DE10016464A1 - Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung sowie Verfahren zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken unter Verwendung eines solchen Werkzeuges - Google Patents

Abstract

Bei der spanabhebenden Bearbeitung tritt im Kontaktbereich zwischen Werkzeug und Werkstück ein hoher Verschleiß am Werkzeug auf. Kühlschmierstoffe können dieses Problem nur teilweise lösen. Verschleißschutzschichten führen zu hoher Reibwärme aufgrund des Festkörperkontaktes zwischen dem Span und dem Werkzeug, dessen Einsatzdauer dadurch verringert wird. DOLLAR A Um eine unzulässig hohe Beanspruchung des Werkzeuges und/oder des Werkstückes bei der spanabhebenden Bearbeitung zu vermeiden, wird von der Werkzeugseite aus in die Kontaktzone zwischen Schneide und Werkstück bzw. Span ein Zwischenstoff eingebracht, der Festkörperreibung zwischen der Schneide und dem Werkstück bzw. Span zumindest annähernd vermeidet. Der Zwischenstoff steht ständig zur Verfügung, so daß weder das Werkzeug noch das Werkstück übermäßig thermisch belastet werden. DOLLAR A Das Werkzeug und das Verfahren können bei allen spanabhebenden Verfahren eingesetzt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken unter Verwendung eines solchen Werkzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruches 13.

Bei der spanabhebenden Bearbeitung tritt im Kontaktbereich zwi­ schen dem Werkzeug und dem Werkstück ein hoher Verschleiß am Werkzeug auf, weil hohe Kräfte und hohe Temperaturen auftreten. Um diesen hohen Verschleiß zumindest zu verringern, sind Kühl­ schmierstoffe vorgesehen, die zur Reibungsreduzierung zwischen Werkzeug und Span zur Kühlung und zum Spantransport eingesetzt werden. Die Kühlschmierstoffe können dieses Problem nur teilweise lösen, weil sie kaum oder gar nicht in die Kontaktzone zwischen dem Span und dem Werkzeug eindringen können.

Eine in den letzten Jahren entwickelte Möglichkeit, den Verschleiß an der Schneidkante zu reduzieren, besteht darin, die Werkzeugschnei­ de mit dünnen Verschleißschutzschichten zu versehen. Die Schicht­ dicken solcher Schutzschichten betragen einige µm. Sie haben im allgemeinen eine hohe Härte und eine hohe thermische Beständig­ keit. Trotz der Anwendung dieser Schutzschichten besteht jedoch immer noch ein Festkörperkontakt zwischen dem abgetrennten Span und dem Werkzeug. Durch diesen Festkörperkontakt tritt nach wie vor Festkörperreibung auf. Dadurch entsteht eine hohe Reibwärme, die für das Werkzeug und für das Werkstück schädlich ist. Das Werk­ zeug wird thermisch belastet und büßt darum seine Verschleißfestig­ keit ein. Im Werkstück können durch die hohe Reibwärme unzulässi­ ge Gefügeveränderungen auftreten.

Es ist ferner bekannt, Festschmierstoffe, wie MoS₂ oder Graphit, in die harte Schutzschicht einzulagern oder direkt auf ihr aufzubringen. Aber auch hier besteht weiterhin Festkörperreibung. Darüber hinaus werden diese Festschmierstoffe rasch abgetragen und verlieren da­ mit ihre Wirksamkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Werkzeug und das gattungsgemäße Verfahren so auszubilden, daß eine unzulässig hohe Beanspruchung des Werkzeuges und/oder des Werkstückes bei der spanabhebenden Bearbeitung zuverlässig ver­ mieden wird.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Werkzeug erfindungsge­ mäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und beim gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Anspruches 13 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Werkzeug wird der Zwischenstoff unmittel­ bar von der Werkzeugseite aus in die Kontaktzone zwischen der Schneide und dem Werkstück bzw. dem abgetragenen Span einge­ bracht. Erfindungsgemäß steht der Zwischenstoff ständig zur Verfü­ gung, so daß auch bei langer Einsatzdauer des Werkzeuges eine Festkörperreibung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück ver­ mieden wird. Dadurch treten nur geringe Reibwerte und geringe Temperaturen auf, die weder das Werkzeug noch das Werkstück übermäßig thermisch belasten. Die Verschleißfestigkeit der Schneide des Werkzeuges wird nicht beeinträchtigt, und im Werkstück treten keine unzulässigen Gefügeveränderungen auf. Über die gesamte Le­ bensdauer des Werkzeuges kann der Zwischenstoff zur Verfügung gestellt werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren An­ sprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung den Schneidenbereich eines erfindungsgemäßen Werkzeuges während der Spanabnah­ me an einem Werkstück,

