DE102004039263A1

DE102004039263A1 - Drill or other machining tool, comprising duct for pressurized water in order to avoid creation of helical chips

Info

Publication number: DE102004039263A1
Application number: DE102004039263A
Authority: DE
Inventors: Johannes Dipl.-Ing. Brinkmann
Original assignee: TRIPOLS UNION FORMENBAU GmbH; TRIPOLS-UNION FORMENBAU GmbH
Current assignee: TRIPOLS UNION FORMENBAU GmbH; TRIPOLS-UNION FORMENBAU GmbH
Priority date: 2003-09-06
Filing date: 2004-08-13
Publication date: 2005-03-31

Abstract

The drill or the router bit (6) is provided with at least on cutting edge (1) removing a thin strip of metal from the work-piece (2) when activated. A duct connected to a unit supplying pressurized water is guided through the tool with its outlet (5) positioned close to the cutting edge (1). As soon as the chip (3) is lifted from the surface it is hit by water (4) resulting in the creation of cracks and the eventual breaking of the strip into flakes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fräs- oder Bohrwerkzeug mit wenigstens einem Fräskopf oder wenigstens einer Bohrvorrichtung.The Invention relates to a milling or drilling tool with at least one milling head or at least one Drilling.

Gemäß dem Stand der Technik entstehen bei spanabhebenden Bearbeitungsverfahren so genannte Wendelspäne, die sehr lang ausgebildet sind.According to the state The technique arises in machining processes so called filament chips, which are very long trained.

Diese lang ausgebildeten Wendelspäne haben den Nachteil, dass die Abfuhr der Späne aus dem Arbeitsbereich relativ schwierig ist. Darüber hinaus sind die Werkzeugschneiden, beispielsweise Schneidplatten, in ihrer Geomet rie relativ aufwändig. Darüber hinaus ist es erforderlich, dass ein relativ großer Spanraum bei den zum Stand der Technik gehörenden Fräs- oder Bohrwerkzeugen vorhanden ist.These long trained filings have the disadvantage that the removal of chips from the work area relatively difficult. About that In addition, the tool cutting edges, such as inserts, relatively complex in terms of their geometry. Furthermore It is necessary that a relatively large chip space at the stand belonging to the technology Milling or Drilling tools is present.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, ein Fräs- oder Bohrwerkzeug anzugeben, welches die genannten Nachteile nicht aufweist. Darüber hinaus soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem die Entstehung von Wendelspänen bei einem spanabhebenden Verfahren vermieden werden.The The technical problem underlying the invention is that a milling or drill, which does not have the disadvantages mentioned having. About that In addition, a method should be specified with which the emergence of filings be avoided in a machining process.

Dieses technische Problem wird durch ein Fräs- oder Bohrwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 9 gelöst.This technical problem is caused by a milling or drilling tool with the Features of claim 1 and by a method with the features according to claim 9 solved.

Dadurch, dass das erfindungsgemäße Fräs- oder Bohrwerkzeug mit wenigstens einem Fräskopf oder wenigstens einer Bohrvorrichtung ausgestattet ist, der oder die wenigstens eine Werkzeugschneide für eine spanabhebende Bearbeitung eines Werkstückes aufweisen, und dadurch, dass das Fräs- oder Bohrwerkzeug im Bereich der wenigstens einen Werkzeugschneide wenigstens eine Düse zur Zuführung eines druckbeaufschlagten Flüssigkeitsstrahles aufweist, wird die Bildung eines Wendelspanes vermieden, und es entsteht ein so genannter Schuppenspan.Thereby, that the milling or Drilling tool with at least one milling head or at least one Drilling device is equipped, the or at least one cutting tool for a cutting Machining a workpiece and in that the milling or drilling tool in the area the at least one tool cutting edge at least one nozzle for supplying a Having pressurized fluid jet, The formation of a helical chip is avoided, and it arises so-called Schuppenspan.

Durch die Ausrichtung des Flüssigkeitshochdruckstrahles auf den Arbeitsbereich, in dem der Span entsteht, wird eine Rissbildung in dem Span erzeugt, so dass eine konstant kurze Spanbildung gegeben ist.By the orientation of the liquid high pressure jet the work area where the chip is created becomes cracked generated in the chip, giving a constant short chip formation is.

Die Düse ist jeweils in einem Spanraum angeordnet.The Nozzle is each arranged in a chip space.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist im Bereich jeder Werkzeugschneide wenigstens eine Düse vorgesehen, damit im Bereich jeder Werkzeugschneide die Ausbildung eines Wendelspanes vermieden wird.According to one particularly preferred embodiment at least one nozzle is provided in the area of each tool cutting edge, Thus, in the area of each tool cutting the formation of a spiral filament is avoided.

