DE102012201533A1 - Tool holder for coupling drill bit to working spindle of machine tool, has adapter casing comprising outer-sided bevel pointing in direction of tool, where outer diameter of bevel corresponds to inner diameter of chuck - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter zur Ankopplung eines Werkzeugs an eine Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine mit einem Spannfutter für ein Werkzeug und einer Einrichtung zur Zuführung eines Kühl- und/oder Schmiermediums zu dem Werkzeug, wie sie in der
Um in Werkzeugmaschinen die Werkzeuge während der Bearbeitung zu kühlen und/oder zu schmieren, ist die sogenannte Minimalmengenschmierung (MMS) bekannt. Das Kühl- und/oder Schmiermedium wird dem Werkzeug durch die Arbeitsspindel und durch das Spannfutter des Werkzeughalters zugeführt, die dazu entsprechende Bohrungen und rohrförmige Kanäle aufweisen. Derartige Werkzeughalter sind in der
Bei der Minimalmengenschmierung (MMS) unterscheidet man zwei verschiedene Systeme, die bisher auch zwei verschieden gestaltete Schnittstellen zwischen dem Werkzeughalter und der Maschinenspindel erforderlich machen.With minimum quantity lubrication (MQL), a distinction is made between two different systems, which previously required two differently designed interfaces between the tool holder and the machine spindle.
Bei dem 1-kanaligen System wird das als Kühl- und/oder Schmiermedium dienende Aerosolgemisch außerhalb der Maschine aufbereitet und dem Werkzeug zugeleitet. Die Erzeugung des schmierfähigen Aerosols erfolgt in einem separaten, an der Werkzeugmaschine angebrachten MMS-Gerät. Die Zufuhr des Aerosols zur Bearbeitungsstelle erfolgt durch eine geeignete Drehdurchführung, insbesondere mit axialem Durchfluss, durch die Arbeitsspindel, das Spannsystem und schließlich das Zerspanwerkzeug.In the 1-channel system serving as a cooling and / or lubricating medium aerosol mixture is processed outside the machine and fed to the tool. The generation of the lubricious aerosol takes place in a separate, attached to the machine tool MMS device. The supply of aerosol to the processing point is carried out by a suitable rotary feedthrough, in particular with axial flow, through the work spindle, the clamping system and finally the cutting tool.
Beim 2-kanaligen MMS-System werden Schmierstoff und Luft getrennt über zwei Kanäle durch die Werkzeugspindel bis zum Werkzeughalter geführt, wo in einer Mischkammer das benötigte Öl-/Luftgemisch erzeugt wird. Die getrennte Zuführung der beiden Medien in der Arbeitsspindel erfolgt durch eine Mediumlanze mit koaxial angeordneten Leitungen, wobei der Schmierstoff durch den inneren Kanal gefördert, während die Luft über einen äußeren Ringkanal zwischen Mediumlanze und Spindel geführt wird. Das vordere Ende der Lanze ragt in die Mischkammer des Übernahmerohrs. Von dort wird das in der Mischkammer erzeugte Öl-/Luftgemisch mittels eines Übergaberohrs dem Werkzeug zugeführt.In the 2-channel MQL system, lubricant and air are led separately through two channels through the tool spindle to the tool holder, where the required oil / air mixture is generated in a mixing chamber. The separate supply of the two media in the work spindle is effected by a medium lance with coaxially arranged lines, wherein the lubricant conveyed through the inner channel, while the air is passed through an outer annular channel between the medium lance and spindle. The front end of the lance protrudes into the mixing chamber of the takeover tube. From there, the oil / air mixture generated in the mixing chamber is supplied to the tool by means of a transfer tube.
