DE102011075368A1 - Milling and / or drilling tool - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einem Fräs- und/oder Bohrwerkzeug mit einem Schaft (10) und einem Arbeitsteil (12). Es wird vorgeschlagen, dass das Arbeitsteil (12) zumindest teilweise durch einen spanlosen Umformprozess hergestellt ist.The invention is based on a milling and / or drilling tool with a shank (10) and a working part (12). It is proposed that the working part (12) is at least partially produced by a non-cutting forming process.
Description
Stand der TechnikState of the art
Es sind bereits Fräs- und/oder Bohrwerkzeuge mit einem Schaft und einem Arbeitsteil bekannt. Das Arbeitsteil wird aus einem Rohling durch Trennen, wie zum Beispiel einen Schleifprozess, hergestellt.There are already known milling and / or drilling tools with a shank and a working part. The working part is made from a blank by cutting, such as a grinding process.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung geht aus von einem Fräs- und/oder Bohrwerkzeug mit einem Schaft und einem Arbeitsteil.The invention relates to a milling and / or drilling tool with a shank and a working part.
Es wird vorgeschlagen, dass das Arbeitsteil zumindest teilweise durch einen spanlosen Umformprozess hergestellt ist. Unter einem „Fräs- und/oder Bohrwerkzeug“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung, bevorzugt mit bestimmter Schneide, wie ein Schaftfräser oder Spiralbohrer, verstanden werden. Die Erfindung ist auch auf weitere, dem Fachmann geläufige Werkzeuge anwendbar. Unter einem „Schaft“ soll ein bevorzugt im Wesentlichen zylindrischer Bereich des Werkzeugs verstanden werden, der insbesondere dazu vorgesehen sein kann, von einer Werkzeugaufnahme einer Bearbeitungsmaschine aufgenommen zu werden. Eine Zylinderachse des Schafts bildet bevorzugt eine Rotationsachse des Werkzeugs. Der Schaft ist bevorzugt zumindest teilweise aus einem Metall, insbesondere aus einem Werkzeugstahl, ausgebildet. Es sind auch weitere geeignete, insbesondere zähe und bruchfeste Materialien denkbar. Unter einem „Arbeitsteil“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Bereich des Werkzeugs verstanden werden, der zur spanbildenden Bearbeitung eines Werkstücks vorgesehen ist. Insbesondere kann das Arbeitsteil des Werkzeugs eine oder mehrere Schneiden enthalten. Das Arbeitsteil besteht bevorzugt zumindest teilweise aus einem harten Material. Insbesondere besteht das Arbeitsteil bevorzugt zumindest teilweise aus einem härteren Material als der Schaft. Es kann eine besonders kostengünstige Herstellung des Arbeitsteils erreicht werden. Insbesondere können Spanräume des Arbeitsteils im Wesentlichen durch den Umformprozess gebildet werden. Zur Fertigstellung des Arbeitsteils, insbesondere der Schneiden des Arbeitsteils, werden nur kleine Materialmengen spanbildend abgetragen.It is proposed that the working part is at least partially made by a non-cutting forming process. In this context, a "milling and / or drilling tool" is to be understood as meaning, in particular, a tool for machining, preferably with a specific cutting edge, such as an end mill or twist drill. The invention is also applicable to other, familiar to those skilled tools. A "shank" is to be understood as meaning a preferably substantially cylindrical region of the tool, which may in particular be provided to be received by a tool holder of a processing machine. A cylinder axis of the shaft preferably forms an axis of rotation of the tool. The shank is preferably formed at least partially from a metal, in particular from a tool steel. There are also other suitable, especially tough and unbreakable materials conceivable. In this context, a "working part" is to be understood as meaning, in particular, a region of the tool which is provided for the chip-forming machining of a workpiece. In particular, the working part of the tool may contain one or more cutting edges. The working part is preferably at least partially made of a hard material. In particular, the working part is preferably at least partially made of a harder material than the shaft. It can be achieved a particularly cost-effective production of the working part. In particular, chip spaces of the working part can essentially be formed by the forming process. To complete the working part, in particular the cutting of the working part, only small amounts of material are removed by machining.