DE102010046312A1

DE102010046312A1 - Zylindrisches drehendes Werkzeug mit innerem Fluiddurchgang sowie Bearbeitungsverfahren unter Verwendung desselben

Info

Publication number: DE102010046312A1
Application number: DE102010046312A
Authority: DE
Inventors: Morihiro Yamatokoriyama Hideta
Original assignee: Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2010-09-23
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2030-09-24
Also published as: US20110076105A1; JP5512386B2; US8393830B2; DE102010046312B4; CN201799629U; JP2011088270A

Abstract

Ein zylindrisches drehendes Werkzeug (3a), das einen Abschnitt mit größerem Durchmesser (20), in dem wenigstens ein innerer Fluiddurchgang (4) ausgebildet ist, einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser (21), der vor dem Abschnitt mit größerem Durchmesser (20) vorgesehen ist, und eine Spitze (22), die an der Vorderseite des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser (21) angebracht ist, umfasst. Bei Betrachtung von hinten in Richtung der Mittelachsenlinie (CL) schneidet ein Innenumfang eines Auslasses (23) des inneren Fluiddurchgangs (4) einen Außenumfang (24) des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser (21). Am Ort des Auslasses (23) ist eine Nut (25) an einer äußeren Umfangsfläche (26) des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser (21) ausgebildet. Ein geneigter Abschnitt (30) der Nut (25) ist schräg ausgebildet, derart, dass der Abstand von der Mittelachsenlinie (CL) zum geneigten Abschnitt (30) weiter vorn am Abschnitt mit kleinerem Durchmesser (21) größer ist als der Abstand von der Mittelachsenlinie (CL) zum geneigten Abschnitt (30) an einer Position (P1), die am gesamten Umfang des Auslasses (23) der Mittelachsenlinie (CL) am nächsten ist. Der geneigte Abschnitt (30) lenkt einen Teilstrom (L1) des aus dem Auslass (23) nach vorn herausströmenden Kühlmittels (L) in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser (21) nach außen. Dementsprechend strömt das vom Auslass (23) nach vorn ausgestoßene Kühlmittel (L) unter Ausbreitung wie ein gebogener Fächer, ohne in radialer Richtung nach außen zu streuen, über die äußere Umfangsfläche (26) des Werkzeugs (3a) und wird der Spitze (22) zugeführt, womit die äußere Umfangsfläche (26) des Werkzeugs (3a) und die Spitze (22) gekühlt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Werkzeugmaschinen und insbesondere auf ein zylindrisches drehendes Werkzeug, das an einer Werkzeugmaschine angebracht ist, um ein Werkstück zu bearbeiten, sowie auf ein Bearbeitungsverfahren unter Verwendung desselben.
JP 7-051982-A beschreibt eine Technik, bei der ein Werkzeug oder ein Werkstück durch Anbringen einer Kühlmitteldüse am drehenden Werkzeug und durch Sprühen von Kühlmittel (Schneidfluid) aus der Kühlmitteldüse auf einen Bearbeitungspunkt des Werkzeugs gekühlt bzw. geschmiert wird.
An dem aus JP 7-051982-A bekannten drehenden Werkzeug kann die Kühlmitteldüse angebracht sein, um Kühlmittel zu sprühen. Am drehenden Werkzeug, das gewöhnlich bei hoher Drehzahl (z. B. 2000 bis 10000 min^–1) gedreht wird, wirkt eine starke Zentrifugalkraft.
Daher ist es schwierig, der äußeren Umfangsfläche und dem Bearbeitungspunkt des Werkzeugs von einer davon beabstandeten Stelle aus ausreichend Kühlmittel zuzuführen. Außerdem muss die Kühlmitteldüse als separate Komponente am Werkzeug angebracht werden. Dadurch kann die Struktur des Werkzeugs kompliziert werden und die Gefahr entstehen, dass beim Bewegen des Werkzeugs für den Werkzeugwechsel oder die Bearbeitung die separate Komponente eine physische Behinderung verursacht.
Als weiterer Stand der Technik können beispielsweise Stirnfräser oder Bohrer unter den drehenden Werkzeugen einen inneren Fluiddurchgang besitzen, der darin ausgebildet ist, um das Strömen des Kühlmittels zu ermöglichen ( JP 2007-313574-A ).
Jedoch ist wegen der Schwierigkeit, das vom inneren Fluiddurchgang zur äußeren Umfangsfläche des Werkzeugs und zum Bearbeitungspunkt einer Schneidkante ausgestoßene Kühlmittel in ausreichender Menge zuzuführen, die Kühlwirkung zu gering.
Im Bestreben die oben genannten Probleme zu lösen, ist es daher die Aufgabe der Erfindung, ein zylindrisches drehendes Werkzeug mit innerem Fluiddurchgang sowie ein Bearbeitungsverfahren unter Verwendung dieses Werkzeugs zu schaffen, bei denen, die äußere Umfangsfläche des Werkzeugs und die Spitze wirksam gekühlt werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Werkzeug nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 8. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.
Hierdurch wird dem aus einem Auslass des inneren Fluiddurchgangs nach vorn herausströmenden Kühlmittel ermöglicht, über die äußere Umfangsoberfläche des Werkzeugs zu fließen, sich dabei auszubreiten wie ein gebogener Fächer, ohne nach außen in radialer Richtung zu streuen, und der Spitze zugeführt zu werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein zylindrisches drehendes Werkzeug: einen Abschnitt mit größerem Durchmesser, der wenigstens einen inneren Fluiddurchgang besitzt, um das Strömen von Kühlmittel zu ermöglichen, einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser, der vor dem Abschnitt mit größerem Durchmesser vorgesehen ist, und eine Spitze, die an der Vorderseite des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser angebracht ist, wobei das Werkzeug eine um eine Mittelachsenlinie zentrierte zylindrische Form besitzt,
wobei bei Betrachtung von hinten in Richtung der Mittelachsenlinie ein Innenumfang eines Auslasses des inneren Fluiddurchgangs einen Außenumfang des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser schneidet,
wobei am Ort des Auslasses eine Nut an einer äußeren Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser ausgebildet ist,
wobei die Nut einen geneigten Abschnitt besitzt, der an der Vorderseite des Auslasses ausgebildet ist,
wobei der geneigte Abschnitt schräg ausgebildet ist, derart, dass der Abstand von der Mittelachsenlinie zum geneigten Abschnitt weiter vorn am Abschnitt mit kleinerem Durchmesser größer ist als der Abstand von der Mittelachsenlinie zum geneigten Abschnitt an einer Position, die am gesamten Umfang des Auslasses der Mittelachsenlinie am nächsten ist, und
wobei der geneigte Abschnitt einen Teilstrom des aus dem Auslass nach vom herausströmenden Kühlmittels in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser nach außen lenkt.
Vorzugsweise wird das aus dem Auslass des inneren Fluiddurchgangs nach vorn herausströmende Kühlmittel in ein Hauptkühlmittel, das an äußerer Position in radialer Richtung des Werkzeugs in größerer Menge strömt, und in ein Nebenkühlmittel, das an innerer Position in radialer Richtung des Werkzeugs in kleinerer Menge strömt und durch den geneigten Abschnitt gelenkt wird, unterteilt,
wobei das Hauptkühlmittel in Richtung zur Spitze und im Wesentlichen parallel zur Mittelachsenlinie strömt und
wobei das Nebenkühlmittel durch den geneigten Abschnitt so gelenkt wird, dass es seine Strömungsrichtung in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser nach außen verändert und auf das Hauptkühlmittel auftrifft, worauf es durch dieses zurückgedrängt wird, unter Ausbreitung wie ein gebogener Fächer, ohne in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser nach außen zu streuen, über die äußere Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser strömt und der Spitze zugeführt wird.
Vorzugsweise sind im Abschnitt mit größerem Durchmesser drei Fluiddurchgänge ausgebildet, die um die Mittelachsenlinie zentriert und in Umfangsrichtung gleichmäßig angeordnet sind,
wobei am Ort jedes Auslasses des inneren Fluiddurchgangs die Nut an der äußeren Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser ausgebildet ist und
wobei die Nut eine den geneigten Abschnitt bildende geneigte Oberfläche besitzt, die an der Vorderseite des Auslasses vorgesehen ist,
Vorzugsweise ist die den geneigten Abschnitt bildende geneigte Oberfläche in einer ebenen oder in einer nutartigen Form ausgebildet.
Unter Verwendung des Werkzeugs wird ein sich drehendes Werkstück bearbeitet.
Vorzugsweise besitzt die Spitze mit einer Spanfläche wenigstens einen Spanflächenauslass, der an einer Stirnseite der Spitze ausgebildet ist, mit dem inneren Fluiddurchgang in Verbindung steht und in radialer Richtung der Spitze nach außen mündet,
wobei ein in radialer Richtung der Spitze am Spanflächenauslass nach außen ausgestoßenes Spanflächenkühlmittel wenigstens einem Bearbeitungspunkt an der Spanfläche zugeführt wird.
Vorzugsweise besitzt die Spitze ein Befestigungsmittel, das in der Mitte der Stirnseite der Spitze vorgesehen ist, um die Spitze am Abschnitt mit kleinerem Durchmesser zu befestigen,
wobei das Befestigungsmittel mehrere Spanflächenauslässe besitzt, die in Umfangsrichtung um die Mittelachse gleichmäßig ausgebildet sind, und
wobei sowohl im Abschnitt mit kleinerem Durchmesser als auch im Befestigungsmittel ein innerer Nebenfluiddurchgang ausgebildet ist, um das Strömen des Spanflächenkühlmittels vom inneren Fluiddurchgang des Abschnitts mit größerem Durchmesser zum Spanflächenauslass der Spitze zu ermöglichen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Bearbeitungsverfahren unter Verwendung eines zylindrischen drehenden Werkzeugs: einen Schritt, in dem ein Werkstück durch Drehen des oben beschriebenen zylindrischen drehenden Werkzeugs bearbeitet wird.
Das Verfahren dreht das Werkzeug, um ein sich nicht drehendes Werkstück (oder ein sich drehendes Werkstück) zu bearbeiten.
Bei der vorliegenden Erfindung bezieht sich ein ”zylindrisches drehendes Werkzeug” auf ein zylindrisches Werkzeug, das sich um eine Mittelachsenlinie dreht. Das durch das zylindrische drehende Werkzeug zu bearbeitende Werkstück kann ein sich drehendes oder ein sich nicht drehendes Werkstück sein.
Aufgrund dessen, dass das zylindrische drehende Werkzeug mit innerem Fluiddurchgang sowie das Bearbeitungsverfahren unter Verwendung des Werkzeugs gemäß der Erfindung wie oben beschrieben gestaltet sind, strömt das vom Auslass des inneren Fluiddurchgangs nach vorn ausgestoßene Kühlmittel unter Ausbreitung wie ein gebogener Fächer, ohne in radialer Richtung nach außen zu streuen, über die äußere Umfangsfläche des Werkzeugs und wird der Spitze zugeführt. Daher werden die äußere Umfangsfläche des Werkzeugs und die Spitze wirksam gekühlt.
Weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung und der angehängten Ansprüche, die auf die folgenden Abbildungen Bezug nehmen.
