DE102016223459A1 - Werkzeuganordnung mit Schneidkörper, Verfahren zum Kühlen des Schneidkörpers sowie Verwendung des Schneidkörpers - Google Patents

Abstract

Werkzeuge zur trennenden Bearbeitung werden im Betrieb stark erhitzt. Aus diesem Grund ist es üblich, bei trennenden Verfahren eine Wasserkühlung vorzusehen, wobei während der Bearbeitung ein Kühlwasser an die Bearbeitungsstelle geleitet wird. Die Temperaturen des Werkzeugs erreichen trotzdem einige hundert Grad und führen zu einer Aufweichung und damit einer Verringerung der Standzeit des Werkzeugs. Vor diesem Hintergrund ist es üblich, die Schnittgeschwindigkeit bei der Bearbeitung so zu wählen, dass eine wirtschaftliche Bearbeitung des Werkstücks und zugleich eine hohe Standzeit des Werkzeugs erreicht werden kann. Das Spannungsfeld zwischen Schnittgeschwindigkeit bei der Bearbeitung und Standzeit des Werkzeugs kann durch eine verbesserte Kühlung entspannt werden.Es wird eine Werkzeuganordnung 1 mit einem Schneidkörper 4 zur trennenden Bearbeitung eines Werkstücks 2, wobei in dem Schneidkörper 4 mindestens ein Kühlkanal 8 zur Durchführung eines Fluids angeordnet ist, mit einer Kühlmedienversorgung 7 zur Versorgung des Schneidkörpers 4 mit dem Fluid, wobei das Fluid dem Schneidkörper 4 in einem flüssigen Aggregatszustand mit einem Fluidstrom zugeführt wird, wobei der Fluidstrom ausgebildet ist, dass bei dem Durchgang des Fluids durch den Schneidkörper 4 ein Phasenübergang zumindest von einem Teil des Fluids von einem flüssigen Aggregatszustand in einen gasförmigen Aggregatszustand erfolgt.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Werkzeuganordnung mit einem Schneidkörper mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Kühlen eines Schneidkörpers mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie eine Verwendung eines Schneidkörpers in dem Verfahren und/oder in der Werkzeuganordnung.
• Werkzeuge zur trennenden Bearbeitung werden im Betrieb stark erhitzt. Aus diesem Grund ist es üblich, bei trennenden Verfahren eine Wasserkühlung vorzusehen, wobei während der Bearbeitung ein Kühlwasser über die Bearbeitungsstelle geleitet wird. Die Temperaturen des Werkzeugs erreichen trotzdem einige hundert Grad und führen zu einer Aufweichung des Werkzeugs und damit einer Verringerung der Standzeit des Werkzeugs. Vor diesem Hintergrund ist es üblich, Schnittgeschwindigkeit bei der Bearbeitung so zu wählen, dass eine wirtschaftliche Bearbeitung des Werkstücks und zugleich eine hohe Standzahl des Werkzeugs erreicht werden. Das Spannungsfeld zwischen Schnittgeschwindigkeit bei der Bearbeitung und Standzeit des Werkzeugs kann durch eine verbesserte Kühlung entschärft werden.
• So schlägt die Druckschrift US 2002/0106250 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, vor, ein Schneidwerkzeug mit Kühlkanälen zu versehen und während der Bearbeitung ein flüssiges Kühlmittel durch das Schneidwerkzeug zu leiten, um dieses bearbeitungsnah zu kühlen.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Werkzeuganordnung vorzuschlagen, welche das Spannungsfeld zwischen hoher Schnittgeschwindigkeit und Standzeit des Schneidwerkzeugs weiter entschärft.
• Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeuganordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie durch eine Verwendung eines Schneidkörpers mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte oder bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
• Gegenstand der Erfindung ist eine Werkzeuganordnung, welche zu einer trennenden Bearbeitung ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die Werkzeuganordnung zum Drehen/Fräsen/Bohren eines Werkstücks, insbesondere eines metallischen Werkstücks ausgebildet.
