DE102005020343B4

DE102005020343B4 - Werkzeughalteranordnung

Info

Publication number: DE102005020343B4
Application number: DE102005020343.4A
Authority: DE
Inventors: Alexander Stoll; Ed Exner; George Nordstrom
Original assignee: Ford Motor Co
Current assignee: Ford Motor Co
Priority date: 2004-08-03
Filing date: 2005-05-02
Publication date: 2016-07-28
Anticipated expiration: 2025-05-03
Also published as: DE102005020343A1; US7896591B2; US20110085864A1; GB2417443A; US8740519B2; GB0514428D0; US20060029482A1; US20060029479A1

Abstract

Werkzeughalteranordnung (300) mit: – einem Schneidwerkzeug (312) mit: – einem Werkzeughauptabschnitt (320) mit einem ersten Durchmesser; – einem Werkzeugendabschnitt (322) mit einem zweiten Durchmesser; – einem im Haupt- und Werkzeugendabschnitt (322) angeordneten Werkzeugfluiddurchlass (326); und – einem zur Drehung um eine Rotationsachse (328) eingerichteten Werkzeughalter (314) mit; – einer Leitung (332); und – einer Gegenbohrung (330), die das Schneidwerkzeug (312) aufnehmen kann und eine Bodenfläche (334) aufweist; und – einem Adapter (316) mit: – einem Werkzeugaufnahmeabschnitt (352), der den Werkzeugendabschnitt (322) aufnehmen kann; – einem neben dem Werkzeugaufnahmeabschnitt (352) angeordneten Körperabschnitt (350), der mit der Leitung (332) in Eingriff kommen kann; – einem Adapterinnenfluiddurchlass (354), der durch den Werkzeugaufnahmeabschnitt (352) und Körperabschnitte (350) definiert ist, der Fluid aus der Leitung (332) zum Werkzeugfluiddurchlass liefern kann; und – einer Feder (318), die den Adapter (316) gegen das Schneidwerkzeug (312) zur Verhinderung von Fluidaustritt vorspannen kann, dadurch gekennzeichnet, dass: – der erste Durchmesser größer als der zweite Durchmesser ist; – der Adapter (316) einstückig ausgebildet ist; und – die Feder (318) so ausgelegt ist, dass sie mit der Bodenfläche (334) und dem Werkzeugaufnahmeabschnitt (352) in Eingriff kommt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeughalteranordnung und insbesondere eine Werkzeughalteranordnung, die einen Adapter umfaßt, der ein Fluid an ein Schneidwerkzeug liefern kann.
Bisher beinhalteten Bohrhalter eine Fluidzuführöffnung, die einen geraden Schaft eines Bohrers mit Ölzufuhr aufnehmen konnten, wie im US-Patent 5649714 beschrieben. In diesem Patent war ein Dichtungsblock nahe der Fluidzuführöffnung angeordnet, um den Fluidfluss in einen Fluidkanal des Bohrers mit Ölzuführung und einen Spaltabschnitt zwischen der Fluidzuführöffnung und dem geraden Schaftabschnitt zu leiten. Diese Bohrfutter beschäftigten sich nicht mit der erwünschten spaltfreien Abdichtung zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Adapter, um Fluidaustritt zu vermeiden und die Werkzeugstandzeit zu verlängern. Ferner waren derartige Bohrfutter nicht so eingerichtet, dass sie mit einem Minimalmengenschmier (MQL) Bearbeitungssystem eingesetzt werden konnten, bei dem sehr begrenzte Mengen Schmiermittel mit Hochdruck auf die Schneidflächen des Schneidwerkzeuges gebracht werden, um das Bearbeitungsverfahren aufrecht zu erhalten. Ferner umfaßten derartige Futter keine Einstellschrauben, um die axiale Positionierung des Schneidwerkzeugs zu erleichtern.
Aus der DE19835677 A1 ist eine Einrichtung zur Zufuhr von Medien an ein Werkzeug bekannt, bei der ein Werkzeug mit einem einzigen Durchmesser über einen Adapter mit Schmiermedien versorgt wird.