1A, die eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt, ist eine schematische, erläuternde Ansicht, die ein sich nicht drehendes Werkstück zeigt, das durch ein zylindrisches drehenden Werkzeug spanend bearbeitet wird;
1B bis 6 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung, wobei
1B eine schematische, erläuternde Ansicht ist, die ein sich drehendes Werkstück zeigt, das durch ein zylindrisches drehendes Werkzeug bearbeitet wird;
2 eine perspektivische Ansicht des zylindrischen drehenden Werkzeugs ist;
3 eine transparente perspektivische Ansicht des zylindrischen drehenden Werkzeugs ist;
4 eine längs der Linie IV in 3 aufgenommene vergrößerte Querschnittsansicht ist;
5 eine längs der Linie V-V in 4 aufgenommene Querschnittsansicht ist und
6 eine 2 entsprechende perspektivische Ansicht eines zylindrischen drehenden Werkzeugs gemäß einer beispielhaften Variante der zweiten Ausführungsform ist;
7 bis 9 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung, wobei
7 eine 2 entsprechende perspektivische Ansicht eines zylindrischen drehenden Werkzeugs ist;
8 eine 3 entsprechende perspektivische Ansicht des zylindrischen drehenden Werkzeugs ist und
9 eine vergrößerte Ansicht ist, die das Werkstück, das durch das zylindrische drehende Werkzeug bearbeitet wird, zeigt;
10 ist eine vergrößerte Ansicht, die das Werkstück, das durch ein zylindrisches drehendes Werkzeug gemäß einer beispielhaften Variante der dritten Ausführungsform bearbeitet wird, zeigt;
11 ist eine Ansicht in Richtung der Pfeile an der Linie XI-XI in 10.
In den Abbildungen geben gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile an.
Das erfindungsgemäße zylindrische drehende Werkzeug mit innerem Fluiddurchgang umfasst einen Abschnitt mit größerem Durchmesser, in dem wenigstens ein innerer Fluiddurchgang ausgebildet ist, um das Strömen von Kühlmittel zu ermöglichen, einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser, der vor dem Abschnitt mit größerem Durchmesser vorgesehen ist, und eine Spitze, die an der Vorderseite des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser angebracht ist. Das Werkzeug besitzt eine um eine Mittelachsenlinie zentrierte zylindrische Form. Bei Betrachtung von hinten in Richtung der Mittelachsenlinie des Werkzeugs schneidet ein Innenumfang eines Auslasses des inneren Fluiddurchgangs einen Außenumfang des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser.
Am Ort des Auslasses ist eine Nut an einer äußeren Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser ausgebildet. Die Nut besitzt einen geneigten Abschnitt, der an der Vorderseite des Auslasses vorgesehen ist. Der geneigte Abschnitt ist schräg ausgebildet, derart, dass der Abstand von der Mittelachsenlinie zum geneigten Abschnitt weiter vorn am Abschnitt mit kleinerem Durchmesser größer ist als der Abstand von der Mittelachsenlinie zum geneigten Abschnitt an einer Position, die am gesamten Umfang des Auslasses der Mittelachsenlinie am nächsten ist. Der geneigte Abschnitt lenkt einen Teilstrom (ein weiter unten beschriebenes Nebenkühlmittel) des Kühlmittels, das aus dem Auslass nach vorn herausströmt, in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser nach außen.
Dementsprechend strömt das vom Auslass des inneren Fluiddurchgangs nach vorn ausgestoßene Kühlmittel unter Ausbreitung wie ein gebogener Fächer (d. h. wie ein gekrümmter Streifen, der sich, wenn er mit seinem Vorwärtsströmen am Werkzeug immer stärker ausbreitet), ohne in radialer Richtung nach außen zu streuen, über die äußere Umfangsfläche des Werkzeugs und wird der Spitze zugeführt. Folglich wird die Aufgabe, die äußere Umfangsfläche des Werkzeugs und die Spitze zu kühlen, wirksam gelöst.
Das erfindungsgemäße zylindrische drehende Werkzeug ist ein Werkzeug, das, anders als ein Werkzeug, das ausschließlich in einem Bearbeitungszentrum verwendet wird, auch an einer Werkzeugmaschine wie etwa einem mehrachsigen Drehzentrum, einer Drehmaschine und einem Drehzentrum verwendet wird.
Mit Bezug auf die 1A bis 11 werden nun Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. 1A zeigt eine erste Ausführungsform, während die 1B bis 6 eine zweite Ausführungsform zeigen und die 7 bis 11 eine dritte Ausführungsform zeigen.
(Erste Ausführungsform)
1A ist eine schematische, erläuternde Ansicht, die ein sich nicht drehendes Werkstück zeigt, das durch ein zylindrisches drehendes Werkzeug spanend bearbeitet wird.
In 1A ist eine Werkzeugmaschine 1 gemäß der ersten Ausführungsform ein Bearbeitungszentrum. Ein Spindelkopf der Werkzeugmaschine 1 unterstützt eine Hauptspindel 2 drehbar. Das (im Folgenden als ”Werkzeug” bezeichnete) zylindrische drehende Werkzeug 3 besitzt einen (im Folgenden als ”Fluiddurchgang” bezeichneten) inneren Fluiddurchgang 4. Die erste Ausführungsform versorgt einen Fall, in dem das Werkzeug 3 ein Stirnfräser, also ein zylindrisches drehendes Werkzeug, ist.
Das Werkzeug 3 ist an einem Werkzeughalter 5 aufgespannt, der lösbar an der Hauptspindel 2 angebracht ist. Die Bewegung der Hauptspindel 2 in Bezug auf ein Werkstück 7 auf einem Tisch 6 wird längs dreier zueinander senkrechter Achsen (einer X-, einer Y- und einer X-Achse) gesteuert. Das auf dem Tisch 6 eingespannte Werkstück 7 wird dann durch Drehen des Werkzeugs 3, wie durch einen Pfeil B angegeben ist, spanend bearbeitet.
Hier wird beim Werkzeug 3 (und bei den unten beschriebenen zylindrischen drehenden Werkzeugen 3a, 3b, 3c, 3d) die Richtung und die Gegenrichtung der Hauptspindel 2 als rückwärts bzw. vorwärts bezeichnet.
Das Werkzeug 3 weist einen Abschnitt mit größerem Durchmesser 20, einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21 und eine Spitze 28 auf und besitzt eine um eine Mittelachsenlinie CL zentrierte zylindrische Form. Um das Strömen des Kühlmittels L zu ermöglichen, ist im Inneren des Abschnitts mit größerem Durchmesser 20 parallel zur Mittelachsenlinie CL wenigstens ein Fluiddurchgang 4 ausgebildet (in dieser Ausführungsform sind 3 Fluiddurchgänge ausgebildet). Das Kühlmittel L kann in beispielhaften Varianten verdunstendes Schneidöl oder Kühlluft anstelle von flüssigem Schneidöl sein.
Der Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21 ist vor dem Abschnitt mit größerem Durchmesser 20 vorgesehen. Die Spitze 28 ist an der Vorderseite des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 angebracht. Bei Betrachtung von hinten in Richtung der Mittelachsenlinie CL schneidet ein Innenumfang eines Auslasses 23 des Fluiddurchgangs 4 einen Außenumfang 24 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 (5).
Am Ort des Auslasses 23 ist eine Nut 25 an der äußeren Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 ausgebildet. Die Nut 25 besitzt einen geneigten Abschnitt 30, der an der Vorderseite des Auslasses 23 vorgesehen ist. Der geneigte Abschnitt 30 ist schräg ausgebildet, derart, dass der Abstand von der Mittelachsenlinie CL zum geneigten Abschnitt 30 weiter vorn am Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21 größer wird als der Abstand von der Mittelachsenlinie CL zum geneigten Abschnitt 30 an einer Position P1 (2), die am gesamten Umfang des Auslasses 23 der Mittelachsenlinie CL am nächsten ist. Der geneigte Abschnitt 30 lenkt einen Teilstrom (Strom des weiter unten beschriebenen Nebenkühlmittels L1) des aus dem Auslass 23 nach vorn herausströmenden Kühlmittels L in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 nach außen.
Dementsprechend strömt das vom Auslass 23 des Fluiddurchgangs 4 nach vorn ausgestoßene Kühlmittel (Nebenkühlmittel L1 als Teil des Kühlmittels L) unter Ausbreitung wie ein gebogener Fächer, ohne in radialer Richtung nach außen zu streuen, über die äußere Umfangsfläche des Werkzeugs 3 und wird der Spitze 28 zugeführt.
Bei der vorliegenden Erfindung bezieht sich die ”Art und Weise eines gebogenen Fächers” auf die Art und Weise, in der sich ein Streifen bildet, der sich mit seinem Vorwärtsströmen am Werkzeug 3 (oder an den weiter unten beschriebenen Werkzeugen 3a, 3b, 3c und 3d) immer stärker ausbreitet bzw. ausdehnt.
Daher werden die äußere Umfangsfläche des Werkzeugs 3 und die Spitze 28 wirksam gekühlt. Da es ausreicht, die Nut 25 an der äußeren Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 auszubilden, erübrigt sich das Anbringen einer separaten Komponente wie etwa der nach der Technik des japanischen veröffentlichten Patents JP 7-051982-A verwendeten Kühlmitteldüse oder dergleichen am Werkzeug. Deswegen besteht keine Gefahr, dass die separate Komponente des Werkzeugs eine physische Behinderung verursacht. Da das Kühlmittel L in ausreichender Strömungsmenge zur Spitze 28 geführt wird, wird durch jenes eine wirksame Kühl- und Schmierleistung erzielt.
Gemäß der Erfindung wird das Kühlmittel L, das aus dem Auslass 23 des Fluiddurchgangs 4 nach vorn herausströmt, durch den geneigten Abschnitt 30 in das Hauptkühlmittel L2 und das Nebenkühlmittel L1 unterteilt. Obwohl das Hauptkühlmittel L2 und das Nebenkühlmittel L1 im Fluiddurchgang 4 insgesamt ein einziger Strom sind, werden sie nach ihrem Ausströmen aus dem Auslass 23 infolge des Vorhandenseins des geneigten Abschnitts 30 in verschiedene Ströme unterteilt.
Das Hauptkühlmittel L2 ist ein Anteil, der an äußerer Position in radialer Richtung des Werkzeugs 3 (d. h. von der Mittelachsenlinie CL weiter weg) in größerer Menge strömt. Das Hauptkühlmittel L2 strömt im Wesentlichen parallel zur Mittelachsenlinie CL in Richtung zur Spitze 28.
Das Nebenkühlmittel L1 ist ein Anteil, der an innerer Position in radialer Richtung des Werkzeugs 3 (d. h. näher zur Mittelachsenlinie CL) in kleinerer Menge strömt und durch den geneigten Abschnitt 30 so gelenkt wird, dass es seine Strömungsrichtung verändert.
Das Nebenkühlmittel L1 des Kühlmittels L, das vom Auslass 23 nach vorn ausgestoßen wird, wird durch den geneigten Abschnitt 30 so gelenkt, dass es an diesem entlang strömt. Da das außerhalb des Nebenkühlmittels L1 strömende Hauptkühlmittel L2 abseits des geneigten Abschnitts 30 strömt, strömt es im Wesentlichen geradeaus, ohne durch den geneigten Abschnitt 30 beeinflusst zu werden.
Das Nebenkühlmittel L1 wird durch den geneigten Abschnitt 30 so gelenkt, dass es seine Strömungsrichtung in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 nach außen verändert und auf das Hauptkühlmittel L2 auftrifft. Jedoch wirkt das Hauptkühlmittel L2 mit der größeren Strömungsmenge (d. h. Impuls und kinetische Energie) auf das Nebenkühlmittel L1 mit der kleineren Strömungsmenge (d. h. der Impuls und kinetische Energie) wie eine Wand.
Folglich trifft das Nebenkühlmittel L1 auf das Hauptkühlmittel L2 auf und prallt zurück. Das Nebenkühlmittel L1 strömt dann unter Ausbreitung in seitlicher Richtung wie ein gebogener Fächer, ohne in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 weiter nach außen zu streuen, über die äußere Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und wird der Spitze 28 zugeführt. Dementsprechend kontaktiert und kühlt eine breite, gebogene und fächerartige Fläche des Nebenkühlmittels L1 die äußere Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und die Spitze 28.