Bei dem in der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeughalter sowie eine Werkzeugmaschine, die mit einem solchen Werkzeughalter ausgestattet ist, weiter zu verbessern, um die Handhabung und die damit erzielten Bearbeitungsergebnisse zu optimieren.The invention is therefore based on the object, a tool holder and a machine tool, which is equipped with such a tool holder, to further improve the handling and the processing results achieved therewith.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Adapterhülse, die auch als Stellschraube für die Justierung des Werkzeuges in dem Spannfutter bezeichnet werden kann, endseitig in Richtung des Werkzeuges weisend eine außenseitige Abflachung aufweist, wobei deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Spannfutters entspricht. Aufgrund dieser geometrischen Ausgestaltung der Adapterhülse, die endseitig in Richtung des Werkzeuges weisend kegelstumpfförmig ausgebildet ist, kann zum Einen die Werkzeughalterung und dessen Feinjustage in dem Werkzeughalter verbessert und zum Anderen die übertragenen Kräfte vergrößert werden. Außerdem ist der Vorteil gegeben, dass der Freiraum (auch als Versackungsraum zu bezeichnen) zwischen dem stirnseitigen Ende des Werkzeuges und der Adapterhülse dahingehend optimiert wird, dass sich dieser Freiraum nicht mehr auf die Prozesssicherheit auswirkt. Mit der erfindungsgemäßen Geometrie wird in vorteilhafter Weise bewirkt, dass das endseitig aus dem Übergaberohr austretende Medium über den Freiraum in Richtung der Kanäle in dem Werkzeug geleitet wird, so dass vermieden wird, dass der Freiraum sich mit dem Medium füllt, das aufgrund der Rotationsbewegung nach außen geschleudert wird und somit nicht in die Kanäle in dem Werkzeug eintreten könnte.According to the invention, it is provided that the adapter sleeve, which can also be designated as an adjusting screw for the adjustment of the tool in the chuck, has an outside flattening at the end in the direction of the tool, the outside diameter of which corresponds to the inside diameter of the chuck. Because of this geometric configuration of the adapter sleeve, which is designed to be frustoconical in the direction of the end of the tool, the tool holder and its fine adjustment in the tool holder can be improved on the one hand, and the transmitted forces, on the other hand, can be increased. In addition, there is the advantage that the free space (also referred to as Versackungsraum) between the front end of the tool and the adapter sleeve is optimized so that this free space no longer affects the process safety. With the geometry according to the invention is effected in an advantageous manner that the end emerging from the transfer tube medium is passed through the space in the direction of the channels in the tool, so that it is avoided that the free space is filled with the medium, due to the rotational movement to flung outside and thus could not enter the channels in the tool.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Außendurchmesser der Adapterhülse größer als die Summe des Teilkreisdurchmessers der Kanäle und des Durchmessers der Kanäle selber. Durch diese Geometrie wird in besonders vorteilhafter Weise das aus dem Übergaberohr endseitig austretende Kühlmedium direkt und ohne weitere Stauverluste in die Kanäle des Werkzeuges eingeleitet. Unter dem Teilkreisdurchmesser ist dabei zu verstehen, dass die zwei Kanäle (gegebenenfalls auch mehr als zwei Kanäle) rotationssymmetrisch um die axiale Längsachse des Werkzeuges herum auf dem gleichen Durchmesser, dem Teilkreisdurchmesser, angeordnet sind. Das heißt mit anderen Worten, dass die zumindest zwei Kanäle symmetrisch (bei zwei Kanälen zum Beispiel gegenüberliegend, bei drei Kanälen zum Beispiel in Form eines gleichschenkeligen Dreieckes) koaxial um die Längsachse des Werkzeuges herum angeordnet sind.In a further development of the invention, the outer diameter of the adapter sleeve is greater than the sum of the pitch circle diameter of the channels and the diameter of the channels themselves. As a result of this geometry, the cooling medium exiting from the transfer tube at the end is introduced into the channels of the tool in a particularly advantageous manner directly and without further accumulation losses. The pitch circle diameter is to be understood as meaning that the two channels (possibly also more than two channels) are arranged rotationally symmetrically about the axial longitudinal axis of the tool on the same diameter, the pitch circle diameter. In other words, that the at least two channels are symmetrical (for example, opposite two channels, with three channels to Example in the form of an isosceles triangle) are arranged coaxially around the longitudinal axis of the tool.