Fig. 2 bis Fig. 4 in Darstellungen entsprechend Fig. 1 weitere Ausführungs­ formen von erfindungsgemäßen Werkzeugen,

Fig. 5 ein Aufbohrwerkzeug mit einer infiltrierten Randzone in der Spannut,

Fig. 6 in vergrößerter Darstellung die Einzelheit A in Fig. 5,

Fig. 7 in schematischer Darstellung die Zuführung eines Kühl­ schmiermediums an eine Schneidplatte eines erfindungs­ gemäßen Werkzeuges,

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Schneidplatte gemäß Fig. 7,

Fig. 9 in vergrößerter Darstellung eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A in Fig. 7.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Schneidenbereich 1 eines Werkzeuges, mit dem ein Werkstück 2 spanabhebend bear­ beitet wird. Vom Werkzeug wird ein Span 3 abgenommen, dessen Spanablaufrichtung mit 4 angegeben ist. Die Schneide 1 hat eine Freifläche 5, an die unter einem spitzen Keilwinkel β₂ eine Spanflä­ che 6 anschließt. Die Freifläche 5 und die Spanfläche 6 bilden eine Schneidkante 7, mit der der Span 3 abgenommen wird.

Die Spanfläche 6 ist bei der spanenden Bearbeitung in Kontakt mit dem Span 3. In Fig. 1 ist ein Druck-/Schubspannung-Kontaktlänge- Diagramm dargestellt. Die Druck- und die Schubspannung sind zeit­ lich gemittelt. Die Kontaktlänge I_k kennzeichnet die Berührung zwi­ schen dem Span 3 und der Spanfläche 6. Es sind im wesentlichen drei Bereiche unterscheidbar. Die Druckspannung σ_n und die Schub­ spannung T_t sind im Bereich der Schneidkante 7 am größten. Der Werkstoff des Werkstückes 2 befindet sich jenseits der Fließgrenze. Die Druckspannung σ_n nimmt von der Höhe der Schneidkante 7 aus verhältnismäßig rasch ab, während die Schubspannung T_t annähernd konstant bleibt. Mit Abstand von der Schneidkante 7 tritt zwischen dem Span 3 und der Spanfläche 6 Reibkontakt auf. In diesem Be­ reich nimmt die Druckspannung σ_n weiterhin ab. Auch die Schub­ spannung T_t nimmt in diesem Bereich ab. Mit weiterem Abstand von der Schneidkante 7 tritt dann nur noch ein unregelmäßiger Kontakt zwischen dem Span 3 und der Spanfläche 6 des Werkzeuges auf. Dementsprechend sinken die Druckspannung σ_n und die Schubspan­ nung T_t weiter bis auf Null ab, wenn der Span 3 von der Spanfläche 6 des Werkzeuges freikommt.

Das Diagramm zeigt, daß zwischen der Schneide 1 des Werkzeuges und dem Span 3 erhebliche Reibkräfte entstehen, die zu einem hohen Adhäsions- oder Diffusionsverschleiß bei gleichzeitig hoher me­ chanischer und thermischer Belastung der Schneide des Werkzeuges führen. Um diese Reibkräfte zu reduzieren, wird in den Kontaktbe­ reich zwischen dem Span 3 und der Schneide des Werkzeuges ein als Reibverminderer dienender Zwischenstoff 8 eingebracht, der die Festkörperreibung zwischen der Schneide des Werkzeuges und dem abgetrennten Span 3 zumindest deutlich verringert, vorzugsweise vollständig aufhebt. Durch den Zwischenstoff 8, der unmittelbar in der Berührungsschicht zwischen Span 3 und Schneide 1 vorgesehen wird, wird eine Festkörperreibung vermieden, so daß nur sehr gerin­ ge Reibwerte und sehr geringe Temperaturen auftreten.