• Die Werkzeuganordnung weist einen Schneidkörper zur trennenden Bearbeitung des Werkstücks auf. Insbesondere bildet der Schneidkörper ein Werkzeug zur trennenden Bearbeitung.
• Der Schneidkörper weist mindestens eine Schneide, insbesondere eine geometrisch definierte Schneide, auf und/oder ist als ein aktiver Schneidkörper ausgebildet. Der Schneidkörper weist mindestens die Schneide auf, welche insbesondere bestimmungsgemäß zum Trennen des Materials des Werkstücks ausgebildet ist.
• In dem Schneidkörper ist mindestens ein Kühlkanal zur Durchführung eines Fluids angeordnet. Somit weist der mindestens eine Kühlkanal einen Eingang in dem Schneidkörper und einen Ausgang aus dem Schneidkörper auf. Vorzugsweise ist der Kühlkanal zwischen dem Eingang und dem Ausgang geschlossen ausgebildet. Der Kühlkanal kann auch Teil eines Kühlkanalnetzes oder einer Kühlkanalstruktur in dem Schneidkörper sein. Vorzugsweise ist der Kühlkanal zumindest abschnittsweise in dem gleichen Materialabschnitt des Schneidkörpers wie die Schneide eingebracht. Der Schneidkörper umfassend den Kühlkanal oder zumindest einen Teilabschnitt oder Teilbereich des Kühlkanals ist vorzugsweise einteilig ausgebildet. Insbesondere ist der Schneidkörper unzerlegbar, insbesondere nicht zerstörungsfrei zerlegbar realisiert.
• Ferner weist die Werkzeuganordnung eine Kühlmedienversorgung zur Versorgung des Schneidkörpers mit dem Fluid auf. Das Fluid wird dem Schneidkörper in einem flüssigen Aggregatszustand mit einem Fluidstrom zugeführt. Der Fluidstrom kann beispielsweise als Volumen oder Gewicht pro Zeiteinheit definiert sein. Insbesondere weist das Fluid eine Temperatur auf, welche unterhalb der Siedetemperatur des Fluids liegt.
• Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Fluidstrom ausgebildet ist, dass bei dem Durchgang des Fluids durch den Schneidkörper, insbesondere während der dieser in Betrieb ist und/oder während der trennenden Bearbeitung, ein Phasenübergang zumindest von einem Teil des Fluids von dem flüssigen Aggregationszustand in einen gasförmigen Aggregatszustand erfolgt. Vorzugsweise wird mindestens 10 Prozent des Fluids von dem flüssigen Aggregatszustand in den gasförmigen Aggregatszustand überführt. Es können jedoch auch mehr als 30 % und insbesondere mehr als 70 % des Fluids, im Speziellen mindestens 95% oder sogar 100% von dem einen Aggregatszustand in den anderen Aggregatszustand überführt werden. Insbesondere erfolgt die Kühlung des Schneidkörpers mit dem Fluidstrom kontinuierlich, sodass parallel und/oder zeitgleich zu der trennenden Bearbeitung das Fluid zugeführt und von dem flüssigen Aggregatszustand in den gasförmigen Aggregatszustand überführt wird.
• Es ist eine Überlegung der Erfindung, dass für ein Verdampfen von Flüssigkeit Verdampfungsenthalpie aufgebracht werden muss. Bei der Verdampfungsenthalpie handelt es sich um Energie, insbesondere Verdampfungsenergie, um eine bestimmte Menge an Flüssigkeit vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatszustand zu bringen. Diese Energie wird zum einen für die Abtrennarbeit zur Überwindung der Anziehungskräfte zwischen den Flüssigkeitsteilchen benötigt. Ferner wird Verschiebungsarbeit benötigt. Beispielsweise wird bei isobaren Verhältnissen bei 100 Grad C° und 1013 mbar pro Kilogramm Wasser 2,26 MJ an Energie zur Verdampfung benötigt. Diese Energie wird durch Wärmeentzug aus der Umgebung, insbesondere aus dem Schneidkörper in das Fluid überführt. Damit kann das Fluid beim Wechsel des Aggregatszustands mehr Energie aufnehmen und dadurch eine bessere Kühlleistung erbringen als wenn das Fluid erwärmt und nur in dem flüssigen Zustand verbleibt.
