flanks can occur.

Da der E-Modul des Hartmetalls, aus dem die Wendeschneid platte besteht, wesentlich größer ist als der E-Modul des Stahls, aus dem der Grundkörper besteht, kommt es durch die auftretende Fliehkraft auch dann zu einem vollstän digen Formschluß zwischen den ineinandergreifenden Ver zahnungen, wenn diese Verzahnungen infolge unvermeidlicher Fertigungstoleranzen Maßabweichungen aufweisen. Dieser vollständige Formschluß führt dazu, daß die Kräfte aus der Wendeschneidplatte weitestgehend gleichmäßig in die Aufnahmefläche des Grundkörpers eingeleitet werden, so daß Spannungsspitzen vermieden werden.Since the E module of the hard metal from which the indexable insert is made is considerably larger than the E module of the steel from which the base body is made, the centrifugal force that occurs also leads to a complete interlocking between the interlocking teeth if these gears have dimensional deviations due to inevitable manufacturing tolerances. This complete positive connection means that the forces from the indexable insert are introduced largely uniformly into the receiving surface of the base body, so that voltage peaks are avoided.

Im Gegensatz zu den bekannten formschlüssigen Verbindungs arten zwischen der Wendeschneidplatte und dem Grundkörper, bei denen die kräfteübertragenden Flächen radial verhält nismäßig weit außen liegen, nehmen bei der erfindungsge mäßen Verzahnungsverbindung auch die radial weiter innen liegenden Zähne wesentlich an der Kraftübertragung teil. Dies ist von besonderem Vorteil, weil diese radial weiter innen liegenden Zähne einer wesentlich geringeren Flieh kraft und damit einer wesentlich geringeren Verformung unterliegen als die weiter außen liegenden Zähne. Bei einem Hochgeschwindigkeitsfräser von 40 mm Durchmesser traten bei einer Drehzahl von 50 000 Umdrehungen pro Mi nute bei den bekannten formschlüssigen Verbindungen Durch messervergrößerungen zwischen 5 µm und 7 µm auf, während sich bei der erfindungsgemäßen Verbindung eine Durchmesser vergrößerung von nur 1-2 µm ergab.In contrast to the known positive connection types between the insert and the base body, where the force-transmitting surfaces behave radially lie far out in the open, take part in the fiction moderate toothed connection also radially further inside lying teeth are significantly involved in the power transmission. This is particularly advantageous because this continues radially internal teeth of a much smaller flee force and thus a significantly lower deformation are subject to more distant teeth. At a high-speed milling cutter with a diameter of 40 mm occurred at a speed of 50,000 revolutions per mi groove in the known positive connections knife enlargements between 5 µm and 7 µm while a diameter in the connection according to the invention enlargement of only 1-2 µm resulted.

Es ist zwar bekannt, bei Drehmeißeln eine formschlüssige Verbindung der Wendeschneidplatte mit dem Grundkörper des Drehmeißels dadurch zu erzielen, daß an der Unterseite der Wendeschneidplatte und an der ihr zuge wandten Aufnahmefläche des Grundkörpers miteinander in Ein griff stehende Verzahnungen vorgesehen werden. Diese Ver zahnungen weisen jedoch Zahnwinkel von 90° und mehr auf. Eine solche Befestigungsart der Wendeschneidplatte wäre schon aus diesem Grund nicht für das Hochgeschwindigkeits fräsen geeignet, weil bei diesem Zahnwinkel bei den beim Hochgeschwindigkeitsfräsen auftretenden hohen Fliehkräften eine Gleitbewegung entlang der Zahnflanken auftreten würde, die zu einer Lageveränderung der Wendeschneidplatte ähnlich wie bei der beschriebenen V-Verbindung führen würde.Although it is known, one for turning tools positive connection of the insert with the To achieve the basic body of the turning tool in that the underside of the indexable insert and on the turned receiving surface of the base body together in one gripped toothings are provided. This ver however, serrations have tooth angles of 90 ° and more. Such a type of attachment of the insert would be for this reason alone not for the high-speed milling suitable because with this tooth angle in the case of High centrifugal forces occurring at high speed there would be a sliding movement along the tooth flanks, similar to a change in position of the insert as with the V-connection described.

Vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sind Gegenstand von Unteransprüchen.Are advantageous embodiment of the inventive concept Subject of subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. The invention is described below using an exemplary embodiment explained in more detail, which is shown in the drawing.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 einen Fräser für das Hochgeschwindigkeitsfräsen in Draufsicht, Fig. 1 shows a milling cutter for high-speed milling in plan view,

Fig. 2 eine Ansicht des Fräsers in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1 und Fig. 2 is a view of the cutter in the direction of arrow II in Fig. 1 and

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1. Fig. 3 is an enlarged section along the line III-III in FIG. 1.

Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Fräser weist einen Grund körper 1 auf, der aus Stahl besteht und mit einem Fräser schaft versehen ist, mit dem der Fräser in einer Frässpindel (nicht dargestellt) aufgenommen wird. Die Frässpindeln für das Hochgeschwindigkeitsfräsen werden mit Drehzahlen zwischen 20 000 und 100 000 Umdrehungen pro Minute angetrieben.The milling cutter shown in FIGS. 1 and 2 has a basic body 1 , which is made of steel and is provided with a milling cutter shaft, with which the milling cutter is received in a milling spindle (not shown). The milling spindles for high-speed milling are driven at speeds between 20,000 and 100,000 revolutions per minute.

Am Grundkörper 1 des Fräsers sind gegenüberliegend zwei Wende schneidplatten 3 aufgenommen, die aus Hartmetall bestehen und deren außenliegende Kanten die Schneiden 4 des Fräsers bilden. Mit ihrer dem Fräserschaft 2 zugekehrten Rückseite liegt die Wendeschneidplatte 3 an einem Anschlagkörper 5 an, der mittels einer Schraube 6 am Grundkörper 1 angeschraubt ist.On the base body 1 of the milling cutter, two reversible cutting plates 3 are accommodated, which consist of hard metal and whose outer edges form the cutting edges 4 of the milling cutter. With its back facing the milling shank 2 , the indexable insert 3 lies against a stop body 5 which is screwed onto the base body 1 by means of a screw 6 .

Die Wendeschneidplatte 3 weist eine Bohrung auf, durch die eine in den Grundkörper 1 eingeschraubte Schraube 7 ragt, die die Wendeschneidplatte 3 am Grundkörper 1 befestigt.The indexable insert 3 has a bore through which a screw 7 , which is screwed into the base body 1 , projects and which fixes the indexable insert 3 to the base body 1 .

Die Unterseite 8 der Wendeschneidplatte 3 und die ihr zuge wandte Aufnahmefläche 9 des Grundkörpers 1, die in einem fla chen Winkel in Radialrichtung des Fräsers verlaufen, weisen jeweils eine Verzahnung 10 bzw. 11 auf, deren Zähne 12 bzw. 13 jeweils parallel zur Fräserachse verlaufen. Die ineinander greifenden Zähne 12, 13 haben jeweils einen Zahnwinkel α, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel bei etwa 50° liegt. Allgemein liegt der Zahnwinkel zwischen 40 und 70°, vorzugsweise zwischen 50 und 60°.The bottom 8 of the insert 3 and the facing it recording surface 9 of the base body 1, which extend at a very small angle in the radial direction of the milling cutter, each have a toothing 10 and 11, the teeth 12 and 13 respectively extend parallel to the cutter axis . The interlocking teeth 12 , 13 each have a tooth angle α , which is approximately 50 ° in the illustrated embodiment. In general, the tooth angle is between 40 and 70 °, preferably between 50 and 60 °.

Die Zahnspitzen der Verzahnungen 10 und 11 sind abgerundet und dadurch verkürzt.The tooth tips of the teeth 10 and 11 are rounded and thereby shortened.

Claims

1. Milling cutter for high-speed milling with hard metal existing indexable inserts, which are screwed onto a steel main body of the milling cutter, with an underside of the indexable insert and a receiving surface of the basic body facing it interlocking, characterized in that the underside ( 8 ) of the indexable insert ( 3 ) and the receiving surface ( 9 ) of the base body ( 1 ) have mutually engaging teeth ( 10 or 11 ), the teeth ( 12 or 13 ) of which run parallel to the milling cutter axis and a tooth angle ( α ) of 40-70 °.

2. Milling cutter according to claim 1, characterized in that the tooth angle ( α ) is 50-60 °.

3. Milling cutter according to claim 1 or 2, characterized in that the tooth tips of the toothings ( 10 or 11 ) are shortened ver.