Die Spanfläche 6 der Schneide 1 ist mit einer Verschleißschutz­ schicht 9 versehen, die vorteilhaft nur in dem Bereich der Schneide 1 vorgesehen ist, in dem eine Berührung zwischen dem Span 3 und der Schneide zu erwarten ist. Die Schutzschicht 9 kann auch an der Frei­ fläche 5 der Schneide vorgesehen sein. Die Schutzschicht 9 ist im Bereich der Spanfläche 6 so ausgebildet, daß durch sie hindurch der Zwischenstoff 8 in die Kontaktzone zwischen dem Span 3 und der Schneide 1 eingebracht werden kann. Der Zwischenstoff 8 wird durch ein flüssiges oder pastöses Medium gebildet, das durch Poren 10 in der Schutzschicht 9 zugeführt wird. Die Poren 10 können in ihrer Formgebung dem jeweiligen Bearbeitungsvorgang angepaßt werden. So können beispielsweise runde, schlitzförmige oder auch andere beliebige Porengeometrien verwendet werden. Die Zahl der Poren 10, ihre Größe und auch ihre Positionierung in der Schutzschicht 9 werden ebenfalls dem Bearbeitungsvorgang angepaßt. Dadurch wird erreicht, daß der Zwischenstoff 8 optimal an die jeweiligen Bereiche der Kontaktzone zwischen Span 3 und Schneide 1 gebracht werden kann.

Da die thermische und mechanische Belastung der Schneide 1 von der Schneidkante 7 in Spanablaufrichtung 4 nicht konstant ist, ist es vorteilhaft, den unterschiedlichen Belastungszonen 11 bis 13 ange­ paßte Zwischenstoffe 8 in Menge und/oder Art zuzuführen. So wird in die Belastungszone 11, in der die Schneide 1 des Werkzeuges am stärksten thermisch und mechanisch belastet wird, die größte Menge an Zwischenstoff 8 zugeführt. Dies kann mit einer entsprechenden Zahl von Poren 10 und/oder entsprechenden Porengröße und/oder entsprechenden Porenpositionierung einfach erreicht werden. In der Belastungszone 12 ist die thermische und mechanische Belastung der Schneide 1 geringer als in der Belastungszone 11. Darum reicht es aus, über die entsprechenden Poren 10 eine geringere Menge an Zwischenstoff 8 zuzuführen. Dies kann wiederum mit einer geeigne­ ten Abstimmung von Porenanzahl, Porengröße und Porenpositionie­ rung optimal kombiniert werden.

In der Belastungszone 13 schließlich ist die thermische und mechani­ sche Belastung der Schneide 1 während der spanabhebenden Bear­ beitung am geringsten. Darum muß im Bereich der Belastungszone 13 eine geringere Menge an Zwischenstoff 8 zugeführt werden, was wiederum in Verbindung mit der Abstimmung von Porenanzahl, Po­ rengröße und Porenpositionierung einfach vorgenommen werden kann.

Darüber hinaus kann in die unterschiedlichen Belastungszonen 11 bis 13 auch eine unterschiedliche Art von Zwischenstoff 8 zugeführt werden. So kann eine Anpassung an die verschiedenen Belastungs­ zonen 11 bis 13 auch lediglich durch die Art des zugeführten Zwi­ schenstoffes 8 erreicht werden. Darüber hinaus ist auch eine Kombi­ nation der Art des Zwischenstoffes 8 mit der Abstimmung der Poren­ größe, Porenanzahl, Porenpositionierung und Porenform möglich, wie dies zuvor für die verschiedenen Belastungszonen 11 bis 13 erläutert worden ist.

