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Die
Erfindung betrifft ein rotierendes Schaftwerkzeug nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
der deutschen Offenlegungsschrift DE-A-195 44 556 ist ein rotierendes
Schaftwerkzeug bekannt, das einen Schaft umfasst, in dem ein sich
in Längsrichtung
erstreckender Hauptkanal für Kühl-/Schmiermittel
vorgesehen ist. Des Weiteren weist das Schaftwerkzeug einen mit
dem Schaft verbundenen Schneidkopf auf, der Spannuten und einen
Nutenauslaufbereich besitzt, mit einer zwischen dem Nutenauslaufbereich
und dem Schaft sich erstreckenden Hülse. Die Hülse überdeckt einen zwischen dem
Hauptkanal und dem Nutenauslaufbereich gebildeten Zuführkanal,
wobei der Zuführkanal im
Wesentlichen achsparallel zur Längsmittelachse des
Schaftes und des Schneidkopfes vorgesehen ist, der einen absatzfreien Übergang
vom Hauptkanal zum Zuführkanal
und vom Zuführkanal
zum Nutenauslaufbereich aufweist.
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Durch
diese Vorgehensweise kann eine strömungsgünstige Kühl-/Schmiermittelversorgung realisiert
werden, die sowohl eine konventionelle Kühlschmierung als auch eine
Minimalmengenschmierung ermöglicht.
Darüber
hinaus lässt
sich eine hohe Festigkeit auch bei kleinerem Durchmesser der Schaftwerkzeuge
realisieren.
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Eine
weitere Druckschrift, in welcher das Problem einer wirksamen Zuführung von Kühl-/Schmiermittel
in Spannuten eines Schneidkopfes diskutiert wird, ist die DE-A-101
21 986.
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Hierin
ist eine Mehrschneidenreibahle offenbart, die aus einem Schaftteil
mit einem an dessen Inneren, in axialer Richtung verlaufenden Kanal
für Kühlschmiermittel
und einem mit dem Schaftteil axial verbundenen die Werkzeugschneiden
und die Spannuten aufweisenden Schneidkopf besteht, wobei der Schneidteil
und der Schneidkopf mittels einer aus Bohrung und Zapfen gebildeten
kraftschlüssig
wirkenden Einsteckverbindung miteinander verbunden sind. Der Zapfen
der Einsteckverbindung ist als zylindrischer Passzapfen am Schneidteil
angeformt, während
die zugehörige
Bohrung als Passbohrung im Schaftteil ausgebildet ist. Das Schneidenteil
mit Spannuten erstreckt sich über
die gesamte Zapfenlänge.
Im hinteren Bereich der Bohrung im Mündungsbereich der den Schaftteil
durchgreifenden Kühlschmiermittelbohrung
ist eine Freimachung ausgebildet. Die Einsteckverbindung ist durch
ein im Wesentlichen vom Schaftteil bewirktes Aufschrumpfen hergestellt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rotierendes Schaftwerkzeug
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, bei welchem die
Kühlschmiermittelzufuhr
zu Schneiden bzw. Spannuten eines Schneidkopfes weiter verbessert ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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In
den abhängigen
Ansprüchen
sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung angegeben.
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Die
Erfindung geht von einem Schaftwerkzeug aus, das ein Schaftteil
mit einem axial den Schaftteil durchlaufenden Kühlschmiermittelkanal und einen
Schneidkopf mit Schneiden und Spannuten umfasst, der einen Spannutenauslaufbereich
aufweist, welcher mit dem Schaftteil axial ausgerichtet verbunden
ist. Vorzugsweise ist der Spannutenauslaufbereich in einer passenden
Bohrung im Schaftteil angeordnet, beispielsweise als Passzapfen
und Passbohrung. Z.B. ist der Schaftteil mit Bohrung auf den Nutenauslaufbereich
aufgeschrumpft. Des Weiteren münden
die Spannuten des Spannutenauslaufbereichs im Schmiermittelkanal.
Der Kern der Erfindung liegt nun darin, dass der Kühlschmiermittelkanal
bis zu den Spannuten einen im Wesentlichen gleichbleibenden Strömungsquerschnitt
besitzt. Durch diese Maßnahme
wird insbesondere bei einer Mindermengenschmierung (MMS) eine optimierte Kühl-/Schmiermittelversorgung
bereitgestellt. Der erfindungsgemäßen Vorgehensweise liegt die
Erkenntnis zugrunde, dass Kühlschmiermittelversorgungen, die
von einem hinteren Ende des Hauptkanals bis zu einem Nutenauslaufbereich
des Schneidkopfs unterschiedliche Kanalquerschnitte besitzen, vergleichsweise
starke Verwirbelungen des Kühlschmiermittels zeigen.
Denn in Folge von unterschiedlichen Kühlkanalquerschnitten prallen
feine Öltröpfchen auf
vergrößerte bzw.
verkleinerte Übergangsabschnitte
mit dem Resultat, dass die abgelenkten Kühlschmiermittelanteile auf
in Strömungsrichtung
nicht abgelenkte Schmiermittelanteile treffen, was Verwirblungen
erzeugt.
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Mindermengenschmierung
erfolgt regelmäßig bei
einem Luftdruck von 4 bis 6 bar und einer Ölzumischung pro Werkzeug von
15 ml/h bis 60 ml/h insbesondere 20 ml/h bis 50 ml/h.
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Durch
einen im Wesentlichen gleichbleibenden Strömungsquerschnitt werden aufgrund
der Reduzierung von Wirbelbedingungen Geschwindigkeitskomponenten
in Querrichtung verringert, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit ansteigt.
