-
Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug, mit einer senkrecht zu einer Rotationsachse angeordneten Stirnseite, an und/oder in deren Umfang wenigstens eine Schneidaufnahme für ein Schneidelement mit einer Schneidfläche, insbesondere eine Wendeschneidplatte vorgesehen ist, wobei das Werkzeug mindestens einen Kühlmittelkanal mit einem Einlass und einem Auslass aufweist.
-
Derartige Werkzeuge bzw. Fräswerkzeuge sind aus dem Stand der Technik vielfach bekannt. Dabei ist eine Schneidaufnahme, welche von mehreren zumindest abschnittsweise planen Flächen gebildet wird, im Bereich einer in Rotationsrichtung des Werkzeugs daran anschließenden Spankammer angeordnet. Im Stand der Technik ist der Auslass des Kühlmittelkanals im Bereich der Spankammer angeordnet. Insbesondere beim Eintauchen des Werkzeugs in ein Werkstück können jedoch im Bereich der mit dem Werkstück in Eingriff stehenden Schneidflächen der Schneidelemente hohe Temperaturen entstehen. Dies kann zum schnellen Verschleißen der Schneidelemente bzw. der Wendeschneidplatten führen, wodurch diese relativ oft ersetzt werden müssen. Die
JP 2008-018 486 A ,
JP 2006-281 385 A ,
JP 2010-094 748 A und die
DE 601 10 483 T2 zeigen verschiedene Fräswerkzeuge
-
Zur Erhöhung der Standzeit der Schneidelemente bzw. der Wendeschneidplatten stellt sich die vorliegende Erfindung daher die Aufgabe, ein Werkzeug bereitzustellen, mit dem ein Schneidelement zuverlässig und einfach gekühlt werden kann.
-
Diese Aufgabe wird mit einem Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demgemäß ist vorgesehen, dass der Auslass an der Stirnseite des Werkzeugs derart angeordnet ist, dass bei an der Schneidaufnahme angeordnetem Schneidelement Kühlmittel im Betrieb auf das Schneidelement geleitet wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist hierbei der Auslass im Bereich der Stirnseite des Werkzeugs vorgesehen. Da ein Werkzeug, insbesondere ein Fräswerkzeug vorzugsweise mehrere Schneidaufnahmen für jeweils ein Schneidelement aufweist, kann vorgesehen sein, dass auch mehrere Kühlmittelkanäle mit mehreren Auslässen im Bereich der Stirnseite des Werkzeugs vorgesehen sind. Vorteilhafterweise korrespondiert die Anzahl der Auslässe dabei mit der Anzahl der Schneidelemente. Dabei kann bspw. vorgesehen sein, dass zwei, drei, fünf oder viel mehr Auslässe im Werkzeug angeordnet sind. Die Auslässe bzw. Schneidelemente können dabei vorzugsweise regelmäßig über den Umfang der Stirnfläche verteilt angeordnet werden. Dabei ist denkbar, dass mehrere Kühlmittelkanäle mit jeweils einem Einlass und einem Auslass vorgesehen sind, die mit einer zentralen Kühlmitteleinlassbohrung im Schaft des Werkzeugs fluidisch verbunden sind. Wenn mehrere Kühlmittelkanäle vorgesehen sind, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Auslässe konzentrisch zur Rotationsachse angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine gute Auswuchtbarkeit des Werkzeugs. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Anordnung der Auslässe in regelmäßigen Winkelabständen erfolgt. Vorzugsweise ist der Auslass ist derart angeordnet und ausgerichtet, dass Kühlmittel im Betrieb direkt auf das jeweilige im Eingriff stehende Schneidelement geleitet werden kann. Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass für die Anordnung und Ausrichtung die Rotation des Werkzeugs im Betrieb berücksichtigt wird, so dass Kühlmittel bspw. bogenartig oder gerade auf das jeweilige Schneidelement geleitet wird.
-
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine sich axial zur Stirnseite erstreckende Erhebung vorgesehen ist, in der der Auslass angeordnet ist. Eine solche Erhebung ist vorteilhafterweise vorgesehen, um einen gegenüber der Stirnseite möglichst flachen Austrittswinkel des Kühlmittelkanals im Bereich des Auslasses ermöglichen zu können.