Andererseits verändert das vom Auslass 23 nach vorn ausgestoßene Kühlmittel L2 durch sein Zusammentreffen mit dem Nebenkühlmittel L1 geringfügig seine Strömungsrichtung. Jedoch ist die Strömungsmenge (Impuls und kinetische Energie) des Hauptkühlmittels L2 größer als die Strömungsmenge (Impuls und kinetische Energie) des Nebenkühlmittels L1.
Daher strömt das Hauptkühlmittel L2 längs der äußeren Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 nach vorn, ohne die Strömungsrichtung wesentlich zu verändern.
Als Nächstes wird der Vorgang des Bearbeitens des Werkstücks 7 unter Verwendung des Werkzeugs 3 beschrieben.
Zuerst wird das Werkzeug 3 am Werkzeughalter 5 befestigt, worauf der Letztere an der Hauptspindel 2 aufgespannt wird. Um das Werkzeug 3 gemeinsam mit dem Halter 5 zu drehen, wird die Hauptspindel 2 rotatorisch angetrieben. Das Werkstück 7 ist in nicht drehendem Zustand auf dem Tisch 6 angeordnet.
Zuvor ist eine Vorrichtung zum Zuführen des Kühlmittels L, die nun das Kühlmittel L dem Fluiddurchgang 4 des Werkzeugs 3 über die Hauptspindel 2 und den Halter 5 zuführt, in einen Betriebszustand versetzt worden. In diesem Zustand wird die Hauptspindel 2 in den Richtungen der drei zueinander senkrechten Achsen (der X-, der Y- und der Z-Achse) in Bezug auf das Werkstück 7 bewegt. Das Werkstück 7 wird dann durch das drehende Werkzeug 3 spanend bearbeitet.
Während der spanenden Bearbeitung strömt das Kühlmittel L durch jeden der drei im Abschnitt mit größerem Durchmesser 20 gebildeten inneren Fluiddurchgänge 4 und aus jedem Auslass 23 heraus. Das vom Auslass 23 nach vorn ausgestoßene Kühlmittel L wird infolge des Vorhandenseins des geneigten Abschnitts 30 der Nut 25 in das Hauptkühlmittel L2 und das Nebenkühlmittel L1 unterteilt.
Da das Hauptkühlmittel L2 mit der größeren Strömungsmenge an äußerer Position in radialer Richtung des Werkzeugs 3 durch den geneigten Abschnitt 30 nicht beeinflusst wird, strömt es im Wesentlichen parallel zur Mittelachsenlinie CL in Richtung zur Spitze 28.
Im Gegensatz dazu wird das Nebenkühlmittel L1 mit der kleineren Strömungsmenge an innerer Position in radialer Richtung des Werkzeugs 3 durch den geneigten Abschnitt 30 so gelenkt, dass es seine Strömungsrichtung in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmessers 21 nach außen verändert. Mit anderen Worten, der geneigte Abschnitt 30, der ähnlich wie eine Sprungschanze wirkt, stößt das Nebenkühlmittel L1 vom Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21 nach außen aus.
Das nach außen ausgestoßene Nebenkühlmittel L1 trifft auf das unmittelbar außerhalb davon in größerer Strömungsmenge strömende Hauptkühlmittel L2 auf. Da das Hauptkühlmittel L2 jedoch eine größere Strömungsmenge besitzt als das Nebenkühlmittel L1, ist sein Impuls und kinetische Energie ebenfalls größer. Folglich drängt das Hauptkühlmittel L2, das wie eine den Fluss des Nebenkühlmittels L1 blockierende Wand wirkt, das Nebenkühlmittel L1 zurück.
Das auf das Hauptkühlmittel L2 aufgetroffene und durch dieses zurückgedrängte Nebenkühlmittel L1 breitet sich wie ein gebogener Fächer, ohne in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 weiter nach außen zu streuen, längs der äußeren Umfangsfläche dieses Abschnitts aus.
Wie beschrieben worden ist, strömt das Nebenkühlmittel L1 unter Ausbreitung wie ein gebogener Fächer über die äußere Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und wird der Spitze 28 zugeführt. Das aus dem Auslass 23 ausgeströmte Hauptkühlmittel L2 strömt ebenfalls über die äußere Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und wird der Spitze 28 zugeführt.
Folglich werden die äußere Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und die Spitze 28 durch das Nebenkühlmittel L1 und das Hauptkühlmittel L2 gekühlt. Am Werkzeug 3 sind drei Auslässe 23 ausgebildet, wobei das Kühlmittel aus jedem Auslass 23 herausströmt. Dementsprechend werden der äußeren Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und der Spitze 28 drei Ströme des Nebenkühlmittels L1 gleichmäßig und ausreichend zugeführt. Daher werden die gesamte äußere Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und die gesamte Spitze 28 wirksam und gleichmäßig gekühlt.
(Zweite Ausführungsform)
1B ist eine schematische, erläuternde Ansicht, die ein sich drehendes Werkstück 7a zeigt, das durch ein (im Folgenden als ”Werkzeug” bezeichnetes) zylindrisches drehendes Werkzeug 3a oder 3b bearbeitet wird. Die 2 und 3 sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine transparente perspektivische Ansicht des Werkzeugs 3a, 4 ist eine längs der Linie IV in 3 aufgenommene vergrößerte Querschnittsansicht, und 5 ist eine längs der Linie V-V in 4 aufgenommene Querschnittsansicht.
Wie in 1B gezeigt ist, bearbeitet eine Werkzeugmaschine 1a, die das Werkzeug 3a (oder 3b) dreht, wie durch den Pfeil B angegeben ist, ein sich drehendes Werkstück 7a, wie durch den Pfeil C angegeben ist. Die Werkzeugmaschine 1a ist ein mehrachsiges Drehzentrum mit einer Drehmaschine als Grundstruktur. Neben einem Spindelstock 8, der das Werkstück 7a drehbar unterstützt, besitzt die Werkzeugmaschine 1a die Hauptspindel 2, die sich dreht und dabei das Werkzeug 3a oder 3b unterstützt.
Das Werkstück 7a wird durch ein Spannfutter 9, das durch den Spindelstock 8 rotatorisch angetrieben wird, ergriffen und gedreht. Ein Endabschnitt 11 des Werkstücks 7a wird durch eine Drehmaschinenspitze 10 frei drehbar unterstützt. Die Bewegung der Hauptspindel 2 wird in der zur Mittelachsenlinie CL1 des Spindelstocks 8 parallelen Z-Achsenrichtung bzw. in der zur Z-Achsenrichtung senkrechten Y-Achsenrichtung gesteuert.
Während der Bearbeitung wird die Hauptspindel 2 angetrieben, um das Werkzeug 3a oder 3b zu drehen, und der Spindelstock 8 angetrieben, um das Werkstück 7a zu drehen. Die Bewegung der Hauptspindel 2 wird dann in den Richtungen der zwei zueinander senkrechten Achsen (den Richtungen der Z-Achse und der Y-Achse) gesteuert.
In dieser Weise wird das Werkstück 7a durch das Werkzeug 3a oder 3b bearbeitet. Durch Zuführen des Kühlmittels L werden die Werkzeuge 3a und 3b gekühlt.
Wie in den 1B bis 5 gezeigt ist, umfasst das Werkzeug 3a den Abschnitt mit größerem Durchmesser 20, den Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21 und eine Spitze 22 und besitzt eine um eine Mittelachsenlinie CL zentrierte zylindrische Form. Im Abschnitt mit größerem Durchmesser 20 ist parallel zur Mittelachsenlinie CL wenigstens ein Fluiddurchgang 4 ausgebildet (in dieser Ausführungsform sind drei Fluiddurchgänge ausgebildet), um das Strömen des Kühlmittels L zu ermöglichen.
Der Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21 ist vor dem Abschnitt mit größerem Durchmesser 20 vorgesehen. Die Spitze 22 ist an der Vorderseite des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 angebracht. Bei Betrachtung von hinten in Richtung der Mittelachsenlinie CL schneidet der Innenumfang des Auslasses 23 des Fluiddurchgangs 4 den Außenumfang 24 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 (5).
Bei Betrachtung von hinten in Richtung der Mittelachsenlinie CL ist der gesamte Querschnitt des Fluiddurchgangs 4 am Auslass 23 nach vorn offen. Am Auslass 23 ist eine vorgegebene Position P1 an der inneren Umfangsfläche der zur Mittelachsenlinie CL nächste Punkt.
Am Ort des Auslasses 23 ist die Nut 25 an der äußeren Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 ausgebildet. Die Nut 25 besitzt den geneigten Abschnitt 30, der an der Vorderseite des Auslasses 23 vorgesehen ist. Der geneigte Abschnitt 30 ist schräg ausgebildet, derart, dass der Abstand von der Mittelachsenlinie CL zum geneigten Abschnitt 30 nach vorne am Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21 größer wird als der Abstand von der Mittelachsenlinie CL zum geneigten Abschnitt 30 an einer Position P1, die am gesamten Umfang des Auslasses 23 der Mittelachsenlinie CL am nächsten ist. Der geneigte Abschnitt 30 lenkt einen Teilstrom (Strom des Nebenkühlmittels L1) des aus dem Auslass 23 nach vorn herausströmenden Kühlmittels L in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 nach außen.
Daher strömt das vom Auslass 23 des Fluiddurchgangs 4 nach vorn ausgestoßene Kühlmittel (das Nebenkühlmittel L1 als Teil des Kühlmittels L) unter Ausbreitung wie ein gebogener Fächer, ohne in radialer Richtung nach außen zu streuen, über die äußere Umfangsfläche 26 des Werkzeugs (des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 des Werkzeugs 3a) und wird der Spitze 22 zugeführt. Dementsprechend werden die äußere Umfangsfläche 26 des Werkzeugs (des Abschnitts mit kleinerem Durchmessers 21 des Werkzeugs 3a) und die Spitze 22 wirksam gekühlt.
Da es ausreicht, die Nut 25 an der äußeren Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 auszubilden, erübrigt sich das Anbringen einer separaten Komponente wie etwa der nach der Technik des japanischen veröffentlichten Patents JP 7-051982-A verwendeten Kühlmitteldüse oder dergleichen am Werkzeug. Folglich besteht keine Gefahr, dass die separate Komponente des Werkzeugs eine physische Behinderung verursacht. Da das Kühlmittel L in ausreichender Strömungsmenge zur Spitze 22 geführt wird, wird außerdem durch jenes eine wirksame Kühl- und Schmierleistung erzielt.
Der Abschnitt mit größerem Durchmesser 20 besitzt einen Schaft 31 und einen Flansch 32, wobei er zylindrisch gestaltet und um eine Mittelachsenlinie CL zentriert ist. Der Schaft 31, der einen größeren Durchmesser besitzt als der Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21, ist am Werkzeughalter 5 montiert.
Der Flansch 32 ist am Schaft 31 angestückt (oder als separates Teil an diesem befestigt) und wird für den Vorgang des Positionierens des Werkzeugs 3a am Werkzeughalter 5 verwendet. An einem Betätigungsabschnitt 33 des Flanschs 32 ist ein ebener Abschnitt ausgebildet, der beim Drehen des Werkzeugs 3a um die Mittelachsenlinie CL verwendet wird.
Der Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21, der am Abschnitt mit größerem Durchmesser 20 angestückt (oder als separates Teil an diesem befestigt) ist, besitzt eine zylindrische Form und ist um die Mittelachsenlinie CL zentriert. Der Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21 ist ein Hauptkörper zum Unterstützen der Spitze 22, die abnehmbar befestigt an dessen Vorderseite ist.