Damit der Zwischenstoff 8 an die Poren 10 in der Schutzschicht 9 gelangen kann, ist der Werkstoff der Schneide 1 für den Zwischen­ stoff 8 durchlässig. Als Zwischenstoff kommen Festschmierstoffe, wie MoS₂ und WC/C (Wolframcarbid/Kohlenstoff), in Betracht. Es können aber auch flüssige Medien, wie synthetischer Ester, Mineralöle, öl­ lösliche aktive Schwefel- oder Phosphorträger, herangezogen wer­ den, deren Bestandteile in den Kontaktzonen 11 bis 13 Reaktions­ schichten mit dem Werkstoff bilden. Diese können beispielsweise phosphorhaltigen EP-Additiven handelsüblicher Kühlschmierstoffe entsprechen. Solche EP-Additive (extreme pressure) können öllösli­ che aktive Schwefel- oder Phosphorträger sein.

In der beschriebenen Weise wird somit werkzeugseitig ein Reservoir an wirksamem Zwischenstoff 8 bereitgestellt, der über eine lange Einsatzzeit bis hin zur gesamten Werkzeugstandzeit zur Verfügung steht. Aus dem Reservoir wird entsprechend dem Bedarf im Zerspa­ nungsbereich der Zwischenstoff 8 zugeführt. Über die Poren 10 er­ folgt eine Infiltration der entsprechenden Oberflächenbereiche der Schneide mit dem im jeweiligen Beanspruchungsbereich 11 bis 13 geeigneten Zwischenstoff 8.

Die Poren 10 sind vorteilhaft stochastisch verteilt und können nach­ träglich in Form von Vertiefungen, wie Löcher oder Schlitze, einge­ bracht werden. Es ist aber auch möglich, die Poren 10 durch eine Bindephasenentfernung eines gesinterten Schneidstoffes oder der­ gleichen herzustellen.

Die Porosität des Werkstoffes der Schneide kann dazu dienen, einen tief infiltrierten Zwischenstoff 8 in Form eines Festschmierstoffes, wie WC/C, aufzunehmen, der in jedem Verschleißzustand der Schneide zur Verfügung steht. Es ist aber ebenso möglich, den Zwischenstoff 8 über eine innere Medienzufuhr fortlaufend in die Kontaktzonen 11 bis 13 der Schneide 1 zu fördern.

Die Spanfläche 6 und/oder die Freifläche 5 der Schneide 1 müssen nicht mit einer Schutzschicht 9 versehen sein. Es sind auch Ausfüh­ rungsformen möglich, bei denen eine solche Schutzschicht nicht vor­ gesehen ist. In diesem Falle sind in der entsprechenden Außenseite der Schneide 1 die Poren 10 vorgesehen. Ihre Ausbildung, Vertei­ lung, Formgebung und Positionierung kann gleich sein wie in der Schutzschicht 9.