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Arbeitsteil zumindest teilweise von einem um eine Achse verdrehten Materialstreifen gebildet ist. Unter einem „Materialstreifen“ soll insbesondere ein flächiger, streifenförmiger Rohling verstanden werden. Bevorzugt ist der Materialstreifen länglich, das heißt eine Länge des Materialstreifens ist länger als eine Breite. Bevorzugt ist die Länge wenigstens doppelt so lang wie seine Breite. Eine Dicke des Materialstreifens ist vorzugsweise kleiner als seine Breite. Bevorzugt ist die Dicke weniger als halb so groß als die Breite des Materialstreifens. Unter einem „um eine Achse verdrehten Materialstreifen“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Materialstreifen verstanden werden, bei dem ein Ende des Materialstreifens gegenüber einem dem Ende gegenüberliegenden Ende des Materialstreifens um eine Achse um einen Winkel verdreht ist. Insbesondere kann der Materialstreifen durch ein Torsionsmoment verdreht oder tordiert werden. Der Materialstreifen wird beim Verdrehen bevorzugt plastisch verformt. Insbesondere können Außenkanten des Materialstreifens eine Helix bilden. Der Materialstreifen kann um eine Symmetrieachse des Materialstreifens verdreht sein. Bevorzugt kann der Materialstreifen um seine Längsachse verdreht sein. Besonders bevorzugt ist der Materialstreifen um die Rotationsachse des Fräs- und/oder Bohrwerkzeugs verdreht. Eine Grundform des Arbeitsteils kann einfach erstellt werden. Insbesondere können Zwischenräume des verdrehten Materialstreifens Spanräume des Arbeitsteils bilden. Bevorzugt können Außenkanten des Materialstreifens Schneiden des Arbeitsteils bilden. Das Arbeitsteil kann bevorzugt einstückig ausgebildet sein. Unter „einstückig“ soll insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden und/oder vorteilhaft in einem Stück geformt verstanden werden, wie beispielsweise durch eine Herstellung aus einem Guss und/oder durch eine Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren und/oder durch eine Herstellung in einem Sinterverfahren und vorteilhaft aus einem einzelnen Rohling. Das Arbeitsteil kann besonders kostengünstig hergestellt werden. It is further proposed that the working part is at least partially formed by a material strip twisted about an axis. A "strip of material" is to be understood in particular as meaning a flat, strip-shaped blank. Preferably, the material strip is elongated, that is, a length of the material strip is longer than a width. Preferably, the length is at least twice as long as its width. A thickness of the material strip is preferably smaller than its width. Preferably, the thickness is less than half the width of the strip of material. In this context, a "strip of material twisted about an axis" should be understood to mean, in particular, a strip of material in which one end of the strip of material is rotated about an axis about an angle relative to an end of the strip of material opposite the end. In particular, the material strip can be twisted or twisted by a torsional moment. The material strip is preferably plastically deformed during rotation. In particular, outer edges of the material strip can form a helix. The material strip can be twisted about an axis of symmetry of the material strip. Preferably, the strip of material may be twisted about its longitudinal axis. Particularly preferably, the strip of material is rotated about the axis of rotation of the milling and / or drilling tool. A basic form of the working part can be easily created. In particular, gaps of the twisted strip of material can form chip spaces of the working part. Preferably, outer edges of the material strip can form cutting edges of the working part. The working part may preferably be formed in one piece. By "in one piece" should in particular be understood as being at least materially bonded and / or advantageously shaped in one piece, such as, for example, by casting production and / or by production in a one- or multi-component injection molding process and / or by production in a sintering process and advantageous from a single blank. The working part can be produced particularly inexpensively.