Vor der Erfindung bestand ein Bedürfnis an einer Werkzeughalteranordnung, die mit einem MQL Bearbeitungssystem kompatibel war und die Zuführung von unter Druck befindlichem Fluid zu den Schneidflächen eines Schneidwerkzeugs unter Vermeidung von Fluidaustritt erleichterte. Ferner bestand ein Bedürfnis, die Funktionalität einer Einstellschraube vorzusehen, um präzise das Schneidwerkzeug zu positionieren, ohne dass eine separate Einstellschraubenkomponente hergestellt, positioniert und installiert werden mußte.
Es ist demzufolge Aufgabe der Erfindung, Nachteile des Standes der Technik, wie oben erwähnt, zu vermeiden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Werkzeughalteranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Werkzeughalteranordnung geschaffen. Die Werkzeughalteranordnung umfaßt ein Schneidwerkzeug, einen Werkzeughalter und einen Adapter. Das Schneidwerkzeug umfaßt einen Hauptabschnitt, einen Werkzeugendabschnitt und einen Fluiddurchlass. Der Hauptabschnitt besitzt einen ersten Durchmesser. Der Werkzeugendabschnitt hat einen zweiten Durchmesser und ist nahe dem Hauptabschnitt angeordnet. Der Fluiddurchlass ist in den Haupt- und Werkzeugendabschnitten angeordnet. Der Werkzeughalter umfaßt eine Leitung und eine Gegenbohrung. Die Gegenbohrung kann das Schneidwerkzeug aufnehmen und ist axial mit der Hauptleitung ausgerichtet. Der Adapter umfaßt einen Werkzeugaufnahmeabschnitt, einen Körperabschnitt und einen Adapterinnendurchlass. Der Werkzeugaufnahmeabschnitt ist so ausgelegt, dass er den Werkzeugendabschnitt aufnehmen kann. Der Körperabschnitt ist nahe dem Werkzeugaufnahmeabschnitt angeordnet und kann mit der Leitung in Eingriff kommen. Der Adapterinnendurchlass wird durch die Werkzeugaufnahme- und Körperabschnitte umgrenzt und kann Fluid von der Leitung zum Fluiddurchlass liefern.
Der Adapterinnendurchlass kann eine Schräge nahe dem Werkzeugaufnahmeabschnitt aufweisen, der Fluid zum Fluiddurchlass leiten kann.
Der Adapter kann einen ersten Fluidinnendurchlass nahe dem Körperabschnitt und zweite und dritte Fluidinnendurchlässe im Werkzeugaufnahmeabschnitt nahe dem ersten Fluidinnendurchlass umfassen.
Die Gegenbohrung kann eine Bodenfläche besitzen. Zwischen dem Werkzeugaufnahmeabschnitt und der Bodenfläche kann eine Feder angeordnet sein, um den Adapter gegen den Werkzeugendabschnitt vorzuspannen.
Eine Dichtung kann zwischen dem Werkzeugendabschnitt und dem Werkzeugaufnahmeabschnitt zur Vermeidung von Fluidaustritt angeordnet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Werkzeughalteranordnung geschaffen. Die Werkzeughalteranordnung umfaßt ein Schneidwerkzeug, einen Werkzeughalter, einen Adapter und eine Feder. Das Schneidwerkzeug umfaßt einen Hauptabschnitt, einen Werkzeugendabschnitt und einen Fluiddurchlass. Der Hauptabschnitt hat einen ersten Durchmesser. Der Werkzeugendabschnitt besitzt einen zweiten Durchmesser. Der Fluiddurchlass verläuft im Haupt- und Werkzeugendabschnitt. Der Werkzeughalter kann er um eine Rotationsachse drehen und eine Leitung und eine Gegenbohrung umfassen. Die Gegenbohrung kann das Schneidwerkzeug aufnehmen und hat eine Bodenfläche. Der Adapter umfaßt einen Werkzeugaufnahmeabschnitt, einen Körperabschnitt und einen Fluidinnendurchlass. Der Werkzeugaufnahmeabschnitt kann den Werkzeugendabschnitt aufnehmen. Der Körperabschnitt liegt am Werkzeugaufnahmeabschnitt und kann mit der Leitung in Eingriff kommen. Der Fluidinnendurchlass wird durch die Werkzeugaufnahmende- und Körperabschnitte umgrenzt und kann Fluid von der Leitung zum Fluiddurchlass liefern. Die Feder kann den Adapter gegen das Schneidwerkzeug drücken, um Fluidaustritt zu verhindern.