-
Die Erhebung ist als ringartige Wulst ausgebildet. Dabei kann die Wulst konzentrisch zur Rotationsache verlaufen und ist vorzugsweise von dieser beabstandet.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Erhebung eine orthogonal zur Rotationsachse ausgebildete kreisringartige Messfläche aufweist. An einer solchen, orthogonal zur Rotationsachse ausgerichteten Messfläche kann unter Zuhilfenahme einer Lehre das Werkzeug für den Fall dass es verzogen ist gerichtet werden, da die kreisringartige Messfläche orthogonal zur Rotationsachse ausgebildet ist. Vorzugsweise wird dabei die Messfläche von der ringartigen Wulst gebildet.
-
Vorteilhafterweise ist der Auslass in Bezug auf das Schneidelement radial innen angeordnet. Zum Eintauchen eines Werkzeugs in ein Werkstück kann so das Schneidelement von der radial innen liegenden Seite gekühlt werden, wobei auch die Fliehkräfte beim Rotieren des Werkzeugs das Kühlmittel im Kühlmittelkanal unterstützend nach außen transportieren können.
-
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn sich der Kühlmittelkanal im Bereich des Auslasses nach radial außen erstreckt. Dabei ist denkbar, dass eine Verlängerung des Kühlmittelkanals im Bereich des Auslasses die Rotationsachse schneidet. Es ist jedoch auch denkbar, dass eine Verlängerung des Kühlmittelkanals im Bereich des Auslasses zur Stirnseite einen Austrittswinkel von 0–75°, vorzugsweise von 10–50° und weitere vorzugsweise von 15–35° aufweist. Die Höhe der Erhebung in Richtung der Rotationsachse und der Austrittswinkel sind dabei vorteilhafterweise aufeinander derart abgestimmt, dass Kühlmittel möglichst präzise auf das Schneidelement geleitet werden kann.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein Kühlmittelzusatzkanal mit einem Kühlmittelzusatzkanaleinlass und einem Kühlmittelzusatzkanalauslass vorgesehen ist, wobei der Kühlmittelzusatzkanalauslass bei an der Schneidaufnahme angeordnetem Schneidelement zwischen Schneidelement und Schneidaufnahme mündet. Hier kann ebenfalls vorgesehen sein, dass jedem Schneidelement bzw. jeder Schneidaufnahme ein Kühlmittelzusatzkanal bzw. ein Kühlmittelzusatzkanalauslass zugeordnet ist. Durch das Vorsehen des Kühlmittelzusatzkanalauslasses zwischen Schneidaufnahme und Schneidelement kann das Schneidelement von seiner der Spankammer abgewandten Rückseite gekühlt werden. Vorzugsweise sind auch die Kühlmittelzusatzkanalauslässe konzentrisch zur Rotationsachse in regelmäßigen Winkelabständen am Werkzeug angeordnet.
-
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der Kühlmittelzusatzkanalauslass im Bereich einer Innenecke der Schneidaufnahme angeordnet ist. Die Schneidaufnahme wird dabei vorzugsweise von mehreren, zumindest abschnittsweise planen Flächen gebildet, die gemeinsam eine Innenecke bilden. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Kühlmittelzusatzkanalauslass in Bezug auf das Schneidelement radial innen angeordnet ist.
-
Dabei kann vorgesehen sein, dass der Kühlmittelzusatzkanalauslass zumindest abschnittsweise in einen radial zur Mantelseite des Werkzeugs hin verlaufenden, zur Stirnseite hin halboffenen Kanal mündet. Durch den in Bezug auf das Schneidelement radial innenliegenden Kühlmittelzusatzkanalauslass, welcher in den zur Stirnseite hin halboffenen Kanal mündet, kann Öl bei rotierendem Werkzeug hinter bzw. unter dem Schneidelement nach radial außen zur Kühlung des Schneidelements geleitet werden.