Um ein Zusetzen der Poren 10 beim ersten Kontakt der Schneide 1 mit dem Werkstück 2 zu verhindern, sind vorteilhaft die oberflächen­ nahen Bereiche der Schneide 1 mit einem Festschmierstoff infiltriert bzw. beschichtet. Dadurch wird sichergestellt, daß bereits von Beginn des Zerspanvorganges an in der Kontaktzone 11 bis 13 ausreichend Zwischenstoff zur Verfügung steht, um die mechanische und thermi­ sche Belastung der Schneide so gering wie möglich zu halten.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform einer Schneide 1, deren Freifläche 5 und Spanfläche 6 im mit dem Span 3 des Werkstückes 2 in Berührung kommenden Bereich mit der Schutzschicht 9 versehen sind. Sie ist wiederum porös ausgebildet und hat dementsprechend die Poren 10. Auch im Bereich der Freiflä­ che 5 ist die Schutzschicht 9 mit den Poren 10 versehen. Die Poren 10 erstrecken sich in den Werkstoff der Schneide 1 hinein über einen Bereich, der dicker ist als die Schutzschicht 9. In diesen Poren 10 befindet sich der Zwischenstoff 8, so daß die Poren 10 als Reservoir für den Zwischenstoff dienen. Da der die Poren 10 enthaltende Be­ reich dicker ist als die Schutzschicht 9, ist gewährleistet, daß der Zwischenstoff 8 auf jeden Fall so lange zur Verfügung steht, bis die Schutzschicht 9 abgenutzt ist. Der Zwischenstoff 8 ist ein Fest­ schmierstoff, wie MoS₂ oder WC/C, der in die oberflächennahen Be­ reiche der Schneide 1 in die Poren 10 infiltriert ist. In den Poren 10 der verschiedenen Belastungszonen 11 bis 13 kann jeweils derselbe Zwischenstoff 8 vorgesehen sein. Es ist aber möglich, in den den einzelnen Belastungszonen zugeordneten Poren 10 unterschiedli­ chen Zwischenstoff vorzusehen, um auf diese Weise den unter­ schiedlichen thermischen und mechanischen Belastungen der Schneide 1 in den verschiedenen Belastungszonen 11 bis 13 Rech­ nung zu tragen.

Anstelle der Schutzschicht 9 ist es selbstverständlich auch möglich, die Schneide 1 an der Freifläche 5 und an der Spanfläche 6 unbe­ schichtet zu lassen. Die Poren 10 sind dann unmittelbar im Werkstoff der Schneide 1 vorgesehen.

Fig. 3 zeigt die Möglichkeit, den Zwischenstoff 8 über Zufuhrbohrun­ gen 14 bis 16 in die Kontaktzone 11 bis 13 zuzuführen. Die Zufuhr­ bohrungen 14 bis 16 durchsetzen die Schneide 1 und sind an eine in Fig. 7 dargestellte Druckquelle angeschlossen, über die der Zwi­ schenstoff 8 zugeführt wird. Mit Abstand von der Spanfläche 6 der Schneide 1 teilen sich die Zufuhrbohrungen 14 bis 16 in im Durch­ messer wesentlich kleinere Zuleitungsbohrungen 17 bis 19 auf, die in die entsprechende Oberseite der Schneide 1 münden. In der Schnei­ de 1 sind selbstverständlich weitere Zufuhrbohrungen vorgesehen, an die im Durchmesser wesentlich kleinere Zuleitungsbohrungen an­ schließen. Dadurch wird erreicht, daß über die Kontaktzone 11 bis 13 die Zuleitungsbohrungen entsprechend verteilt sind und den Zwi­ schenstoff 8 in optimaler Verteilung in die Belastungszonen 11 bis 13 bringen. Im Unterschied zu den vorigen Ausführungsformen sind Po­ ren im Randbereich der Schneide nicht vorgesehen. Der Zwischen­ stoff 8 wird vielmehr unmittelbar über die Zuleitungsbohrungen 17 bis 19 in die Kontaktzone 11 bis 13 gebracht. Selbstverständlich kann aber die Spanfläche 6 und ggf. auch die Freifläche 5 mit der Schutz­ schicht 9 versehen sein. In diesem Falle wird die Schutzschicht 9 von den Zuleitungsbohrungen 17 bis 19 durchsetzt, die in der Außenseite der Schneide münden. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform können die Zuleitungsbohrungen 17 auch in die Freifläche 5 der Schneide 1 münden. Entsprechend der vorhergehenden Ausfüh­ rungsform ist in diesem Fall nur im unmittelbaren Bereich anschlie­ ßend an die Schneidkante 7 die Zuführung des Zwischenstoffes 8 notwendig.