Zur Erzeugung des druckbeaufschlagten Flüssigkeitsstrahles ist vorteilhaft eine Hochdruckpumpe vorgesehen. Diese Hochdruckpumpe erzeugt einen Betriebsdruck von beispielsweise bis zu 4000 Bar. Über eine Leitung wird die Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, an eine Mischdüse geführt und entspannt.to Generation of the pressurized liquid jet is advantageous provided a high-pressure pump. This high pressure pump generates one Operating pressure of for example up to 4000 bar. About one Line becomes the liquid, For example, water, led to a mixing nozzle and relaxed.

Vorteilhaft ist eine Mischkammer vorgesehen, in der dem Wasser ein abrasives Schneidmedium beigemischt wird. Das Wasser mit dem Schneidmedium wird vorzugsweise über eine Abrasivdüse an die Werkzeugschneide geführt.Advantageous a mixing chamber is provided in which the water is an abrasive Cutting medium is added. The water with the cutting medium is preferably over an abrasive nozzle guided to the tool cutting edge.

Das Schneidmedium kann wahlweise extern mittels eines Werkzeugadapters (Aufnahme) an die Schneide oder intern mittels Zuführung durch die Bearbeitungsspindel an die Schneide geführt werden.The Cutting medium can optionally externally by means of a tool adapter (Recording) to the cutting edge or internally by means of feed through the machining spindle are guided to the cutting edge.

Der Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass das Schneidmedium während der Spanentstehung an den Span geführt wird und den entstehenden Spanbruch der plastischen Verformung während der spanenden Bearbeitung unterstützt.Of the Main advantage of the device according to the invention and the method according to the invention, that the cutting medium during the chip formation is led to the chip and the resulting Chip breakage of plastic deformation during machining supported.

Der durch Umformung und Materialversagen entstehende Span wird je nach Materialanordnung des Mediumstrahles und Schneidgeometrie der Werkzeugschneiden und Wahl der Abtragsparameter immer gleich abgetragen.Of the Forming due to deformation and material failure is depending on the chip Material arrangement of the medium jet and cutting geometry of the tool cutting edges and choice of Abtragsparameter always removed the same.

Der Schuppenspan entsteht immer unabhängig davon, ob Stahl oder Aluminium oder ein anderes Material verwendet wird.Of the Shinglespan always arises regardless of whether steel or aluminum or another material is used.

Die Vorteile der Erfindung liegen darin, dass durch die Ausbildung des Schuppenspanes bessere Standzeiten für die Werkzeugschneiden erhalten werden. Das bedeutet, dass die Werkzeugschneiden deutlich länger halten.The Advantages of the invention are that by the formation of the Shingles chip better life for the tool cutting can be obtained. This means that the cutting edges last much longer.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man darüber hinaus den Vorteil, dass durch die effektivere Kühlung das Material schneller aushärtet.at the method according to the invention receives you about it in addition the advantage that by the more effective cooling the material faster cures.

Darüber hinaus können die Werkzeugscheniden, beispielsweise Wendeplatten, preiswerter hergestellt werden, da die Anforderungen an die Werkzeugschneiden nicht so hoch sind.Furthermore can the tool cuts, such as inserts, cheaper are produced because of the requirements of the tool cutting are not that high.

Darüber hinaus muss der Spanraum vor den Werkzeugschneiden nicht so groß sein, da der Spanraum keinen Wendelspan mehr aufnehmen muss, sondern nur noch die relativ kurzen Schuppenspäne. Dadurch, dass der Spanraum kleiner ausgebildet werden kann, kann auch der Abstand zwischen der Düse und der Werkzeugschneide kleiner gehalten sein. Die Austrittsdüse für das Schneidmedium ist in dem Spanraum angeordnet.In addition, the chip space in front of the cutting edges does not have to be so large, because the chip space no longer has to take up spiral filing, but only the relatively short shavings. The fact that the chip space can be made smaller, the distance between the nozzle and the cutting tool can be kept smaller be. The discharge nozzle for the cutting medium is arranged in the chip space.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung kommen vorteilhaft hauptsächlich bei der Grobzerspanung von Metallen zur Anwendung. Durch die konstant kurze Spanbildung erhält man eine bessere Späneabfuhr. Man erhält wesentliche Standzeit- und Standwegerhöhungen durch Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit und durch Erhöhung der Vorschübe pro Schneide. Darüber hinaus ist eine Vereinfachung von Schneidplattengeometrien und deren Standardisierung möglich. Weiterhin erhält man einen geringeren Verzug des Bearbeitungswerkstückes durch einen geringeren Wärmeeintrag. Darüber hinaus können die Werkzeuggrundkörper stabiler gegenüber konventionellen Werkzeugen ausgeführt werden.The inventive method and the device according to the invention mainly come advantageous in the rough cutting of metals for use. By the constant gets short chip formation you get a better chip removal. You get substantial lifetime and Standwegerhöhungen by increasing the Cutting speed and by increasing the feed rates per cutting edge. About that In addition, a simplification of insert geometries and their Standardization possible. Farther receives a lower distortion of the machining workpiece by a lower heat input. About that can out the tool body more stable compared conventional tools are running.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Fräswerkzeuges nur beispielhaft dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the accompanying drawings, in the several embodiments a milling tool according to the invention are shown only by way of example. In the drawing show:

1 einen Längsschnitt durch eine Schneidplatte mit Wasserstrahl; 1 a longitudinal section through a cutting plate with water jet;

2 eine Ansicht eines Fräswerkzeuges von unten; 2 a view of a milling tool from below;

3 eine Seitenansicht eines Fräswerkzeuges. 3 a side view of a milling tool.