Der Abschnitt von der Vorderseite des Flansches 32 zum Ende des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 ist im Wesentlichen konisch. Die äußere Umfangsfläche des Abschnitts weist im Vergleich zu einem Kegel eine geringfügige Rundung auf.
Die Spitze 22 ist konzentrisch mit dem Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21 vorgesehen und mittels einer Schraube 34 an einem Montageteil an der Vorderseite von diesem befestigt. Die Spitze 22, die ringförmig ist, bearbeitet das Werkstück 7a mit einer Schneide 36 an der äußeren Umfangskante ihrer vorderen Stirnfläche 35.
Bei der Erfindung wird das aus dem Auslass 23 des Fluiddurchgangs 4 nach vorn herausströmende Kühlmittel L durch den geneigten Abschnitt 30 in das Hauptkühlmittel L2 und das Nebenkühlmittel L1 unterteilt. Obwohl das Hauptkühlmittel L2 und das Nebenkühlmittel L1 im Fluiddurchgang 4 insgesamt ein einziger Strom sind, werden sie nach ihrem Ausströmen aus dem Auslass 23 infolge des Vorhandenseins des geneigten Abschnitts 30 in verschiedene Ströme unterteilt.
Das Hauptkühlmittel L2 ist ein Anteil, der an äußerer Position in radialer Richtung des Werkzeugs 3a (d. h. von der Mittelachsenlinie CL weiter weg) in größerer Menge strömt. Das Hauptkühlmittel L2 strömt im Wesentlichen parallel zur Mittelachsenlinie CL in Richtung zur Spitze 22.
Das Nebenkühlmittel L1 ist ein Anteil, der an innerer Position in radialer Richtung des Werkzeugs 3a (d. h. näher zur Mittelachsenlinie CL) in kleinerer Menge strömt und durch den geneigten Abschnitt 30 so gelenkt wird, dass es seine Strömungsrichtung verändert.
Das Nebenkühlmittel L1 des Kühlmittels L, das aus dem Auslass 23 nach vorn herausströmt, wird durch den geneigten Abschnitt 30 so gelenkt, dass es an diesem entlang strömt. Da das außerhalb des Nebenkühlmittels L1 strömende Hauptkühlmittel L2 abseits des geneigten Abschnitts 30 strömt, strömt es im Wesentlichen geradeaus, ohne durch den geneigten Abschnitt 30 beeinflusst zu werden.
Das Nebenkühlmittel L1 wird durch den geneigten Abschnitt 30 so gelenkt, dass es die Strömungsrichtung in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 nach außen verändert und auf das Hauptkühlmittel L2 auftrifft. Jedoch wirkt das Hauptkühlmittel L2 mit der größeren Strömungsmenge (d. h. Impuls und kinetische Energie) auf das Nebenkühlmittel L1 mit der kleineren Strömungsmenge (d. h. Impuls und kinetische Energie) wie eine Wand.
Folglich trifft das Nebenkühlmittel L1 auf das Hauptkühlmittel L2 und prallt zurück. Das Nebenkühlmittel L1 strömt dann unter Ausbreitung in seitlicher Richtung wie ein gebogener Fächer, ohne in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 weiter nach außen zu streuen, über die äußere Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und wird der Spitze 22 zugeführt. Dementsprechend kontaktiert und kühlt eine breite, gebogene und fächerartige Fläche des Nebenkühlmittels L1 die äußere Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und die äußere Umfangsfläche der Spitze 22.
Andererseits verändert das vom Auslass 23 nach vorn ausgestoßene Kühlmittel L2 durch sein Zusammentreffen mit dem Nebenkühlmittel. L1 geringfügig seine Strömungsrichtung. Jedoch ist die Strömungsmenge (Impuls und kinetische Energie) des Hauptkühlmittels L2 größer als die Strömungsmenge (Impuls und kinetische Energie) des Nebenkühlmittels L1.
Daher strömt das Hauptkühlmittel L2 längs der äußeren Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und der äußeren Umfangsfläche der Spitze 22 nach vorn, ohne die Strömungsrichtung wesentlich zu verändern.
In einem Versuch hinsichtlich der vorliegenden Erfindung wurden die Form, die Größe und der Neigungswinkel θ des geneigten Abschnitts 30 des Werkzeugs 3a so abgeglichen, dass die Strömungsmengen des Nebenkühlmittels L1 und des Hauptkühlmittels L2 im Wesentlichen gleich waren. In diesem Fall wurden jedoch das Nebenkühlmittel L1 und das Hauptkühlmittel L2 vermischt und nach ihrem Zusammentreffen zu einer turbulenten Strömung in Strommitte gedreht. Folglich breitete sich das Nebenkühlmittel L1 nicht wie ein gebogener Fächer aus.
Im Gegensatz dazu wurden die Form, die Größe und der Neigungswinkel θ des geneigten Abschnitts 30 des Werkzeugs 3a so abgeglichen, dass die Strömungsmenge des Hauptkühlmittels L2 größer war als die Strömungsmenge des Nebenkühlmittels L1. In dieser Weise wurde das Nebenkühlmittel L1 nach seinem Zusammentreffen mit dem Hauptkühlmittel L2 zurückgedrängt und im Nebenkühlmittel L1 eine Wirbelströmung erzeugt. Es ist beobachtet worden, dass das Nebenkühlmittel L1 weiter über die äußere Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 strömt, sich wie ein gebogener Fächer ausbreitet und die Spitze 22 gewiss erreicht.
Der Abschnitt mit größerem Durchmesser 20 des Werkzeugs 3a gemäß dieser Ausführungsform besitzt drei darin ausgebildete innere Fluiddurchgänge 4, die gleichmäßig um 120 Grad um die Mittelachsenlinie CL beabstandet sind. Am Ort des Auslasses 23 jedes Fluiddurchgangs 4 ist die Nut 25 an der äußeren Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 ausgebildet. Jede Nut 25 besitzt eine geneigte Oberfläche (eine ebene geneigte Oberfläche 37 in dieser Ausführungsform), die den geneigten Abschnitt 30 bildet und an der Vorderseite des Auslasses 23 vorgesehen ist.
Da im Werkzeug 3a drei Fluiddurchgänge 4 gleichmäßig ausgebildet sind, strömt das Kühlmittel L jeweils von drei Auslässen 23 an der äußeren Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 nach vorn.
Jedes Nebenkühlmittel L1 des Kühlmittels L wird dann durch den geneigten Abschnitt 30 so gelenkt, dass es seine Strömungsrichtung in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 nach außen verändert und auf das Hauptkühlmittel L2 auftrifft. Das Nebenkühlmittel L1 wird dann durch das Hauptkühlmittel L2 zurückgedrängt, strömt unter Ausbreitung wie ein gebogener Fächer über die äußere Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und erreicht die Spitze 22.
Folglich wird das Nebenkühlmittel L1 der äußeren Umfangsfläche 26 und der Spitze 22 ausreichend zugeführt. Dementsprechend werden der größte Teil der gesamten äußeren Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und nahezu der gesamte Umfang der Spitze 22 durch das Nebenkühlmittel L1 wirksam gekühlt.
Da der gesamten äußeren Umfangsfläche der Spitze 22 das Kühlmittel L zugeführt wird, werden am Bearbeitungspunkt erzeugte Späne wirksam beseitigt. Insbesondere besitzen die drei Ströme des Hauptkühlmittels L2, die aus den drei Auslässen 23 herausströmen, eine große Strömungsmenge und strömen gebündelt und mit hoher Geschwindigkeit im Wesentlichen geradeaus nach vorn, weshalb die Spänebeseitigung wirksam erfolgt.
Die ebene geneigte Oberfläche 37 ist so ausgebildet, dass die oben erwähnte Position P1, die der Mittelachsenlinie CL am nächsten ist, frei liegt, nachdem die Nut 25 im rechten Winkel zur Mittelachsenlinie CL bis zu dieser Position ausgeschnitten worden ist.
Die geneigte Oberfläche 37 bildet mit der Oberfläche S1, die zur Mittelachsenlinie CL parallel ist, einen gegebenen Winkel θ (θ beträgt beispielsweise 3 bis 10 Grad). Dementsprechend liegt der gesamte Auslass 23 an der Nut 25 frei.
Die Nut 25 ist bei Betrachtung von oben im Wesentlichen dreieckig und bei Betrachtung von der Seite im Wesentlichen L-förmig. Da die Nut 25 eine sehr einfache Form besitzt, kann sie auch dann, wenn das Werkzeug 3a aus einem starren Material gefertigt ist, ohne weiteres ausgebildet werden.
Die geneigte Oberfläche 37 ist ein gleichschenkliges Dreieck mit einem vorderen Scheitelpunkt P2, wobei sich der Auslass 23 in der Mitte (Position P1) der Basis des Dreiecks öffnet. Daher wird das Nebenkühlmittel L1 des Kühlmittels L, das aus dem Auslass 23 nach vorn herausströmt, durch die geneigte Oberfläche 37 gelenkt, verändert seine Strömungsrichtung in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 nach außen und trifft auf das nach außen strömende Hauptkühlmittel L2 auf.
Das Hauptkühlmittel L2 wirkt dann auf den Strom des Nebenkühlmittels L1 wie eine Wand und drängt dieses zurück, wobei es die Strömungsrichtung von diesem so verändert, dass es nicht mehr in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 nach außen strömt.
Folglich strömt das Nebenkühlmittel L1 unter dreidimensionaler Ausbreitung wie ein gebogener Fächer vom Scheitelpunkt P2 der geneigten Oberfläche 37 und den Kanten der beiden durch den Scheitelpunkt P2 verbundenen Seiten des Dreiecks längs der zylindrischen Umfangsseite 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 nach vorn.
Es kann einen Fall geben, in dem sich das Nebenkühlmittel L1 wie ein gebogener Fächer über die äußere Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 in der Weise ausbreitet, dass sich gemeinsam mit dem Nebenkühlmittel L1 ein Teil des Hauptkühlmittels L2 ebenfalls wie ein gebogener Fächer ausbreitet, indem es die Strömungsrichtung des Nebenkühlmittels L1 verändert. Da in diesem Fall die Strömungsmenge des über die äußere Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 strömenden Kühlmittels zunimmt, werden diese und die Spitze 22 wirksamer gekühlt.
Die 1B und 2 zeigen beispielhafte Ströme des Nebenkühlmittels L1 und des Hauptkühlmittels L2, die aus einem der drei Auslässe 23 herausströmen. Hier sind die Ströme des Nebenkühlmittels L1 und des Hauptkühlmittels L2, die aus einem der drei Auslässe 23 herausströmen, gleich den Strömen von dem gezeigten der Auslässe 23.
Bei Betrachtung von hinten in Richtung der Mittelachsenlinie CL des Werkzeugs 3a schneidet der Innenumfang des Auslasses 23 (d. h. ein Teil des Querschnitts des Auslasses 23 an der Seite der Mittelachsenlinie CL) den Außenumfang 24 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 (5). Um dieses Schneiden zu erreichen, ist der Fluiddurchgang 4 nahe bei der Mittelachsenlinie CL vorgesehen. Mit anderen Worten, der Fluiddurchgang 4 ist so vorgesehen, dass die zur Mittelachsenlinie CL nächste Position P1 im Auslass 23 näher bei der Mittelachsenlinie CL liegt als der Außenumfang 24 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21. Folglich überlappt sich bei Betrachtung von hinten in Richtung der Mittelachsenlinie CL ein Teil des Auslasses 23 mit dem Außenumfang 24 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21.