Da der Zwischenstoff 8 außerhalb der Schneide 1 auf Vorrat gehalten wird, kann ein entsprechend großes Reservoir vorgesehen sein, so daß sichergestellt ist, daß der Zwischenstoff 8 während der gesamten Einsatzdauer der Schneide 1 zur Verfügung steht.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Zwischenstoff 8 über die Zufuhrbohrungen 14 bis 16 und die Zuleitungsbohrungen 17 bis 19 in die Poren 10 im Randbereich der Schneide 1 zugeführt wird. Der Zwischenstoff 8 gelangt somit nicht, wie bei der vorhergehenden Ausführungsform, unmittelbar in die Belastungszonen 11 bis 13. Er wird vielmehr in den Poren 10 gespeichert, aus denen er dann ent­ sprechend dem Verschleiß der Randbereiche der Schneide 1 in die Belastungszonen 11 bis 13 gelangt. Die Schneide 1 ist entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 2 auch im Bereich der Freifläche 5 nahe der Schneidkante 7 mit Poren 10 versehen. Die Poren 10 kön­ nen in der Schutzschicht 9 vorgesehen sein. Es ist aber auch mög­ lich, an der Freifläche 5 und an der Spanfläche 6 keine Schutzschicht vorzusehen. In diesem Falle sind die Poren 10 in den randnahen Werkstoffbereichen der Schneide 1 vorgesehen. Der Zwischenstoff 8 wird über die Zufuhrbohrungen 14 bis 16 unter Druck zugeführt. Die Zufuhrbohrungen 14 bis 16 sind an eine Druckmittelquelle ange­ schlossen.

Die Fig. 5 und 6 zeigen ein konkretes Beispiel eines Werkzeuges 20, das beispielhaft als Aufbohrwerkzeug ausgebildet ist. Es hat einen Einspannschaft 21, an den ein Arbeitsteil 22 anschließt. Er hat zwei wendelförmig verlaufende Spannuten 23, die sich bis zur Stirnseite 24 des Werkzeuges 20 erstrecken. Wie Fig. 6 zeigt, ist in den Span­ nuten 23 eine Randzone 25 mit den Poren 10 vorgesehen, über die der Zwischenstoff 8 in die Kontaktzone zwischen dem Werkzeug 20 und dem zu bearbeitenden Werkstück gebracht wird. Die Poren 10 sind über die mit dem Span in Berührung kommende Fläche gleich­ mäßig verteilt angeordnet. Die Zuführung des Zwischenstoffes 8 kann in einer der zuvor beschriebenen Weisen erfolgen. Die Randzone 25 kann mit einer Schutzschicht 9 versehen sein, so daß die Poren 10 in der Schutzschicht vorhanden sind. Die Randzone 25 des Werkzeuges 20 kann auch unbeschichtet sein, so daß die Poren 10 im Werkstoff des Werkzeuges 20 vorgesehen sind.

Die Fig. 7 bis 9 zeigen einen Teil eines weiteren Werkzeuges 20, das mit einer Wendeschneidplatte 26 versehen ist. Sie liegt in einer Auf­ nahme 27 eines Werkzeughalters 28. Die Wendeschneidplatte 26 wird mit einer Klemmplatte 29, die auf dem Werkzeughalter 28 befe­ stigt wird, in bekannter Weise gehalten.

Die Wendeschneidplatte 26 hat, wie Fig. 9 zeigt, quadratischen Um­ riß und liegt auf einem Grundkörper 30 auf, der gleiche Umrißform wie die Wendeschneidplatte 26 hat. Im wirksamen Schneidenbereich 1 (Fig. 8) der Wendeschneidplatte 26 wird der Zwischenstoff 8 zuge­ führt. Der in Fig. 9 dargestellte Schneidenbereich 1 ist vorteilhaft an sämtlichen vier Ecken der Wendeschneidplatte 26 vorgesehen.