In Weiterbildung der Erfindung korrespondiert eine innere Abschrägung des kegelförmigen Bereiches der Adapterhülse mit einer stirnseitigen Abschrägung des Werkzeuges, wobei die Abschrägung des kegelförmigen Bereiches der Adapterhülse eine Minustoleranz und die Abschrägung des Werkzeuges demgegenüber eine Plustoleranz aufweist. Aufgrund dieser genannten Toleranzen kommt es zu einer Verspannung des Werkzeuges innerhalb des Werkzeughalters in Richtung der Adapterhülse, so dass dadurch die Kräfte, die von einem Antrieb der Werkzeugmaschine aufgebracht und über die Adapterhülse auf das Werkzeug übertragen werden, besonders wirksam und direkt übertragen werden können. Dadurch erhöht sich in vorteilhafter Weise die Prozesssicherheit beim Betrieb der Werkzeugmaschine und die Bearbeitungstoleranzen werden weiter deutlich verringert.In a further development of the invention, an inner chamfer of the conical portion of the adapter sleeve corresponds with an end bevel of the tool, wherein the chamfer of the conical portion of the adapter sleeve has a minus tolerance and the chamfer of the tool in contrast has a plus tolerance. Due to these mentioned tolerances there is a tension of the tool within the tool holder in the direction of the adapter sleeve, so that thereby the forces that are applied by a drive of the machine tool and transmitted via the adapter sleeve on the tool, can be transmitted particularly effectively and directly. This advantageously increases the process reliability during operation of the machine tool and the machining tolerances are further significantly reduced.
In Weiterbildung der Erfindung weist das die Abflachung bildende Ende der Adapterhülse eine gleichmäßige Wandstärke auf. Dadurch lässt sich die Adapterhülse zum Einen zum Beispiel mittels eines spanabhebenden Drehverfahrens einfach herstellen und andererseits wird dadurch die Kraftübertragung über die Adapterhülse auf das Werkzeug sowohl bei der Einstellung (Justage) des Werkzeuges in dem Werkzeughalter durch Betätigung der Adapterhülse als auch während des Betriebes verbessert.In a further development of the invention, the flat end of the adapter sleeve has a uniform wall thickness. As a result, the adapter sleeve on the one hand, for example by means of a metal-cutting turning process easy to produce and on the other hand, the power transmission through the adapter sleeve on the tool both in the adjustment (adjustment) of the tool in the tool holder by operating the adapter sleeve and during operation improved.
Weiterhin stellt die Erfindung eine Werkzeugmaschine bereit, die mit dem erfindungsgemäßen Werkzeughalter ausgestattet ist.Furthermore, the invention provides a machine tool that is equipped with the tool holder according to the invention.
Bezüglich der vorstehend erfolgten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles wird ergänzend auf die Werkzeugmaschine mit Arbeitsspindel und Werkzeughalter gemäß der
Der in den Figuren dargestellte Werkzeughalter
Bei Verwendung in einem 1-Kanal-System ist die Mediumlanze
Im Spannfutter
Eingangsseitig an das Übergaberohr
Eingangsseitig ist die Rohrdüse
Bei einem Einsatz eines 1-Kanal-MMS-Systems ist die Kupplungshülse
Bei dem Einsatz in einem 2-Kanal-MMS-System ist in der Kupplungshülse
Nach der Erfindung ist der auslaufseitige Kegel
Nach der Erfindung wird die Stellschraube
Das Maß
Ergänzend zu der vorstehenden Beschreibung wird bezüglich der
Weiterhin ist in den
Weiterhin ist in
Schließlich ist in
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