Da am Ort des Auslasses 23 die Nut 25 ausgebildet ist, kann der geneigte Abschnitt 30 vor dem Auslass 23 ausgebildet sein. Der geneigte Abschnitt 30 ist schräg ausgebildet, derart, dass der Abstand von der Mittelachsenlinie CL zum geneigten Abschnitt 30 weiter vorn am Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21 zunimmt verglichen zu dem Abstand von der Mittelachsenlinie CL zum geneigten Abschnitt an einer Position P1, die am gesamten Umfang des Auslasses 23 der Mittelachsenlinie CL am nächsten ist.
Daher wird das Kühlmittel L, das aus dem Auslass 23 nach vorn herausströmt, in das Nebenkühlmittel L1, dessen Strömungsrichtung durch den geneigten Abschnitt 30 verändert wird, und in das Hauptkühlmittel L2, das außerhalb des Nebenkühlmittels L1 strömt und somit nicht durch den geneigten Abschnitt 30 beeinflusst wird, unterteilt.
6 ist eine 2 entsprechende perspektivische Ansicht des Werkzeugs 3b gemäß einer beispielhaften Variante der zweiten Ausführungsform.
Das in 6 gezeigte Werkzeug 3b besitzt eine um die Mittelachsenlinie CL zentrierte zylindrische Form. Das Werkzeug 3b umfasst den Abschnitt mit größerem Durchmesser 20, in dem wenigstens ein Fluiddurchgang 4 ausgebildet ist (in diesem Fall drei Fluiddurchgänge 4 ausgebildet sind), um das Strömen des Kühlmittels L zu ermöglichen, den Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21, der vor dem Abschnitt mit größerem Durchmesser 20 vorgesehen ist, und die Spitze 22, die an der Vorderseite des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 angebracht ist. Bei Betrachtung von hinten in Richtung der Mittelachsenlinie CL schneidet der Innenumfang des Auslasses 23 des Fluiddurchgangs 4 den Außenumfang 24 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 (5).
Am Ort des Auslasses 23 ist die Nut 25a an der äußeren Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 ausgebildet. Die Nut 25a besitzt einen nutartigen geneigten Abschnitt 30a, der an der Vorderseite des Auslasses 23 vorgesehen ist.
Der geneigte Abschnitt 30a ist schräg ausgebildet, derart, dass der Abstand von der Mittelachsenlinie CL zum geneigten Abschnitt 30a weiter vorn am Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21 größer ist als der Abstand von der Mittelachsenlinie CL zum geneigten Abschnitt 30a an der Position P1, die am gesamten Umfang des Auslasses 23 der Mittelachsenlinie CL am nächsten ist. Der geneigte Abschnitt 30a lenkt einen Teilstrom (Strom des Nebenkühlmittels L1) des aus dem Auslass 23 nach vorn herausströmenden Kühlmittels L in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 nach außen.
Das vom Auslass 23 des Fluiddurchgangs 4 nach vorn ausgestoßene Kühlmittel L wird durch den geneigten Abschnitt 30a in das Hauptkühlmittel L2 und das Nebenkühlmittel L1 unterteilt. Das Hauptkühlmittel L2 ist ein Anteil, der an äußerer Position in radialer Richtung des Werkzeugs 3b in größerer Menge strömt. Das Nebenkühlmittel L1 ist ein durch den geneigten Abschnitt 30a gelenkter Anteil, der an innerer Position in radialer Richtung des Werkzeugs 3b in kleinerer Menge strömt.
Das Hauptkühlmittel L2 strömt im Wesentlichen parallel zur Mittelachsenlinie CL in Richtung zur Spitze 22. Das Nebenkühlmittel L1 wird durch den geneigten Abschnitt 30a so gelenkt, dass es seine Strömungsrichtung in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 nach außen verändert und auf das Hauptkühlmittel L2 auftrifft.
Das Nebenkühlmittel L1 wird dann durch das Hauptkühlmittel L2, das wie eine Wand wirkt, zurückgedrängt. Das zurückgedrängte Nebenkühlmittel L1 strömt unter Ausbreitung wie ein gebogener Fächer, ohne in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 nach außen zu streuen, über die äußere Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und wird der Spitze 22 zugeführt. Daher wird die gleiche operative Wirkung wie bei der obigen Ausführungsform erzielt.
Der Abschnitt mit größerem Durchmesser 20 besitzt drei darin ausgebildeten Fluiddurchgänge 4, die um die Mittelachsenlinie CL zentriert in Umfangsrichtung gleichmäßig angeordnet sind. Am Ort des Auslasses 23 jedes Fluiddurchgangs 4 ist die Nut 25a an der äußeren Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 ausgebildet. Die Nut 25a besitzt eine geneigte Oberfläche 37a, die den geneigten Abschnitt 30a bildet, und ist an der Vorderseite des Auslasses 23 vorgesehen. Die geneigte Oberfläche 37a ist in einer nutähnlichen Form mit einem U-förmigen Querschnitt ausgebildet.
Das vom Auslass 23 ausgestoßene Nebenkühlmittel L1 wird von der nutartigen geneigten Oberfläche 37a umfasst bzw. bedeckt gelenkt. Daher verändert das Nebenkühlmittel L1 die Richtung nahezu der gesamten Strömungsmenge und trifft auf das Hauptkühlmittel L2 auf, ohne in die Umgebung zu streuen.
Das durch das Hauptkühlmittel L2 zurückgedrängte Nebenkühlmittel L1 strömt unter Ausbreitung wie ein gebogener Fächer, ohne in radialer Richtung nach außen zu streuen, über die äußere Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und wird der Spitze 22 zugeführt. Dementsprechend werden die äußere Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und die Spitze 22 wirksam gekühlt.
6 zeigt (wie auch 7) die Ströme des Nebenkühlmittels L1 und des Hauptkühlmittels L2, die aus einem der drei Auslässe 23 herausströmen. Es sei angemerkt, dass die Ströme des Nebenkühlmittels L1 und des Hauptkühlmittels L2, die aus den anderen zwei Auslässen 23 herausströmen, zu den Strömen von dem einen Auslass 23, der in 6 (wie auch in 7) gezeigt ist, gleich sind.
In einer weiteren beispielhaften Variante kann ein geneigter Abschnitt durch Hinzufügen einer Abdeckung oder dergleichen (nicht gezeigt) am Ort eines jeden Auslasses 23 in den Werkzeugen 3a und 3b geschaffen sein.
In einer nochmals weiteren beispielhaften Variante kann neben den drei Fluiddurchgängen 4 ein weiterer innerer Fluiddurchgang in der Mitte der Werkzeuge 3a und 3b in Richtung deren Mittelachsenlinie CL ausgebildet sein, um das Kühlmittel L durch den inneren Fluiddurchgang zu dieser Mitte zu führen. In dieser Weise werden sowohl die äußere Umfangsfläche als auch das Innere der Werkzeuge 3a und 3b durch das Kühlmittel L gekühlt. Folglich werden die äußere Umfangsfläche des Werkzeugs und die Spitze wirksamer gekühlt.
Mit Bezug auf die 1B bis 6 wird als Nächstes der Vorgang des Bearbeitens des Werkstücks 7 unter Verwendung des Werkzeugs 3a oder 3b beschrieben.
Zuerst wird das Werkzeug 3a oder 3b am Werkzeughalter 5 befestigt, worauf der Letztere an der Hauptspindel 2 aufgespannt wird. Um das Werkzeug 3a oder 3b gemeinsam mit dem Halter 5 zu drehen, wird die Hauptspindel 2 rotatorisch angetrieben. Das durch den Spindelstock 8 angetriebene und durch das Spannfutter 9 und die Drehmaschinenspitze 10 unterstützte Werkstück 7a dreht sich.
Zuvor ist eine Vorrichtung zum Zuführen des Kühlmittels L, die nun das Kühlmittel L dem Fluiddurchgang 4 des Werkzeugs 3 über die Hauptspindel 2 und den Halter 5 zuführt, in einen Betriebszustand versetzt worden. In diesem Zustand wird die Hauptspindel 2 in den Richtungen der zwei zueinander senkrechten Achsen (der Y- und der Z-Achse) in Bezug auf das Werkstück 7a bewegt. Das sich drehende Werkstück 7a wird dann durch das drehende Werkzeug 3a oder 3b bearbeitet.
Während der Bearbeitung strömt das Kühlmittel L durch jeden der drei im Abschnitt mit größerem Durchmesser 20 gebildeten inneren Fluiddurchgänge 4 und aus jedem Auslass 23 heraus. Das vom Auslass 23 nach vorn ausgestoßene Kühlmittel L wird infolge des Vorhandenseins des geneigten Abschnitts 30, 30a der Nut 25, 25a in das Hauptkühlmittel L2 und das Nebenkühlmittel L1 unterteilt.
Da das Hauptkühlmittel L2 mit der größeren Strömungsmenge an äußerer Position in radialer Richtung des Werkzeugs 3a oder 3b durch den geneigten Abschnitt 30, 30a nicht beeinflusst wird, strömt es im Wesentlichen parallel zur Mittelachsenlinie CL in Richtung zur Spitze 22.
Im Gegensatz dazu wird das Nebenkühlmittel L1 mit der kleineren Strömungsmenge an innerer Position in radialer Richtung des Werkzeugs 3a oder 3b durch den geneigten Abschnitt 30, 30a so gelenkt, dass es seine Strömungsrichtung in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmessers 21 nach außen verändert. Mit anderen Worten, der geneigte Abschnitt 30, 30a, der ähnlich wie eine Sprungschanze wirkt, stößt das Nebenkühlmittel L1 vom Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21 nach außen aus.
Das nach außen ausgestoßene Nebenkühlmittel L1 trifft auf das unmittelbar außerhalb davon in größerer Strömungsmenge strömende Hauptkühlmittel L2 auf. Da das Hauptkühlmittel L2 jedoch eine größere Strömungsmenge besitzt als das Nebenkühlmittel L1, ist sein Impuls und kinetische Energie ebenfalls größer. Folglich drängt das Hauptkühlmittel L2, das wie eine den Fluss des Nebenkühlmittels L1 blockierende Wand wirkt, das Nebenkühlmittel L1 zurück.
Das auf das Hauptkühlmittel L2 aufgetroffene und durch dieses zurückgedrängte Nebenkühlmittel L1 breitet sich wie ein gebogener Fächer, ohne in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 weiter nach außen zu streuen, längs der äußeren Umfangsfläche 26 von diesem aus.
Wie beschrieben worden ist, strömt das Nebenkühlmittel L1 unter Ausbreitung wie ein gebogener Fächer über die äußere Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und wird der Spitze 22 zugeführt. Das aus dem Auslass 23 ausgeströmte Hauptkühlmittel L2 strömt ebenfalls über die äußere Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und wird der Spitze 22 zugeführt.
Folglich werden die äußere Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und die Spitze 22 durch das Nebenkühlmittel L1 und das Hauptkühlmittel L2 gekühlt.
Da an den Werkzeugen 3a und 3b drei Auslässe 23 ausgebildet sind und das Kühlmittel L aus jedem Auslass 23 herausströmt, werden der äußeren Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und der Spitze 22 drei Ströme des Nebenkühlmittels L1 gleichmäßig und ausreichend zugeführt. Daher werden die gesamte äußere Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und die gesamte äußere Umfangsfläche der Spitze 22 wirksam und gleichmäßig gekühlt.
Wie beschrieben worden ist, bearbeitet die Werkzeugmaschine 1a das sich drehende Werkstück 7a und dreht dabei das Werkzeug 3a oder 3b, womit die Bearbeitungsgeschwindigkeit zunimmt und sich die Produktivität im Vergleich zu herkömmlichen Drehmaschinen wesentlich erhöht. Da sich die Werkzeuge 3a und 3b drehen, wird auch die Schneidkante 36 der Spitze 22 im Vergleich zu einem Werkzeug, das sich nicht dreht, ständig gekühlt. Folglich erhöht sich die Lebensdauer der Werkzeuge 3a und 3b wesentlich.