Bevorzugt ist das Arbeitsteil zumindest teilweise aus einem Hartmetall gefertigt. Besonders bevorzugt ist das Arbeitsteil aus einem Hartmetallstreifen gefertigt. Unter einem „Hartmetall“ soll ein insbesondere gesinterter Werkstoff verstanden werden, der zu einem überwiegenden Teil aus einer Verstärkungsphase besteht, wobei die Verstärkungsphase bevorzugt zumindest überwiegend von Wolframkarbid gebildet wird. Bevorzugt enthält das Hartmetall neben der Verstärkungsphase zumindest Kobalt und/oder Nickel und/oder Molybdän als ein Bindemittel. Bevorzugt besteht das Hartmetall zu über 85% aus Wolframkarbid. Es sind auch andere, zur Bearbeitung von Werkstücken geeignete Werkstoffe denkbar. Insbesondere kann das Arbeitsteil aus einem Werkzeugstahl gebildet sein, bevorzugt aus einem Schnellarbeitsstahl. Das Arbeitsteil kann bevorzugt mit einer Beschichtung versehen sein. Das Arbeitsteil kann besonders verschleißfest und langlebig sein.Preferably, the working part is at least partially made of a hard metal. Particularly preferably, the working part is made of a hard metal strip. A "cemented carbide" is to be understood as meaning in particular a sintered material which consists for the most part of a reinforcement phase, wherein the reinforcement phase is preferably formed at least predominantly of tungsten carbide. In addition to the reinforcing phase, the hard metal preferably contains at least cobalt and / or nickel and / or molybdenum as a binder. Preferably, the hard metal consists of over 85% tungsten carbide. There are also other, suitable for machining workpieces materials conceivable. In particular, the working part can be formed from a tool steel, preferably from a high-speed steel. The working part may preferably be provided with a coating. The working part can be particularly wear-resistant and durable.
Es wird vorgeschlagen, dass das Arbeitsteil mit einem stirnseitigen Aufnahmebereich des Schafts verbunden ist. Unter einem „Aufnahmebereich“ soll insbesondere ein Bereich des Schafts verstanden werden, der so ausgeformt ist, dass er das Arbeitsteil aufnehmen kann. Der Aufnahmebereich kann bevorzugt so ausgeformt sein, dass eine große Kontaktfläche zwischen dem Arbeitsteil und dem Schaft besteht. Bevorzugt weist der Aufnahmebereich eine stirnseitige, schlitzförmige Ausnehmung auf, in die das Arbeitsteil eingesteckt werden kann. Kräfte können besonders wirkungsvoll vom Arbeitsteil auf den Schaft übertragen werden. Verformungen des Arbeitsteils und/oder des Schafts können vermieden werden. Die schlitzförmige Ausnehmung kann bevorzugt etwas breiter als eine Dicke des Bereichs des Arbeitsteils, das von der Ausnehmung aufgenommen wird, sein, so dass zwischen der schlitzförmigen Ausnehmung und dem Arbeitsteil ein Spalt verbleibt. In den Spalt kann ein Befestigungsmittel, wie ein Klebstoff oder insbesondere ein Lötmittel, eingebracht werden. Das Lötmittel kann im Aufnahmebereich das Arbeitsteil umgeben. Es kann ein Gleichgewicht zwischen Spannungen, welche beim Erstarren des Lötmittels entstehen, bestehen. Es kann eine besonders stabile Verbindung zwischen dem Arbeitsteil und dem Aufnahmebereich sichergestellt werden. Die zu lötende Oberfläche kann vergleichsweise klein sein insbesondere verglichen mit Arbeitsteilen mit aufgelöteten Schneiden. Ein Verzug des Arbeitsteils und/oder der Schneiden und Materialspannungen können vermieden werden.It is proposed that the working part is connected to a front-side receiving region of the shaft. A "receiving area" is to be understood in particular as meaning an area of the shaft which is shaped so that it can take up the working part. The receiving area may preferably be formed such that there is a large contact area between the working part and the shaft. Preferably, the receiving area has an end-side, slot-shaped recess into which the working part can be inserted. Forces can be transmitted particularly effectively from the working part to the shaft. Deformations of the working part and / or the shaft can be avoided. The slot-shaped recess may preferably be slightly wider than a thickness of the region of the working part which is received by the recess, so that a gap remains between the slot-shaped recess and the working part. In the gap, a fastening means, such as an adhesive or in particular a solder, are introduced. The solder can surround the working part in the receiving area. There can be a balance between stresses that arise when the solder solidifies. It can be ensured a particularly stable connection between the working part and the receiving area. The surface to be soldered can be comparatively small, in particular compared to working parts with soldered cutting edges. A distortion of the working part and / or the cutting and material stresses can be avoided.