-
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der halboffene Kanal im Bereich einer Innenkante der Schneidaufnahme angeordnet ist. Diese Innenkante endet dabei bevorzugt in der Innenecke, in welcher der Kühlmittelzusatzkanalauslass angeordnet ist.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Kühlmittelzusatzkanal als zur Rotationsachse schräg verlaufende Bohrung ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der Kühlmittelzusatzkanal zur Rotationsachse in einem Winkel von 10–80°, vorzugsweise von 20–60°, weitere vorzugsweise von 30–50° angeordnet ist.
-
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer die in den Figuren dargestellte Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:
-
1 Eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugs;
-
2 eine Seitenansicht auf das Werkzeug gemäß 1 mit daran angeordneten Schneidelementen;
-
3 eine Draufsicht auf das Werkzeug gemäß 2;
-
4 einen Ausschnitt eines Schnitts entlang der Line A-A gemäß 3;
-
5 einen vergrößerten Ausschnitt einer Schneidaufnahme; und
-
6 einen Ausschnitt eines Schnitts entlang Line B-B gemäß 3.
-
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Werkzeug 10 in einer Schrägansicht. Im Betrieb rotiert das Werkzeug 10 um eine Rotationsachse 12 in Richtung des Pfeiles 14. Am Werkzeug 10 sind zur rotierenden spanabhebenden Bearbeitung von Werkstoffen an und/oder im Umfang einer Stirnseite 16 mehrere Schneidaufnahmen 18 vorgesehen, an denen in 1 nicht gezeigte, jedoch in 2 dargestellte Schneidelemente 20 anordenbar sind. Die Schneidaufnahmen 18 sind jeweils benachbart zu einer als Ausbuchtung ausgebildeten Spankammer 22 angeordnet. Die jeweilige Spankammer 22 befindet sich in Rotationsrichtung, welche durch den Pfeil 14 dargestellt ist, hinter der Schneidaufnahme 18 bzw. hinter dem Schneidelement 20.
-
2 zeigt eine Seitenansicht des Werkzeugs 10 bei Blick in Richtung des Pfeils 24 in 1. Dort ist die Anordnung der Schneidelemente 20 in der jeweiligen Schneidaufnahme 18 deutlich zu erkennen, wobei sich an die Schneidelemente 20 jeweils eine Spankammer 22 anschließt. Das Werkzeug 10 kann mit einem Werkzeugschaft 26 mittelbar oder unmittelbar an einer Werkzeugmaschine befestigt werden.
-
3 zeigt eine Draufsicht auf das Werkzeug gemäß 2 bei Blick in Richtung des Pfeils 28 in 2. Die Schneidelemente 20 mit sich daran anschließenden Spankammern 22 sind dabei ebenfalls deutlich zu erkennen, wobei sich die Spankammern 22 in Rotationsrichtung, wie in 2 gezeigt, an die jeweiligen Schneidelemente 20 anschließen. Im Betrieb einer Werkzeugmaschine, d. h. beim Einsatz eines erfindungsgemäßen Werkzeugs 10 wird Kühlmittel zur Kühlung in Richtung der Schneidelemente 20 geleitet. Im Stand der Technik, wie auch bei dem in den Figuren dargestellten Werkzeug 10 sind dazu in den Spankammern 22 angeordnete Kühlmittelauslässe 30 vorgesehen, durch welche Kühlmittel auf das Schneidelement 20 geleitet werden kann.