Dank der drehenden Werkzeuge 3a und 3b kann die Werkzeugmaschine 1a Werkstücke 7a, die schwer zu drehen sind, wie etwa Nickellegierungen oder wärmebeständige Legierungen bearbeiten und ist außerdem zu einer hochgenauen Bearbeitung imstande, die während des Bearbeitens Vibrationen unterdrückt. Durch Ausführen einer Steuerung zum Synchronisieren der Hauptspindel 2 mit dem Spindelstock 8 wird eine komplizierte Bearbeitung wie etwa die Bearbeitung eines Ovals möglich, womit die Bearbeitungstypen weiter gefasst sind.
Bei Verwendung der Werkzeuge 3a und 3b an der Werkzeugmaschine 1a wird auf diese anders als bei herkömmlichen Drehwerkzeugen, auf die eine Querkraft ausgeübt wird, eine Kraft in Schaftrichtung ausgeübt. Folglich ist die Steifheit der Werkzeuge 3a, 3b weitaus größer als bei herkömmlichen Drehwerkzeugen, womit ein stärkeres spanendes Bearbeiten möglich ist.
Wie beschrieben worden ist, ist es durch Verwendung der Werkzeuge 3a und 3b an der Werkzeugmaschine 1a möglich, die Grenze, die bei an einem Punkt drehenden herkömmlichen Drehwerkzeugen besteht, zu durchbrechen.
Es sei angemerkt, dass die Werkzeugmaschine 1a imstande ist, das drehende Werkstück 7a mit einem Werkzeug, das seinerseits nicht drehend durch die Hauptspindel 2 unterstützt wird, drehend zu bearbeiten.
(Dritte Ausführungsform)
Die 7 bis 11 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung. 7 ist eine 2 entsprechende perspektivische Ansicht des zylindrischen drehenden Werkzeugs 3c. 8 ist eine 3 entsprechende transparente perspektivische Ansicht des Werkzeugs 3c. 9 ist eine vergrößerte Ansicht, die das Werkstück 7, 7a zeigt, das durch das Werkzeug 3c bearbeitet wird.
Beim Werkzeug 3c sind Teilen, die jenen der Werkzeuge 3, 3a und 3b gleichen oder entsprechen, dieselben Bezugszeichen zugeordnet, wobei deren Beschreibung entfällt.
Das Werkzeug 3c ist ein drehendes Werkzeug mit einer um die Mittelachsenlinie CL zentrierten zylindrischen Form. Das Werkzeug 3c kann gedreht werden, um das sich nicht drehende Werkstück 7 (1A) sowie das sich drehende Werkstück 7a (1B) zu bearbeiten.
Das Werkzeug 3c umfasst den Abschnitt mit größerem Durchmesser 20, in dem wenigstens ein innerer Fluiddurchgang 4, 4c ausgebildet ist, um das Strömen des Kühlmittels L zu ermöglichen, den Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21, der vor dem Abschnitt mit größerem Durchmesser 20 vorgesehen ist, und eine Spitze 29, die an der Vorderseite des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 angebracht ist.
Die Spitze 29 ist ein Einsatz. Die Spitze 29 besitzt eine an der Stirnseite 39 angeordnete Spanfläche 40 und eine am Außenumfang angeordnete Freifläche 41. Der Abschnitt mit größerem Durchmesser 20 besitzt drei innere Fluiddurchgänge 4, die darin ausgebildet und die in Umfangsrichtung gleichmäßig angeordnet sind, und einen einzelnen inneren Fluiddurchgang 4c, der konzentrisch mit der Mittelachsenlinie CL in der Mitte ausgebildet ist.
Bei Betrachtung von hinten in Richtung der Mittelachsenlinie CL des Werkzeugs 3c schneidet der Innenumfang jedes Auslasses 23 der Fluiddurchgänge 4, die in Umfangsrichtung gleichmäßig vorgesehen sind, den Außenumfang 24 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 (5). Am Ort des Auslasses 23 ist die Nut 25 (oder die in 6 gezeigte Nut 25a) an der äußeren Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 ausgebildet.
Die Nut 25 besitzt den geneigten Abschnitt 30 (oder den in 6 gezeigten geneigten Abschnitt 30a), der an der Vorderseite des Auslasses 23 vorgesehen ist.
Der geneigte Abschnitt 30 ist schräg ausgebildet, derart, dass der Abstand von der Mittelachsenlinie CL zum geneigten Abschnitt 30 weiter vorn am Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21 größer ist als der Abstand von der Mittelachsenlinie CL zum geneigten Abschnitt 30 an der Position P1, die am gesamten Umfang des Auslasses 23 der Mittelachsenlinie CL am nächsten ist. Der geneigte Abschnitt 30 lenkt einen Teilstrom (Strom des Nebenkühlmittels L1) des aus dem Auslass 23 nach vorn herausströmenden Kühlmittels L in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 nach außen.
Das Kühlmittel L, das aus dem Auslass 23 des Fluiddurchgangs 4 nach vorn herausströmt, wird durch den geneigten Abschnitt 30 in das Hauptkühlmittel L2 und das Nebenkühlmittel L1 unterteilt.
Das Hauptkühlmittel L2 ist ein Anteil, der an äußerer Position in radialer Richtung des Werkzeugs 3c (d. h. von der Mittelachsenlinie CL weiter weg) in größerer Menge strömt. Das Hauptkühlmittel L2 strömt im Wesentlichen parallel zur Mittelachsenlinie CL in Richtung zur Spitze 29. Das Nebenkühlmittel L1 ist ein Anteil, der an innerer Position in radialer Richtung des Werkzeugs 3c (d. h. näher zur Mittelachsenlinie CL) in kleinerer Menge strömt und durch den geneigten Abschnitt 30 so gelenkt wird, dass es seine Strömungsrichtung verändert.
Das Nebenkühlmittel L1 des Kühlmittels L, das aus dem Auslass 23 nach vorn herausströmt, wird durch den geneigten Abschnitt 30 so gelenkt, dass es an der geneigten Oberfläche 37 (oder der in 6 gezeigten geneigten Oberfläche 37a) entlang strömt.
Da das außerhalb des Nebenkühlmittels L1 strömende Hauptkühlmittel L2 abseits des geneigten Abschnitts 30 strömt, strömt es im Wesentlichen geradeaus, ohne durch den geneigten Abschnitt 30 beeinflusst zu werden.
Das Nebenkühlmittel L1 wird durch den geneigten Abschnitt 30 so gelenkt, dass es die Strömungsrichtung in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 nach außen verändert und auf das Hauptkühlmittel L2 auftrifft. Folglich wird das Nebenkühlmittel L1 durch das Hauptkühlmittel L2 zurückgedrängt. Das Nebenkühlmittel L1 strömt dann unter Ausbreitung in seitlicher Richtung wie ein gebogener Fächer, ohne in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 weiter nach außen zu streuen, über die äußere Umfangsfläche von diesem und wird der Spitze 29 zugeführt.
Dementsprechend kontaktiert und kühlt eine breite, gebogene und fächerartige Fläche des Nebenkühlmittels L1 die äußere Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 und die Spitze 29.
Der Abschnitt mit größerem Durchmesser 20 des Werkzeugs 3c besitzt drei darin ausgebildete innere Fluiddurchgänge 4, die gleichmäßig um 120 Grad um die Mittelachsenlinie CL beabstandet sind. Am Ort des Auslasses 23 jedes Fluiddurchgangs 4 ist die Nut 25 (oder die Nut 25a) an der äußeren Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 ausgebildet.
Jede Nut 25 besitzt eine geneigte Oberfläche 37, die den geneigten Abschnitt 30 bildet und an der Vorderseite des Auslasses 23 vorgesehen ist. Die geneigte Oberfläche 37 des geneigten Abschnitts 30 ist in einer ebenen Form ausgebildet. Bei der in 6 gezeigten Nut 25a ist die geneigte Oberfläche 37a, die den geneigten Abschnitt 30a bildet, nutartig ausgebildet.
Beim Werkzeug 3c strömt das Nebenkühlmittel L1, das aus dem Auslass 23 des Fluiddurchgangs 4 nach vorn herausströmt, über die äußere Umfangsfläche des Werkzeugs 3c, breitet sich wie ein gebogener Fächer aus, ohne in der radialren Richtung nach außen zu streuen, und wird der Spitze 29 zugeführt.
Außerdem strömt das Hauptkühlmittel L2, das aus dem Auslass nach vorn herausströmt, im Wesentlichen geradeaus, ohne durch den geneigten Abschnitt 30 beeinflusst zu werden, und wird der Spitze 29 zugeführt. Dementsprechend werden die äußere Umfangsfläche 26 des Werkzeugs 3c und die Freifläche 41 der Spitze 29 wirksam gekühlt.
Die Spitze 29 mit der Spanfläche 40 besitzt wenigstens einen Spanflächenauslass 42 (zwei in dieser Ausführungsform). Der Spanflächenauslass 42 ist an der Stirnseite 39 der Spitze 29 ausgebildet, steht mit dem inneren Fluiddurchgang 4c in der Mitte des Abschnitts mit größerem Durchmesser 20 in Verbindung und mündet in radialer Richtung der Spitze 29 nach außen.
Ein am Spanflächenauslass 42 in radialer Richtung der Spitze 29 ausgestoßenes Spanflächenkühlmittel L3 wird wenigstens einem Bearbeitungspunkt 43 an der Spanfläche 40 zugeführt. Am Bearbeitungspunkt 43 werden während der Bearbeitung die Späne 44 erzeugt.
Die Spitze 29 besitzt ein Befestigungsmittel 45. Das Befestigungsmittel 45 ist in der Mitte der Stirnseite 39 der Spitze 29 vorgesehen, um diese am Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21 zu befestigen. Das Befestigungsmittel 45 besitzt mehrere (in dieser Ausführungsform zwei) Spanflächenauslässe 42, die in Umfangsrichtung um die Mittelachsenlinie CL gleichmäßig ausgebildet sind und in radialer Richtung der Spitze 29 nach außen münden.
Das Befestigungsmittel 45 besitzt einen Kopf 47, der die Stirnseite 39 der Spitze 29 druckkontaktiert, und eine Schraube 48. Die Schraube 48, die am Kopf 47 angestückt ist und von diesem vorsteht, wird in eine Schraubenmutter 49 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 eingeschraubt, um die Spitze 29 lösbar an diesem zu befestigen.
Im Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21 sowie im Befestigungsmittel 45 ist ein innerer Nebenfluiddurchgang 46 ausgebildet. Der Nebenfluiddurchgang 46 ist ein Fluiddurchgang zum Ermöglichen, dass das Spanflächenkühlmittel L3 vom Fluiddurchgang 4c in der Mitte des Abschnitts mit größerem Durchmesser 20 zum Spanflächenauslass 42 der Spitze 29 strömt.
Der Nebenfluiddurchgang 46 besitzt einen ersten Fluiddurchgang 50, der im Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21 ausgebildet ist, und wenigstens einen zweiten Fluiddurchgang 51, der im Befestigungsmittel 45 ausgebildet ist (in dieser Ausführungsform sind zwei zweite Fluiddurchgänge 51 ausgebildet).
Der erste Fluiddurchgang 50, der konzentrisch mit der Mittelachsenlinie CL des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 in der Mitte ausgebildet ist, steht mit dem Fluiddurchgang 4c in der Mitte des Abschnitts mit größerem Durchmesser 20 in Verbindung. Der zweite Fluiddurchgang 51 ist L-förmig im Befestigungsmittel 45 ausgebildet. Der zweite Fluiddurchgang 51 steht stromaufwärts mit dem ersten Fluiddurchgang 50 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser und stromabwärts mit dem Spanflächenauslass 42 in Verbindung. Die zwei zweiten Fluiddurchgänge 51 sind um die Mittelachsenlinie CL des Befestigungsmittels 45 gleichmäßig um 180 Grad beabstandet.