Bevorzugt verfügt der Aufnahmebereich über Mittel zur Positionierung des Arbeitsteils. Bevorzugt ist der Aufnahmebereich so ausgestaltet, dass er das Arbeitsteil in einer definierten Position aufnimmt. Insbesondere kann der Aufnahmebereich über eine zentrische Ausnehmung verfügen. Die Ausnehmung kann bevorzugt als Zentrierbohrung ausgebildet sein. Besonders bevorzugt kann das Arbeitsteil einen Zentrierfortsatz aufweisen, der von der Zentrierbohrung aufgenommen werden kann. Es sind auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen des Aufnahmebereichs und/oder der Mittel zur Positionierung des Arbeitsteils denkbar. Es kann eine Befestigung des Arbeitsteils am Schaft in einer definierten Position und/oder Orientierung erreicht werden. Es kann ein hochwertiges Fräs- und/oder Bohrwerkzeug hergestellt werden. Es können bei einer Bearbeitung eines Werkstücks mit dem Fräs- und/oder Bohrwerkzeug besonders gute Bearbeitungsergebnisse erzielt werden. Preferably, the receiving area has means for positioning the working part. Preferably, the receiving area is designed so that it receives the working part in a defined position. In particular, the receiving area can have a central recess. The recess may preferably be formed as a center hole. Particularly preferably, the working part may have a centering extension, which can be received by the center hole. Other conceivable embodiments of the receiving area and / or the means for positioning the working part that appear appropriate to a person skilled in the art are also conceivable. It can be achieved attachment of the working part on the shaft in a defined position and / or orientation. It can be made a high quality milling and / or drilling tool. When machining a workpiece with the milling and / or boring tool, particularly good machining results can be achieved.
Vorteilhaft besteht eine gelötete Verbindung zwischen Arbeitsteil und Schaft. Unter einer „gelöteten Verbindung“ soll insbesondere ein stoffschlüssiges Fügeverfahren verstanden werden, wobei eine flüssige Phase durch Schmelzen eines Lots erzeugt wird und nach dem Erstarren des Lots eine bevorzugt metallische Verbindung zwischen Arbeitsteil und Schaft herstellt. Bevorzugt soll unter einer „Lötverbindung“ eine Hartlötverbindung mit einem Hartlot verstanden werden. Es sind aber auch weitere, dem Fachmann geläufige Verbindungsverfahren denkbar. Es kann eine besonders hochwertige Verbindung zwischen dem Schaft und dem Arbeitsteil erreicht werden. Insbesondere kann ein Verziehen des Schafts und/oder des Arbeitsteils vermieden werden. Eine Materialstruktur und Materialeigenschaften des Schafts und/oder des Arbeitsteils können erhalten werden. Advantageously, there is a soldered connection between the working part and the shaft. A "soldered connection" is to be understood in particular as a cohesive joining process, wherein a liquid phase is produced by melting a solder and, after solidification of the solder, produces a preferably metallic connection between the working part and the shaft. Preferably, a "solder joint" is to be understood as a brazing joint with a brazing filler metal. However, other connection methods known to the person skilled in the art are also conceivable. It can be achieved a particularly high quality connection between the shaft and the working part. In particular, warping of the shaft and / or the working part can be avoided. A material structure and material properties of the shaft and / or the working part can be obtained.