Der Adapter kann sich um die Rotationsachse biegen, um Einsetzen des Adapters in die Leitung zu erleichtern.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Werkzeughalteranordnung geschaffen. Die Werkzeughalteranordnung umfaßt ein Schneidwerkzeug und einen Werkzeughalter. Das Schneidwerkzeug umfaßt einen Hauptabschnitt und einen Adapterabschnitt. Der Hauptabschnitt besitzt einen ersten Durchmesser und einen ersten Fluiddurchlass. Der Adapterabschnitt liegt neben dem Hauptabschnitt und besitzt einen zweiten Durchmesser sowie einen koaxial zur Rotationsachse verlaufenden Fluiddurchlass und ist mit dem ersten Fluiddurchlass verbunden. Der Werkzeughalter umfaßt einen Leitung und eine Gegenbohrung. Die Leitung kann den Adapterabschnitt aufnehmen und Fluid zum zweiten Fluiddurchlass liefern. Die Gegenbohrung kann das Schneidwerkzeug aufnehmen und ist axial mit der Leitung ausgerichtet.
Nachfolgend wird die Erfindung näher anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie der begleitenden Zeichnung näher erläutert, auf die sie keinesfalls begrenzt ist. Darin zeigt:
1 eine Schnittansicht einer Ausführungsform der Werkzeughalteranordnung.
In 1 ist eine Ausführungsform der Werkzeughalteranordnung 300 gezeigt. In dieser Ausführungsform umfaßt die Werkzeughalteranordnung 300 ein Schneidwerkzeug 312, einen Werkzeughalter 314, einen Adapter 316 und eine Feder 318. Das Schneidwerkzeug 312 kann einen Hauptabschnitt 320, einen Werkzeugendabschnitt 322, ein oder mehrere Schneidflächen 324, eine oder mehrere Fluiddurchlässe 326 aufweisen und um eine Rotationsachse 328 drehbar sein, wie bereits beschrieben.
Der Werkzeughalter 314 umfaßt eine Gegenbohrung 330 und eine Leitung 323. Die Gegenbohrung 330 besitzt eine Bodenfläche 334. Die Leitung 332 kann einen engen Abschnitt 336 und/oder ein Rohr 338, das mit dem Werkzeughalter 314 mit einer Befestigungseinrichtung 340 gekoppelt ist, umfassen.
Der Adapter 316 kann einen Körperabschnitt 350, einen Werkzeugaufnahmeabschnitt 352, einen Adapterinnendurchlass 354 mit einem ersten Durchlassabschnitt 356, einem zweiten Durchlassabschnitt 358, einer Vertiefung 360 und einer Schräge 362, wie bereits beschrieben, umfassen.
Die Feder 318 ist so ausgelegt, dass sie mit dem Werkzeugaufnahmeabschnitt 352 und der Bodenfläche 334 in Eingriff kommen kann, um den Adapter 316 in Eingriff mit dem Werkzeugendabschnitt 322 zur Positionierung des Werkzeugs und Vermeidung von Fluidaustritt vorzuspannen.
Die Werkzeughalteranordnung 300, wie oben beschrieben, kann in jedem geeignetem Bearbeitungsverfahren oder Fluidabgabesystem eingesetzt werden.
Beispielsweise können die Werkzeughalteranordnungen 300 mit einem Minimalmengenschmierkammer (MQL) System verwendet werden. In einem MQL-System wird eine unter Druck befindliche Schmierflüssigkeit, wie ein Ölnebel, durch den Werkzeughalter 314 und das Schneidwerkzeug 312 zu den Schneidflächen 324 geliefert. Die Fluidabgabe wird gesteuert, um eine gerade ausreichende Schmierung zur Aufrechterhaltung des Bearbeitungsverfahrens zu ermöglichen. Demzufolge ist es erwünscht, eine spaltfreie Abdichtung zwischen dem Schneidwerkzeug 312 und dem Adapter 316 oder der Leitung zu schaffen, um Fluidaustritt zu vermeiden und die Werkzeugstandzeit zu verbessern. Das spaltfreie Abdichten ohne manuelle Intervention oder manuelle Einstellung einer Werkzeugpositionierungsschraube ist erwünscht, um die Qualität des bearbeiteten Werkstücks sicherzustellen. Beispielsweise ist eine spaltfreie Abdichtung ohne manuelle Einstellung in Verfahren erwünscht, die Werkzeuge „wiederverwenden“, indem Schneidflächen nachgeschliffen oder nachgeschärft werden und somit die Werkzeuge länger verwendet werden.
Bezugszeichenliste