Dadurch wird eine Steigerung des Kühlmittel-/Schmiermitteldurchsatzes erreicht,
was insgesamt zu einer effektiveren Kühlung/Schmierung im Schneidkopfbereich
führt.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weitet sich die Außenbegrenzung
des Kühlschmiermittelkanals
in einem Übergangsabschnitt bzw.
Hülsenbereich
in der Umgebung des Spannutenauslaufbereichs in Richtung zu den
Spannuten auf. Damit lässt
sich eine absatzfreie Anpassung des Strömungsquerschnitts erreichen.
In einer bevorzugten Ausführungsform
wird der Spannutenauslaufbereich im Übergangsabschnitt so ausgeformt
bzw. an den Schaftteil angepasst, dass der dadurch sich bildende
Kanalabschnitt einen im Wesentlichen konstanten Strömungsquerschnitt
beibehält.
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In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besitzt
der Übergangsabschnitt des
Kühlmittelkanals
eine konisch Geometrie. Diese lässt
sich vergleichsweise einfach herstellen. Denkbar sind jedoch auch
runde kugelschalenartige Formen des Kühlschmiermittelkanals.
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In
einer überdies
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Querschnitt der
Spannuten im Spannutenauslaufbereich auf den Kühlkanalquerschnitt abgestimmt.
Beispielsweise kann die Summe aller Spannutenquerschnitte dem Strömungsquerschnitt
des Kühlkanals
zumindest ansatzweise entsprechen. Damit wird ein gleichbleibender
Strömungsquerschnitt
auch im Spannutenauslaufbereich fortgesetzt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Übergangsabschnitt
des Kühlkanals
in einem verjüngten
Abschnitt des Schaftteils vorgesehen. In diesem Zusammenhang ist
es überdies
vorteilhaft, wenn der verjüngte
Abschnitt des Schaftteils einen kleineren Durchmesser aufweist, als
der Durchmesser des Schneidkopfes. Damit kann eine ungestörte Bearbeitung
auch in vergleichsweise tiefen Bohrungen vorgenommen werden.
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Mehrere
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und nachfolgend unter
Angabe weiterer Vorteile und Einzelheiten näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Reibahle in einer Seitenansicht,
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2 die
Reibahle aus 1 in einer Stirnansicht,
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3 einen
Axialschnitt gemäß der Schnittlinie
B-B in 2,
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4 einen
Radialschnitt gemäß der Schnittlinie
C-C in 3,
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5 eine
Seitenansicht einer weiteren Reibahle,
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6 einen
Axialschnitt der Reibahle nach 5 entlang
der Schnittlinie A-A in 5 und
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7 einen
Radialschnitt entlang der Schnittlinie B-B in 6.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In 5 ist
eine erste Reibahle 1 dargestellt, die einen Schaft 2 mit
einer Hülse 3 umfasst,
in welcher ein Schneidkopf 4 eingeformt ist. Ein Endbereich 5 des
Schaftes 2 ist dafür
ausgelegt, in einem üblichen
Aufnahmefutter einer Werkzeugmaschine aufgenommen zu werden.
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Der
Schneidkopf 4 ist mit axial verlaufenden Schneiden und
entsprechenden Spannuten 6 (siehe insbesondere 2 und 4)
versehen. Innerhalb der Hülse 3 setzen
sich diese Spannuten in einem Nutauslaufbereich 7, der
von der Hülse 3 umgeben ist,
fort, allerdings durch eine Durchmesserreduzierung im Nutenauslaufbereich 7 in
der Hülse 3 mit
einem geringeren Spannutquerschnitt.
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Die
Spannuten 6 des Nutenauslaufbereichs münden in einen Axialkanal 8 für Kühl-/Schmiermittel.
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Hierzu
weitet sich in einem Übergangsbereich 9,
durch welchen der Schnitt C-C in 3 verläuft, der
Axialkanal 8 konusartig auf, wogegen ein Endbereich 5 des
Nutenauslaufbereichs 7 des Schneikopfes 3 konusartig
in den aufgeweiteten Bereich des Axialkanals 8 hineinragt.
Durch diese Vorgehensweise kann sich der Axialkanal 8 bis
zu den Nuten 6 des Nutenauslaufbereichs 8 aufweiten,
ohne dass sich der Strömungsquerschnitt
des Axialkanals 8 bis zu den Spannuten 6 verändert.
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Hierdurch
kann sich ein möglichst
ungestörter
Kühl-/Schmiermittelstrom
durch die Reibahle 1 ausbilden.
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In 5 ist
eine weitere Ausführungsform
einer Reibahle 50 dargestellt, die sich von der Ausführungsform
gemäß 1 dadurch
unterscheidet, dass die Spannuten 54 sowie Schneiden eines Schneidkopfes 51 mit
Nutenauslaufbereich 52 nicht axial, sondern gewendelt verlaufen.
Ein Axialkanal 53 für
Kühl-/Schmiermittel
53 weitet sich entsprechend der Ausführungsform gemäß der 1 bis 4 zu
den Spannuten 54 (siehe 7) ebenfalls konusartig
auf, wobei eine Außenwand 55 eines
dadurch ausgebildeten Kegelmantelkanals 56 z.B. einen Winkel α von ca.
40 Grad und eine Innenwandung 57 des Kegelmantelkanals 56 z.B.
einen Winkel β von
ca. 60 Grad zur Achse 58 einnimmt.
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Die
Außenwandung 55 des
Kegelmantelkanals 56 wird dabei in einem Schaftbereich 59 und
die Innenwandung 57 des Kegelmantelkanals 56 durch ein
Ende des Nutenauslaufbereichs 52 ausgebildet.
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Bei
der Winkelwahl von α und β kommt es darauf
an, einen gleichbleibenden Kanalquerschnitt zu erzeugen.