Wie Fig. 9 zeigt, ist die Wendeschneidplatte 26 zumindest im wirk­ samen Schneidbereich 1 an der Spanfläche 6 mit der Schutzschicht 9 versehen, die im Ausführungsbeispiel als poröse Hartstoffschicht ausgebildet ist. Die Schutzschicht 9 überdeckt einen über die Dicke der Wendeschneidplatte 26 sich erstreckenden Hohlraum 31, in den eine Zuführbohrung 32 für den Zwischenstoff 8 mündet. Die Zuführ­ bohrung 32 durchsetzt den Grundkörper 30 und führt zu einem An­ schluß 33 am Werkzeughalter 28. Über den Anschluß 33 kann eine Druckleitung 34 angeschlossen werden, über die der Zwischenstoff 8 aus einem Tank 35 zugeführt wird. Aus ihm wird der Zwischenstoff 8 mittels eines Motors 36 und einer Pumpe 37 zugeführt. In der Druck­ leitung 34 sitzt ein Schaltventil 38, das in der Darstellung gemäß Fig. 7 seine Offenstellung einnimmt. Parallel zum Schaltventil 38 liegt ein Druckbegrenzungsventil 39, mit dem der Druck des Zwischenstoffes 8 eingestellt und begrenzt werden kann. An die Druckleitung 34 ist zwischen der Pumpe 37 und dem Schaltventil 38 ein Speicher 40 für den Zwischenstoff 8 angeschlossen.

Mit der Pumpe 37 wird der Zwischenstoff 8 aus dem Tank 35 über das geöffnete Schaltventil 38 und die Zuführbohrung 32 in den Hohl­ raum 31 unter Druck gefördert. Vorteilhaft steht der Zwischenstoff 8 unter einem Druck von mehr als 1 MPa. Dieser Druck kann mit dem Druckbegrenzungsventil 39 je nach Anwendungsfall eingestellt wer­ den. Wird dieser eingestellte Druck überschritten, öffnet das Druck­ begrenzungsventil 39 zum Tank 35, wodurch der überhöhte Druck rasch abgebaut werden kann. Der Hohlraum 31 hat im Ausführungs­ beispiel eine Breite 41 von nur etwa 0,3 mm. Der der Schutzschicht 9 zugewandte Boden 42 des Hohlraumes 31 ist mit Poren 43 versehen, über die der unter Druck stehende Zwischenstoff 8 in die poröse Schutzschicht 9 gelangen kann. Der Hohlraum 31 bildet eine im Ver­ gleich zu den Poren 43 größere Pore, in welcher der zugeführte Zwi­ schenstoff 8 vorgehalten wird.

Im wirksamen Schneidenbereich 1 sind vorteilhaft mehrere solcher Hohlräume 31 verteilt angeordnet, so daß der Zwischenstoff 8 über die ganze Fläche der Kontaktzone 11 bis 13 zugeführt werden kann.

Das Werkzeug 20 nach den Fig. 7 bis 9 ist beispielhaft ein Drehmei­ ßel. Als Wendeschneidplattenwerkzeuge kommen auch andere Werk­ zeuge in Betracht, wie Messerkopffräser, Stoßwerkzeug, Kreissäge­ blätter und dergleichen. Sofern die Wendeschneidplatten-Werkzeuge rotierend angetrieben werden, erfolgt die Hochdruckzufuhr des Zwi­ schenstoffes 8 durch die Maschinenspindel, in welche die entspre­ chenden Werkzeuge eingespannt sind.

Anstelle der porösen Schutzschicht 9 ist es wiederum möglich, den Werkstoff der Wendeschneidplatte 26 selbst im Randbereich des kri­ tischen Schneidenbereiches 1 porös auszubilden. Auch ist es ent­ sprechend Fig. 3 möglich, den Zwischenstoff 8 über Zufuhrbohrungen und Zuleitungsbohrungen direkt in den Kontaktbereich 11 bis 13 zwi­ schen dem Werkzeug und dem Werkstück zu bringen. Eine poröse Schutzschicht oder eine poröse Randzone der Wendeschneidplatte 26 ist in diesem Falle nicht vorgesehen.

Anstelle der Zuführung des Zwischenstoffes 8 kann im Schneidenbe­ reich 1 der Zwischenstoff 8 in Form eines Festschmierstoffes infil­ triert sein. In diesem Falle ist der Randbereich der Wende­ schneidplatte 26 im Schneidenbereich 1 entsprechend porig ausge­ bildet, wobei eine Schutzschicht 9 vorgesehen sein kann.