-
Erfindungsgemäß weist das Werkzeug 10 weitere Auslässe 32 auf. In 4 ist dazu ein Ausschnitt eines Schnitts entlang der Linie A-A bei Blick in Richtung des Pfeils 34 gemäß 3 dargestellt. Die Schneidaufnahme 18 mit in der Schneidaufnahme 18 mittels einer nicht dargestellten Schraube in einer Bohrung 35 befestigtem Schneidelement 20 ist dabei ebenfalls deutlich zu erkennen. Die Schneidaufnahme 18 wird, wie in 5 gezeigt, im Wesentlichen aus annähernd senkrecht zueinander angeordneten, zumindest abschnittsweise planen Flächen 36, 38, 40 gebildet. Das Werkzeug 10 weist eine in 1 und 3, sowie in 4 erkennbare, als ringartige Wulst ausgebildete Erhebung 42 auf. Im Bereich dieser Erhebung 42 mündet ein Kühlmittelkanal 44, welcher durch zwei Bohrungen 46, 48 gebildet wird, am Auslass 32 derart in die Stirnseite 16 des Werkzeugs 10, dass bei an der Schneidaufnahme 18 angeordnetem Schneidelement 20 Kühlmittel im Betrieb möglichst direkt auf das Schneidelement 20 geleitet wird. Die ringartige Wulst, d. h. die Erhebung 42, weist dabei eine konzentrisch zu Rotationsachse 12 ausgebildete, in den Figuren nicht sichtbare Messfläche auf, welche orthogonal zur Rotationsachse 12 ausgebildet ist. Der Kühlmittelkanal 44 bzw. die Bohrung 46 erstreckt sich im Bereich des Auslasses 32 nach schräg radial außen. Im Bereich des Auslasses 32 weist der Kühlmittelkanal 44 bzw. die Bohrung 46 zur Stirnseite 16 einen Austrittswinkel 50 von 0–75°, vorzugsweise von 10–50° und weiter vorzugsweise von 15–35° auf. Der Austrittswinkel 50 bzw. die Erhebung 42 sind dabei derart ausgebildet, dass Kühlmittel im Betrieb direkt auf den im Einsatz befindlichen Schneidenteil des Schneidelements 20 geleitet werden kann.
-
Eine bevorzugte Weiterbildung des Werkzeugs 10 weist weitere, in 5 deutlich erkennbare Kühlmittelzusatzkanalauslässe 52 auf. Sich in den Figuren entsprechende Abschnitte und Elemente sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Die Kühlmittelzusatzkanalauslässe 52 münden bei an der Schneidaufnahme 18 angeordnetem Schneidelement 20 zwischen Schneidelement 20 und Schneidaufnahme 18. Die Schneidaufnahme 18 wird im Wesentlichen aus annähernd senkrecht zueinander stehenden, zumindest abschnittsweisen planen Flächen 36, 38, 40 gebildet. Die Fläche 36 schließt mit der Fläche 38 eine Innenkante 54 ein. Weiterhin schließen die drei Flächen 36, 38, 40 eine Innenecke 56 ein. Der Kühlmittelzusatzkanalauslass 52 ist dabei so angeordnet, dass er im Bereich der Innenecke 56 mündet. Er mündet dabei vorzugsweise in einen halboffenen Kanal 58, welcher im Bereich der Innenecke 56 der Schneidaufnahme 18 angeordnet ist. Der halboffene Kanal 58 verläuft dabei vorzugsweise nach radial außen in Richtung des Pfeiles 60.
-
6 zeigt einen Ausschnitt eines Schnitts entlang der Linie B-B bei Blick in Richtung des Pfeils 62 in 3. In
-
6 ist eine Schneidaufnahme 18 mit daran angeordnetem, gestrichelt dargestelltem Schneidelement 20 dargestellt. Das Schneidelement 20 ist mit einer nicht dargestellten Schraube in der dafür vorgesehenen Bohrung 35 befestigt. Das Schneidelement 20 liegt in der Schneidaufnahme 18 zumindest abschnittsweise an den Flächen 36, 38 und 40 an. Wie deutlich zu erkennen ist, verläuft der halboffene Kanal 58 im Bereich der Innenkante 54, d. h. am Grunde der Fläche 38 nach radial außen in Richtung des Pfeils 64, welcher der Richtung des Pfeils 60 entspricht. Im Bereich der Innenecke 56, d. h. in 6 zwischen Fläche 38 und Fläche 40 mündet ein Kühlmittelzusatzkanal 66 in den Kühlmittelzusatzkanalauslass 52, welcher wiederum in den halboffenen Kanal 58 derart mündet, dass das Schneidelement 20 von seiner der Spankammer 22 abgewandten Seite, d. h. von seiner der Fläche 36 zugewandten Rückseite, gekühlt wird. Der Kühlmittelzusatzkanal 66 ist dabei vorzugsweise als zur Rotationsachse 12 schräg verlaufende Bohrung ausgebildet und ist dabei vorzugsweise zur Rotationsachse 12 in einem Winkel 68 von 10–80°, vorzugsweise von 20–60°, weiter vorzugsweise von 30–50° angeordnet.