Bevorzugt weist das Arbeitsteil des Fräs- und/oder Bohrwerkzeugs zumindest eine spiralförmig ausgebildete Schneide auf. Insbesondere kann zumindest eine Umfangsschneide des Arbeitsteils spiralförmig ausgebildet sein. Es kann eine besonders hohe Bearbeitungsleistung erreicht werden. Ein Spanabfluss der Späne vom bearbeiteten Werkstück kann besonders effizient erfolgen. Eine besonders hohe Oberflächenqualität der bearbeiteten Oberfläche kann erreicht werden. Spiralförmige, mit dem Arbeitsteil einstückig ausgeführte Schneiden können robuster sein als gerade, mit einem Arbeitsteil verlötete Schneiden.Preferably, the working part of the milling and / or drilling tool has at least one spiral-shaped cutting edge. In particular, at least one peripheral cutting edge of the working part can be formed spirally. It can be achieved a particularly high processing performance. Chip removal of the chips from the machined workpiece can be carried out particularly efficiently. A particularly high surface quality of the machined surface can be achieved. Spiral cutting edges made in one piece with the working part may be more robust than straight cutting edges soldered to a working part.
Weiter wird ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Fräsund/oder Bohrwerkzeugs vorgeschlagen, bei dem in einem Herstellungsschritt ein Materialstreifen um eine Achse verdreht wird. Bevorzugt kann der Materialstreifen beim Verdrehen plastisch verformt werden. Es kann in einem kostengünstigen Verfahrensschritt die Grundgeometrie des Arbeitsteils erstellt werden. Insbesondere enthält der verdrehte Materialstreifen die Spanräume, die für einen Spanabfluss benötigt werden.Furthermore, a method for producing a milling and / or drilling tool according to the invention is proposed, in which a material strip is rotated about an axis in a production step. Preferably, the material strip can be plastically deformed during rotation. It can be created in a cost-effective process step, the basic geometry of the working part. In particular, the twisted strip of material contains the chip spaces that are required for chip removal.
Bevorzugt werden in einem weiteren Herstellungsschritt der Materialstreifen und der Schaft mittels einer Lötverbindung verbunden. Der Materialstreifen und der Schaft können besonders wirksam verbunden werden. Ein Verzug des Materialstreifens und/oder des Schafts kann vermieden werden. Eine Veränderung des Materialgefüges des Materialstreifens und/oder des Schafts kann vermieden werden. In a further production step, the material strip and the shaft are preferably connected by means of a solder connection. The material strip and the shaft can be connected particularly effectively. A distortion of the material strip and / or the shaft can be avoided. A change in the material structure of the material strip and / or the shaft can be avoided.
Es wird vorgeschlagen, dass in einem weiteren Herstellungsschritt am Materialstreifen durch Schleifen Schneiden gebildet werden. Unter „Schleifen“ soll in diesem Zusammenhang eine spanabhebende Bearbeitung mit geometrisch undefinierter Schneide verstanden werden. Insbesondere können durch das Schleifen die Schneiden geschärft werden. Ein Rundflauffehler durch Toleranzen des Arbeitsteils, des Schafts und/oder der Verbindung des Arbeitsteils mit dem Schaft kann durch den Materialabtrag ausgeglichen werden. Unter „Schneiden“ sollen insbesondere Umfangs- und Stirnschneiden des Arbeitsteils verstanden werden, die zu einer spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstücks vorgesehen sind. Insbesondere können ein Hinterschliff und ein Planschleifen erfolgen, um die Schneiden auszubilden. Bevorzugt können die Spanräume des Arbeitsteils durch das Verdrehen des Materialstreifens gebildet sein. Insbesondere kann eine spanende Bearbeitung der Spanräume vermieden werden. Kosten und Bearbeitungszeit können eingespart werden. It is proposed that in a further production step the material strip be formed by grinding cutting. By "grinding" is meant in this context a machining with geometrically undefined cutting edge. In particular, the grinding can be sharpened by grinding. A Rundflauffehler by tolerances of the working part, the shaft and / or the connection of the working part with the shaft can be compensated by the material removal. By "cutting" in particular circumferential and end cutting of the working part to be understood, which are provided for a machining of a workpiece. In particular, an undercut and a flat grinding can be done to form the cutting. Preferably, the chip spaces of the working part can be formed by the twisting of the material strip. In particular, a machining of the chip spaces can be avoided. Costs and processing time can be saved.
Zeichnungdrawing
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
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Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Claims (10)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20131203 |