10 ist eine vergrößerte Ansicht, die das Werkstück 7, 7a zeigt, das durch ein zylindrisches drehendes Werkzeug 3d gemäß einer beispielhaften Variante der dritten Ausführungsform bearbeitet wird, während 11 eine Ansicht in Richtung der Pfeile an der Linie XI-XI in 10 ist.
Das in den 10 und 11 gezeigte Werkzeug 3d ist ein drehendes Werkzeug, das eine um die Mittelachsenlinie CL zentrierte zylindrische Form besitzt. Das Werkzeug 3d gleicht dem Werkzeug 3c des dritten Beispiels bis auf die Anordnung des inneren Fluiddurchgangs eines Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21d und die Spitze 29d.
Das Werkzeug 3d umfasst den Abschnitt mit größerem Durchmesser 20 (7 und 8), in dem die Fluiddurchgänge 4 und 4c ausgebildet sind, einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21d, der vor dem Abschnitt mit größerem Durchmesser 20 vorgesehen ist, und eine Spitze 29d, die an der Vorderseite des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21d angebracht ist.
Die Spitze 29d, die ein Einsatz ist, besitzt eine an einer Stirnseite 39d angeordnete Spanfläche 40d und eine am Außenumfang angeordnete Freifläche 41d. Beim Werkzeug 3d besitzt die Spitze 29d selbst wenigstens einen darin ausgebildeten Spanflächenauslass 42d. Die Spitze 29d ist mit einem Befestigungsmittel (beispielsweise einem einfachen Bolzen) 45d am Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21d befestigt.
Bei Betrachtung von hinten in Richtung der Mittelachsenlinie CL des Werkzeugs 3d schneidet der Innenumfang jedes Auslasses 23 der drei Fluiddurchgänge 4, die in Umfangsrichtung gleichmäßig vorgesehen sind, den Außenumfang 24 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21d (5). Am Ort des Auslasses 23 ist die Nut 25 (oder die in 6 gezeigte Nut 25a) an der äußeren Umfangsfläche des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21d ausgebildet.
Die Nut 25 besitzt den geneigten Abschnitt 30 (oder den in 6 gezeigten geneigten Abschnitt 30a), der an der Vorderseite des Auslasses 23 vorgesehen ist. Der geneigte Abschnitt 30 ist schräg ausgebildet, derart, dass der Abstand von der Mittelachsenlinie CL zum geneigten Abschnitt 30 weiter vorn am Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21d größer ist als der Abstand von der Mittelachsenlinie CL zum geneigten Abschnitt 30 an der Position P1, die am gesamten Umfang des Auslasses 23 der Mittelachsenlinie CL am nächsten ist. Der geneigte Abschnitt 30 lenkt einen Teilstrom (Strom des Nebenkühlmittels L1) des vom Auslass 23 nach vorn herausströmenden Kühlmittels L in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21d nach außen.
Das Kühlmittel L, das aus dem Auslass 23 des Fluiddurchgangs 4 nach vorn herausströmt, wird durch den geneigten Abschnitt 30 in das Hauptkühlmittel L2 und das Nebenkühlmittel L1 unterteilt. Das Verhalten und die Wirkung des Hauptkühlmittels L2 und des Nebenkühlmittels L1 sind dieselben wie bei der dritten Ausführungsform. Folglich werden die äußere Umfangsfläche des Werkzeugs 3d und die Freifläche 41d der Spitze 29d wirksam gekühlt.
Die Spitze 29d mit der Spanfläche 40d besitzt wenigstens einen Spanflächenauslass 42d (vier in dieser Ausführungsform). Der Spanflächenauslass 42d ist an der Stirnseite 39d der Spitze 29d ausgebildet, steht mit dem Fluiddurchgang 4c in der Mitte des Abschnitts mit größerem Durchmesser 20 in Verbindung und mündet in radialer Richtung der Spitze 29d nach außen.
Das am Auslass 42d in radialer Richtung der Spitze 29d nach außen ausgestoßene Spanflächenkühlmittel L3 wird wenigstens dem Bearbeitungspunkt 43 an der Spanfläche 40d zugeführt. Am Bearbeitungspunkt 43 werden während der Bearbeitung die Späne 44 erzeugt.
Die Spitze 29d besitzt ein Befestigungsmittel 45d. Das Befestigungsmittel 45d ist in der Mitte der Stirnseite 39d der Spitze 29d vorgesehen, um diese am Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21d zu befestigen.
Die Spitze 29d besitzt mehrere (in dieser Ausführungsform vier) Auslässe 42d, die in Umfangsrichtung um die Mittelachsenlinie CL gleichmäßig ausgebildet sind und in radialer Richtung der Spitze 29d nach außen münden, und mehrere (in dieser Ausführungsform vier) Nuten 52, die radial ausgebildet sind und mit den Auslässen 42d in Verbindung stehen. Die Nuten 52 der Spitze 29d sind Nuten zum Lenken des von den Auslässen 42d der Spanfläche 40d ausgestoßenen Spanflächenkühlmittels L3.
Das Befestigungsmittel 45d besitzt einen Kopf 47d, der die Spitze 29d druckkontaktiert, und eine damit einheitlich ausgebildete Schraube 48d, die die Spitze 29d am Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21d befestigt.
Im Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21d sowie in der Spitze 29d ist ein innerer Nebenfluiddurchgang 46d ausgebildet. Der Nebenfluiddurchgang 46d ist ein innere Fluiddurchgang zum Ermöglichen, dass das Spanflächenkühlmittel L3 vom Fluiddurchgang 4c in der Mitte des Abschnitts mit größerem Durchmesser 20 zum Auslass 42d der Spitze 29d strömt. Der Nebenfluiddurchgang 46d besitzt einen ersten Fluiddurchgang 50d, der im Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21d ausgebildet ist, und einen zweiten Fluiddurchgang 51d, der in der Spitze 29d ausgebildet ist.
Der erste Fluiddurchgang 50d, der konzentrisch mit der Mittelachsenlinie CL des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21d in der Mitte ausgebildet ist, steht mit dem Fluiddurchgang 4c in der Mitte des Abschnitts mit größerem Durchmesser 20 in Verbindung. Der zweite Fluiddurchgang 51d, der in der Spitze 29d ausgebildet ist, steht stromaufwärts mit dem ersten Fluiddurchgang 50d des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser in Verbindung und stromabwärts mit dem Auslass 42d in Verbindung.
Als Nächstes wird der Vorgang des Bearbeitens des Werkstücks 7, 7a unter Verwendung des Werkzeugs 3c oder 3d beschrieben.
Die Hauptspindel 2 wird rotatorisch angetrieben, um das Werkzeug 3c oder 3d gemeinsam mit Werkzeughalter 5 zu drehen. Über die Hauptspindel 2 und den Halter 5 wird das Kühlmittel L den Fluiddurchgängen 4 und 4c des Werkzeugs 3c oder 3d zugeführt.
Das Werkstück 7, 7a wird durch das drehende Werkzeug 3c oder 3d bearbeitet. Während der Bearbeitung strömt das Kühlmittel L durch jeden der drei im Abschnitt mit größerem Durchmesser 20 ausgebildeten Fluiddurchgänge 4 und aus jedem Auslass 23 nach vorn heraus. Folglich werden die äußere Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 oder 21d und die Freifläche 41 oder 41d der Spitze 29 oder 29d durch das Hauptkühlmittel L2 und das Nebenkühlmittel L1 gekühlt.
Während der Bearbeitung am Werkzeug 3c strömt das Kühlmittel L durch den Fluiddurchgang 4c in der Mitte des Abschnitts mit größerem Durchmesser 20 und den ersten Fluiddurchgang 50 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 nach vorn. Anschließend, nachdem das Kühlmittel L auf die zwei zweiten Fluiddurchgänge 51 des Befestigungsmittels 45 aufgeteilt worden ist, schlägt es einen im Wesentlichen rechten Winkel ein und strömt an den zwei Spanflächenauslässen 42 in radialer Richtung der Spitze 29 nach außen heraus.
Das von jedem der zwei Auslässe 42 ausgestoßene Spanflächenkühlmittel L3 wird dem jeweiligen Bearbeitungspunkt 43 an der Spanfläche 40 zugeführt und trifft auf die Grenzfläche zwischen den am Bearbeitungspunkt 43 erzeugten Spänen 44 und der Spanfläche 40 auf.
Da sich das Werkzeug 3c dreht, verursacht seine Zentrifugalkraft ein hartes Auftreffen des Spanflächenkühlmittels L3 auf die Grenzfläche. Hierbei wird, während das Werkzeug 3c eine Umdrehung ausführt, das Spanflächenkühlmittel L3 dem Bearbeitungspunkt 43 zweimal zugeführt. Folglich wird die Spanfläche 40, an der die Späne 44 die Spitze 29 kontaktieren, geschmiert und gekühlt.
Zum anderen strömt während der Bearbeitung das Kühlmittel L durch den Fluiddurchgang 4c in der Mitte des Abschnitts mit größerem Durchmesser 20 und den ersten Fluiddurchgang 50d des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21 im Werkzeug 3d nach vorn. Anschließend, nachdem das Kühlmittel L durch den zweiten Fluiddurchgang 51d der Spitze 29d nach vorn geströmt ist, auf den Kopf 47d des Befestigungsmittels 45d aufgetroffen ist und einen im Wesentlichen rechten Winkel eingeschlagen hat, strömt es in radialer Richtung der Spitze 29d durch die Nuten 52 aus den vier Auslässen 42d nach außen heraus.
Das so von jedem der vier Auslässe 42d ausgestoßene Spanflächenkühlmittel L3 strömt durch die jeweilige Nut 52, wird dem jeweiligen Bearbeitungspunkt 43 an der Spanfläche 40d zugeführt und trifft auf die Grenzfläche zwischen den am Bearbeitungspunkt 43 erzeugten Spänen 44 und der Spanfläche 40d auf.
Da sich das Werkzeug 3d dreht, verursacht seine Zentrifugalkraft ein hartes Auftreffen des Spanflächenkühlmittels L3 auf die Grenzfläche. Hierbei wird, während das Werkzeug 3d eine Umdrehung ausführt, das Spanflächenkühlmittel L3 dem Bearbeitungspunkt 43 viermal zugeführt. Folglich wird die Spanfläche 40d, an der die Späne 44 die Spitze 29d kontaktieren, geschmiert und gekühlt.
Wie beschrieben worden ist, werden beim Werkzeug 3c, 3d sowohl die Freifläche 41, 41d des Außenumfangs der Spitze 29, 29d als auch der Bearbeitungspunkt 43 der Spanfläche 40, 40d gleichzeitig durch das Kühlmittel L1, L2, L3 gekühlt. Außerdem können Mängel derart, dass Schweißgut aus Spänen 44 nach und nach an der Spanfläche 40, 40d anhaftet, verhindert werden.
Da bei Verwendung des Werkzeugs 3c, 3d sowohl die Umfangsfläche der Spitze 29, 29d als auch die Spanfläche 40, 40d gleichzeitig gekühlt werden, können daher eine hocheffiziente Bearbeitung sowie eine längere Lebensdauer der Spitze 29, 29d verwirklicht werden. Außerdem kann durch Verbessern der Bearbeitungsbedingung die Produktivität eines Werkstücks, das schwer zu bearbeiten ist (dessen Material schwer zu bearbeiten ist), oder einer wärmebeständigen Legierung verbessert werden. Das Werkzeug 3c, 3d kann den gleichen Vorgang und die gleiche Wirkung wie die zuvor genannten Beispiele erzielen.