Es ist schließlich möglich, in Kombination den Randbereich mit dem Zwischenstoff zu infiltrieren und den Zwischenstoff 8 über Bohrungen von außen mit Hochdruck zuzuführen.

Bei der Zuführung des Zwischenstoffes 8 über Bohrungen ist es möglich, verschiedene Arten von Zwischenstoffen 8 mit optimierter Wirksamkeit in den verschiedenartig belasteten Kontaktbereichen 11 bis 13 des Werkzeuges zuzuführen.

Fertigungstechnische Anwendungsgebiete der beschriebenen Werk­ zeuge sind vorrangig in der Bearbeitung hochadhäsiver Werkstoffe, wie ferritischer und austenitischer Stähle, untereutektischer Alumini­ umlegierungen und anderer NE-Legierungen, zu sehen.

Claims (17)

1. Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung, mit wenigstens ei­ ner Schneide, mit der Späne vom zu bearbeitenden Werkstück abgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß von der Werkzeugseite aus in die Kontaktzone (11 bis 13) zwischen der Schneide (1, 26) und dem Werkstück (2) bzw. dem Span (3) ein Festkörperreibung zwi­ schen der Schneide (1, 26) und dem Werkstück (2) bzw. dem Span (3) zumindest annähernd vermeidender Zwischenstoff (8) einbringbar ist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenstoff (8) ein Fest­ schmierstoff ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenstoff (8) MoS₂ oder WC/C ist.

4. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenstoff (8) ein flüssiges Medium ist, wie synthetischer Ester, Mineralöl, öllösliche aktive Schwefel- oder Phosphorträger und dergleichen.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenstoff (8) durch Poren (10) in der Außenseite (5, 6) der Schneide (1, 26) in die Kon­ taktzone (11 bis 13) gelangt.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Poren (10) im Werkstoff der Schneide (1, 26) vorgesehen sind.

7. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Poren (10) in einer die Schneide (1, 26) zumindest im Werkstückkontaktbereich (11 bis 13) abdeckenden Schutzschicht (9) vorgesehen sind.

8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenstoff (8) von einer externen Quelle (35) zuführbar ist.

9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenstoff (8) über Zulei­ tungen (14 bis 19) im Werkzeug (20) in die Kontaktzone (11 bis 13) einbringbar ist.

10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenstoff (8) über Zulei­ tungen (14 bis 19) im Werkzeug (20) in die poröse Randschicht (5, 6, 9) der Schneide (1, 26) einbringbar ist.

11. Werkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Poren (10) hinsichtlich ihrer Anzahl und/oder Größe und/oder Positionierung und/oder Form auf die durchzuführende spanabhebende Bearbeitung abge­ stimmt sind, vorzugsweise auf die thermische und/oder mechanische Belastung der Schneide (1, 26) in unterschiedlichen Be­ reichen der Kontaktzone (11 bis 13).

12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge und/oder Art des zu­ zuführenden Zwischenstoffes (8) an die durchzuführende spanabhebende Bearbeitung angepaßt ist, vorzugsweise an die thermische und/oder mechanische Belastung der Schneide (1, 26) in unterschiedlichen Bereichen der Kontaktzone (11 bis 13).

13. Verfahren zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken unter Verwendung eines Werkzeuges nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem Späne durch die Schneide des Werkzeuges abgetragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kontaktzone (11 bis 13) zwischen der Schneide (1, 26) und dem Werkstück (2) bzw. dem Span (3)ein die Festkörperreibung zumindest annähernd ver­ hindernder Zwischenstoff (8) eingebracht wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenstoff (8) im Randbe­ reich der Schneide (1, 26) gespeichert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenstoff (8) von einer externen Quelle (35) unter Druck zugeführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenstoff (8) mit Hoch­ druck, vorzugsweise mit einem Druck von mehr als etwa 1 MPa, zugeführt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenstoff (8) in Abhän­ gigkeit von der thermischen und/oder mechanischen Belastung der Schneide (1, 26) in den unterschiedlichen Bereichen der Kontaktzone (11 bis 13) in unterschiedlicher Art und/oder Menge zugeführt wird.