300: Werkzeughalteranordnung
312: Schneidwerkzeug von 300
314: Werkzeughalter von 300
316: Adapter von 300
318: Feder von 300
320: Schaft- oder Hauptabschnitt von 312
322: Werkzeugendabschnitt von 312
324: Schneidfläche von 312
326: Werkzeugfluiddurchlass
328: Rotationsachse von 312
330: Gegenbohrung in 314
323: Leitung von 314
334: Bodenfläche von 330
336: enger Abschnitt von 332
338: Rohr
340: Befestigungseinrichtung
350: Körperabschnitt von 316
352: Werkzeugaufnahmeabschnitt von 316
354: Fluidinnendurchlass von 316
356: erster Abschnitt von 316
358: zweiter Abschnitt von 316
360: Vertiefung in 352
362: Schräge von 316

Claims

Werkzeughalteranordnung (300) mit: – einem Schneidwerkzeug (312) mit: – einem Werkzeughauptabschnitt (320) mit einem ersten Durchmesser; – einem Werkzeugendabschnitt (322) mit einem zweiten Durchmesser; – einem im Haupt- und Werkzeugendabschnitt (322) angeordneten Werkzeugfluiddurchlass (326); und – einem zur Drehung um eine Rotationsachse (328) eingerichteten Werkzeughalter (314) mit; – einer Leitung (332); und – einer Gegenbohrung (330), die das Schneidwerkzeug (312) aufnehmen kann und eine Bodenfläche (334) aufweist; und – einem Adapter (316) mit: – einem Werkzeugaufnahmeabschnitt (352), der den Werkzeugendabschnitt (322) aufnehmen kann; – einem neben dem Werkzeugaufnahmeabschnitt (352) angeordneten Körperabschnitt (350), der mit der Leitung (332) in Eingriff kommen kann; – einem Adapterinnenfluiddurchlass (354), der durch den Werkzeugaufnahmeabschnitt (352) und Körperabschnitte (350) definiert ist, der Fluid aus der Leitung (332) zum Werkzeugfluiddurchlass liefern kann; und – einer Feder (318), die den Adapter (316) gegen das Schneidwerkzeug (312) zur Verhinderung von Fluidaustritt vorspannen kann, dadurch gekennzeichnet, dass: – der erste Durchmesser größer als der zweite Durchmesser ist; – der Adapter (316) einstückig ausgebildet ist; und – die Feder (318) so ausgelegt ist, dass sie mit der Bodenfläche (334) und dem Werkzeugaufnahmeabschnitt (352) in Eingriff kommt.
Werkzeughalteranordnung (300) nach Anspruch 1, wobei der Werkzeugfluiddurchlass (326) ferner eine Schräge (362) neben dem Werkzeugaufnahmeabschnitt (352) aufweist, die Fluid zum Fluiddurchlass leiten kann.
Werkzeughalteranordnung (300) nach Anspruch 1, wobei der Adapter (316) ferner einen ersten Adapterinnenfluiddurchlass im Körperabschnitt (350) und zweite und dritte Adapterinnenfluiddurchlässe im Werkzeugaufnahmeabschnitt (352) neben dem ersten Adapterinnenfluiddurchlass (354) aufweist.
Werkzeughalteranordnung (300) nach Anspruch 1, die ferner eine Dichtung zwischen dem Werkzeugendabschnitt (322) und dem Werkzeugaufnahmeabschnitt (352) zur Vermeidung von Fluidaustritt aufweist.
Werkzeughalteranordnung (300) nach Anspruch 1, wobei der zweite Durchmesser so ausgelegt ist, dass eine Biegung um die Rotationsachse (328) möglich ist, um einen Einsatz des Adapters (316) in die Leitung (332) zu vereinfachen.
Werkzeughalteranordnung (300) nach Anspruch 1, wobei der Werkzeugendabschnitt (322) ferner einen ersten Werkzeugfluiddurchlass (326) und der Werkzeughauptabschnitt (320) ferner mehrere Zweigfluiddurchlässe um die Rotationsachse (328) und eine Kammer (360) nahe dem ersten Werkzeugfluiddurchlass (326) und den Zweigfluiddurchlässen aufweist.
Werkzeughalteranordnung (300) nach Anspruch 6, wobei die Kammer (360) eine Schräge (362) zum Leiten des Fluidflusses aus dem ersten Werkzeugfluiddurchlass (326) zu den vielen Zweigfluiddurchlässen besitzt.