1 zeigt eine Schneidplatte (1) eines Fräswerkzeuges (6) während einer spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstückes (2). Im Bereich der Schneidplatte (1) bildet sich ein Span (3). Auf den Span (3) trifft ein unter Hochdruck stehendes Schneidmedium (4), beispielsweise ein Wasserstrahl, der aus einer Düse (5) austritt. Durch die Einwirkung des druckbeaufschlagten Wasserstrahles tritt eine Rissbildung des Spanes auf. Die Schneidplatte (1) wird in Richtung des Pfeiles (A) vorwärts bewegt. 1 shows an insert ( 1 ) of a milling tool ( 6 ) during a machining of a workpiece ( 2 ). In the area of the cutting plate ( 1 ) forms a chip ( 3 ). On the chip ( 3 ) encounters a high pressure cutting medium ( 4 ), for example, a jet of water from a nozzle ( 5 ) exit. Due to the action of the pressurized water jet cracking of the chip occurs. The cutting plate ( 1 ) is moved forward in the direction of the arrow (A).

2 zeigt ein Fräswerkzeug (6) mit Schneidplatten (1), die an Haltern (7) mittels Schrauben (8) auswechselbar befestigt sind. Vor den Schneidplatten (1) sind Spanräume (9) angeordnet. In den Spanräumen (9) sind Düsen (5) ange ordnet, durch die das Schneidmedium, beispielsweise Wasser, unter Hochdruck austritt. Das Fräswerkzeug (6) rotiert in Richtung des Pfeiles (B). 2 shows a milling tool ( 6 ) with inserts ( 1 ) attached to holders ( 7 ) by means of screws ( 8th ) are mounted interchangeably. In front of the inserts ( 1 ) are chip spaces ( 9 ) arranged. In the chip spaces ( 9 ) are nozzles ( 5 ) is arranged, through which the cutting medium, such as water, exiting under high pressure. The milling tool ( 6 ) rotates in the direction of the arrow (B).

3 zeigt das Fräswerkzeug (6) mit den Schneidplatten (1). Die Düsen (5) sind in den Spanräumen (9) angeordnet. Für die Zuleitung des Schneidmediums sind Zuführleitungen (10) vorgesehen. 3 shows the milling tool ( 6 ) with the cutting plates ( 1 ). The nozzles ( 5 ) are in the chip spaces ( 9 ) arranged. For the supply of the cutting medium supply lines ( 10 ) intended.

11: Schneidplattencutting boards
22: Werkstückworkpiece
33: Spanchip
44: Wasserstrahlwaterjet
55: Düsejet
66: Fräswerkzeugmilling tool
77: Halterholder
88th: Schraubenscrew
99: Spanräumegullets
1010: Zuführleitungensupply lines
AA: Pfeilarrow
BB: Pfeilarrow

Claims

Milling or drilling tool having at least one milling head or at least one drilling device which has at least one tool cutting edge for a machining of a workpiece, characterized in that the milling or drilling tool ( 6 ) in the area ( 9 ) the at least one tool cutting edge ( 1 ) at least one nozzle ( 5 ) for supplying a pressurized fluid jet ( 4 ) having.

Milling or drilling tool according to claim 1, characterized in that in the region of each tool cutting edge ( 1 ) at least one nozzle ( 5 ) is provided.

Milling or drilling tool according to claim 1, characterized in that a high-pressure pump for generating the pressurized fluid jet ( 4 ) is provided.

milling or drilling tool according to claim 1, characterized in that a mixing channel for water and an abrasive cutting medium is provided.

Milling or drilling tool according to claim 1, characterized in that the at least one nozzle ( 5 ) is designed as Abrasivdüse.

Milling or drilling tool according to claim 1, characterized in that a tool adapter for feeding the cutting medium ( 4 ) is provided.

Milling or drilling tool according to claim 1, characterized in that at least one supply line ( 10 ) for the cutting medium ( 4 ) is provided by a machining spindle.

Milling or drilling tool according to claim 1, characterized in that the pressurized fluid jet ( 4 ) as one on a forming chip ( 3 ) aligned liquid jet ( 4 ) is trained.

Method for machining a workpiece, characterized in that with a drilling or milling tool ( 6 ) during the machining process shavings ( 3 ) of the workpiece ( 2 ) and that a pressurized fluid jet ( 4 ) on the forming chips ( 3 ) is directed such that by the action of the pressurized liquid jet ( 4 ) cracking in the chips ( 3 ) he follows.

Method according to claim 9, characterized in that the liquid jet ( 4 ) an abrasive cutting medium is added.