(Erste bis dritte Ausführungsformen)
Bei der in 1A gezeigten Werkzeugmaschine 1 (Bearbeitungszentrum) und der in 1B gezeigten Werkzeugmaschine 1a (mehrachsiges Drehzentrum) dreht sich das Werkzeug 3, 3a bis 3d. Daher, um einem Punkt der Schneidkante 36 der Spitze 22 (einem Punkt der Schneidkante der Spitzen 29, 29 und 29d) Aufmerksamkeit zu schenken, verursacht die durch spanendes Bearbeiten des Werkstücks 7, 7a an einem Punkt der Schneidkanten des Bearbeitungspunktes erzeugte Wärme, dass die Temperatur stark (z. B. auf 500 bis 800 Grad) ansteigt.
Wenn der eine Punkt der Schneidkante, nachdem er den Bearbeitungspunkt verlassen und eine Umdrehung zurückgelegt hat, wieder zum Bearbeitungspunkt zurückkehrt, hat er sich abgekühlt, weil unterdessen keine Wärme entstanden ist. Außerdem werden die gesamte äußere Umfangsfläche 26 des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21, 21d und die gesamte Spitze 22, 28, 29, 29d des Werkzeugs 3, 3a bis 3d durch das Kühlmittel L wirksam und gleichmäßig gekühlt. Folglich kann der eine Punkt der Schneidkante der Spitze 22, 28, 29, 29d aufgrund dessen, dass er sich ausreichend abgekühlt hat, wenn er wieder zum Bearbeitungspunkt zurückkehrt, das Werkstück 7, 7a am Bearbeitungspunkt im erwünschten Zustand bearbeiten.
Wie beschrieben worden ist, kann aufgrund dessen, dass bei der Erfindung verhindert wird, dass die Temperatur an einem Punkt der Schneidkante des Werkzeugs 3, 3a bis 3d zu stark ansteigt, der Verschleiß des Werkzeugs reduziert und somit die Lebensdauer des Werkzeug verlängert werden. Wenn andererseits das Werkzeug 3, 3a bis 3d bei herkömmlichem Niveau der Lebensdauer verwendet wird, kann durch Steigern der Bearbeitungsbedingung die Produktivität weiter erhöht werden.
Bei den in den 1A bis 11 gezeigten Ausführungsformen und beispielhaften Varianten davon können die Umfangsfläche und die Spitze 22, 28, 29, 29d des Werkzeugs 3, 3a bis 3d wirksam gekühlt werden. Daher kann die Menge des dem Werkzeug 3, 3a bis 3d zugeführten Kühlmittels L gesenkt werden. Folglich kann die Vorrichtung zum Zuführen des Kühlmittels L kleiner ausgelegt sein, womit die Umweltbelastung infolge des Kühlmittels L geringer ist.
Beim Werkzeug 3, 3a bis 3d mit dem Fluiddurchgang 4 wird lediglich die Nut 25, 25a an der Position des Auslasses 23 des Fluiddurchgangs 4 ausgebildet. Daher ist der Bearbeitungsprozess am Werkzeug 3, 3a bis 3d im Vergleich zu einem Fall, wo dem drehenden Werkzeug mehrere Teile hinzugefügt werden, sehr einfach, wobei auch die fertig bearbeitete Struktur einfach ist. Da dem Werkzeug 3, 3a bis 3d eine einfache zylindrische Gestalt zu eigen ist, ist auch der Prozess des Ausbildens der Nut 25, 25a daran einfach.
Da das Werkzeug 3, 3a bis 3d das Werkstück bearbeitet, während es sich dreht, steigt im Allgemeinen die Temperatur des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser 21, 21d und der Spitze 22, 28, 29, 29d an. Jedoch wird gemäß der Erfindung ungeachtet der Drehzahlen des Werkzeugs 3, 3a bis 3d das Kühlmittel L gleichmäßig über den gesamten Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21, 21d und die Spitze 22, 28, 29, 29d verteilt. Daher werden der gesamte Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 21, 21d und die Spitze 22, 28, 29, 29d wirksam und gleichmäßig gekühlt.
Das erfindungsgemäße zylindrische drehende Werkzeug mit dem inneren Fluiddurchgang kann auf ein drehendes Werkzeug angewandt werden, das, anders als ein Werkzeug, das ausschließlich an einem Bearbeitungszentrum verwendet wird, auch an einer Werkzeugmaschine wie etwa einem mehrachsigen Drehzentrum, einer Drehmaschine und einem Drehzentrum verwendet wird.
Obwohl bestimmte Ausführungsformen der Erfindung (einschließlich beispielhafter Varianten von Ausführungsformen) gezeigt und beschrieben worden sind, ist die Erfindung nicht auf die angeführten Ausführungsformen beschränkt. Im Umfang des Gegenstands der Erfindung sind verschiedenartige Abänderungen, Hinzufügungen oder dergleichen möglich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 7-051982 A [0002, 0003, 0051, 0080]
JP 2007-313574 A [0005]

Claims

Zylindrisches drehendes Werkzeug (3; 3a; 3b; 3c; 3d) mit innerem Fluiddurchgang, das einen Abschnitt mit größerem Durchmesser (20), der wenigstens einen inneren Fluiddurchgang (4; 4c) besitzt, um das Strömen von Kühlmittel (L) zu ermöglichen, einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser (21; 21d), der vor dem Abschnitt mit größerem Durchmesser (20) vorgesehen ist, und eine Spitze (22; 28; 29; 29d), die an der Vorderseite des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser (21; 21d) angebracht ist, umfasst, wobei das Werkzeug (3; 3a; 3b; 3c; 3d) eine um eine Mittelachsenlinie (CL) zentrierte zylindrische Form besitzt, wobei bei Betrachtung von hinten in Richtung der Mittelachsenlinie (CL) ein Innenumfang eines Auslasses (23) des inneren Fluiddurchgangs (4) einen Außenumfang (24) des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser (21; 21d) schneidet, wobei am Ort des Auslasses (23) eine Nut (25; 25a) an einer äußeren Umfangsfläche (26) des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser (21; 21d) ausgebildet ist, wobei die Nut (25; 25a) einen geneigten Abschnitt (30; 30a) besitzt, der an der Vorderseite des Auslasses (23) ausgebildet ist, wobei der geneigte Abschnitt (30; 30a) schräg ausgebildet ist, derart, dass der Abstand von der Mittelachsenlinie (CL) zum geneigten Abschnitt (30; 30a) weiter vorn am Abschnitt mit kleinerem Durchmesser (21; 21d) größer ist als der Abstand von der Mittelachsenlinie (CL) zum geneigten Abschnitt (30; 30a) an einer Position (P1), die am gesamten Umfang des Auslasses (23) der Mittelachsenlinie (CL) am nächsten ist, und wobei der geneigte Abschnitt (30; 30a) einen Teilstrom (L1) des aus dem Auslass (23) nach vorn herausströmenden Kühlmittels (L) in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser (21; 21d) nach außen lenkt.
Zylindrisches drehendes Werkzeug (3; 3a; 3b; 3c; 3d) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Auslass (23) des inneren Fluiddurchgangs (4) nach vorn herausströmende Kühlmittel (L) in ein Hauptkühlmittel (L2), das an äußerer Position in radialer Richtung des Werkzeugs (3; 3a; 3b; 3c; 3d) in größerer Menge strömt, und ein Nebenkühlmittel (L1), das an innerer Position in radialer Richtung des Werkzeugs (3; 3a; 3b; 3c; 3d) in kleinerer Menge strömt und durch den geneigten Abschnitt (30; 30a) gelenkt wird, unterteilt wird, wobei das Hauptkühlmittel (L2) in Richtung zur Spitze (22; 28; 29; 29d) und im Wesentlichen parallel zur Mittelachsenlinie (CL) strömt und wobei das Nebenkühlmittel (L1) durch den geneigten Abschnitt (30; 30a) so gelenkt wird, dass es seine Strömungsrichtung in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser (21; 21d) nach außen verändert und auf das Hauptkühlmittel (L2) auftrifft, worauf es durch dieses zurückgedrängt wird, unter Ausbreitung wie ein gebogener Fächer, ohne in radialer Richtung des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser (21; 21d) nach außen zu streuen, über die äußere Umfangsfläche (26) des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser (21; 21d) strömt und der Spitze (22; 28; 29; 29d) zugeführt wird.
Zylindrisches drehendes Werkzeug (3; 3a; 3b; 3c; 3d) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Abschnitt mit größerem Durchmesser (20) drei Fluiddurchgänge (4) ausgebildet sind, die um die Mittelachsenlinie (CL) zentriert und in Umfangsrichtung gleichmäßig angeordnet sind, wobei am Ort des Auslasses (23) jedes inneren Fluiddurchgangs (4) die Nut (25; 25a) an der äußeren Umfangsfläche (26) des Abschnitts mit kleinerem Durchmesser (21; 21d) ausgebildet ist und wobei die Nut (25; 25a) eine den geneigten Abschnitt (30; 30a) bildende geneigte Oberfläche (37; 37a) besitzt, die an der Vorderseite des Auslasses (23) vorgesehen ist.
Zylindrisches drehendes Werkzeug (3; 3a; 3b; 3c; 3d) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die den geneigten Abschnitt (30; 30a) bildende geneigte Oberfläche (37; 37a) in einer ebenen oder in einer nutartigen Form ausgebildet ist.
Zylindrisches drehendes Werkzeug (3; 3a; 3b; 3c; 3d) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung des Werkzeugs (3; 3a; 3b; 3c; 3d) ein sich drehendes Werkstück (7a) bearbeitet wird.
Zylindrisches drehendes Werkzeug (3c; 3d) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (29; 29d) mit einer Spanfläche (40; 40d) wenigstens einen Spanflächenauslass (42; 42d) besitzt; der an einer Stirnseite (39; 39d) der Spitze (29; 29d) ausgebildet ist, mit dem inneren Fluiddurchgang (4c) in Verbindung steht und in radialer Richtung der Spitze (29; 29d) nach außen mündet, wobei ein in radialer Richtung der Spitze (29; 29d) am Spanflächenauslass (42; 42d) nach außen ausgestoßenes Spanflächenkühlmittel (L3) wenigstens einem Bearbeitungspunkt (43) an der Spanfläche (40; 40d) zugeführt wird.
Zylindrisches drehendes Werkzeug (3c; 3d) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (29; 29d) ein Befestigungsmittel (45; 45d) besitzt, das in der Mitte der Stirnseite (39; 39d) der Spitze (29; 29d) vorgesehen ist, um sie am Abschnitt mit kleinerem Durchmesser (21; 21d) zu befestigen, wobei das Befestigungsmittel (45; 45d) mehrere Spanflächenauslässe (42; 42d) besitzt, die in Umfangsrichtung um die Mittelachse (CL) gleichmäßig ausgebildet sind, und wobei sowohl im Abschnitt mit kleinerem Durchmesser (21; 21d) als auch im Befestigungsmittel (45; 45d) ein innerer Nebenfluiddurchgang (46; 46d) ausgebildet ist, um das Strömen des Spanflächenkühlmittels (L3) vom inneren Fluiddurchgang (4c) des Abschnitts mit größerem Durchmesser (20) zum Spanflächenauslass (42; 42d) der Spitze (29; 29d) zu ermöglichen.
Bearbeitungsverfahren unter Verwendung eines zylindrischen drehenden Werkzeugs (3; 3a; 3b; 3c; 3d), das einen Schritt umfasst, in dem ein Werkstück (7; 7a) durch Drehen des oben beschriebenen zylindrischen drehenden Werkzeugs (3; 3a; 3b; 3c; 3d) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 bearbeitet wird.