• Dadurch, dass der Aggregatswechsel zur Kühlung eingesetzt wird, wird erreicht, dass durch eine deutlich kleinere Fluidmenge eine deutlich höhere Energiemenge aus dem Schneidkörper abtransportiert werden kann. Auf diese Weise ist eine Mindermengenkühlung (MMK) des Schneidkörpers umzusetzen. Durch die Erfindung wird somit eine effektivere Kühlung des Schneidkörpers erreicht, sodass das Spannungsfeld zwischen Schnittgeschwindigkeit und Standzeit des Schneidkörpers verbessert ist. Unter anderem wird dies mit einer sehr hohen Effizienz an eingesetzter Menge an Kühlmedium möglich (Prinzip der MMK).
• Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist der Volumenstrom so eingestellt, dass die Temperatur des Fluids bei dem Durchgang durch den Schneidkörper über die Siedetemperatur gehoben wird. Bei der Siedetemperatur kann es sich um eine Normalsiedetemperatur handeln, nachdem die Siedetemperatur jedoch druckabhängig ist, ist der Volumenstrom bevorzugt so eingestellt, dass für die vorherrschenden Druckverhältnisse das Fluid über die Siedetemperatur gehoben wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Übergang der Aggregatszustände, umgesetzt wird. Der Fluidstrom kann z.B. im Rahmen eines Steuerkreises oder Regelkreises, wobei z.B. der Zustand des Fluids nach dem Schneidkörper mittels Sensoren erfasst wird, eingestellt werden. Alternativ oder ergänzend zu dem Zustand des Fluids kann auch der Zustand, insbesondere die Temperatur des Schneidköpers sensorisch erfasst werden und als Eingangsgröße verwendet werden
• Bei einer besonders bevorzugten Realisierung der Erfindung ist das Fluid wasserbasiert oder als Wasser ausgebildet. Wasser benötigt eine große Verdampfungsenthalpie und ist daher besonders gut geeignet. Ferner ist es problemfrei, dass als Wasserdampf vorliegende Fluid abzutransportieren und gegebenenfalls einfach in die Umgebung auszublasen oder dem System nach Kondensation wieder zu zuführen. Nicht zuletzt ist Wasser kostengünstig verfügbar.
• Besonders bevorzugt ist das Wasser jedoch als entkalktes oder deionisiertes Wasser ausgebildet, um Ablagerungen in dem Kühlkanal zu vermeiden.
• Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist der Fluidstrom kleiner als 100 Milliliter pro Minute, vorzugsweise kleiner als 50 Milliliter pro Minute und im Speziellen kleiner als 20 Milliliter pro Minute ausgebildet. Diese Volumenströme sind sehr klein im Vergleich zu den Volumenströmen, welche benötigt werden, um die Schneidkörper ohne Aggregatswechsel zu kühlen. Insbesondere bei einer Mikrobearbeitung kann sogar ein Fluidstrom kleiner als 10 Milliliter pro Minute verwendet werden. Mit der Erfindung kann eine Mindermengenkühlung (MMK) umgesetzt werden.
• Um bei einer Kühlung ohne Aggregatszustandswechsel gemäß dem eingangs genannten Stand der Technik einen ausreichenden Wärmeabtransport zu erreichen ist es notwendig, das Fluid mit einem sehr hohen Druck (insbesondere hohe Geschwindigkeit) durch den Kühlkanal zu pressen. Beispielsweise werden gemäß dem eingangs genannten Stand der Technik Drücke größer als 50 bar, insbesondere größer als 100 bar und im Speziellen größer als 150 bar verwendet. Überdruckanlagen zur Erzeugung derartiger Drücke müssen jedoch aufwändig gesichert werden, um zu verhindern, dass das unter Druck stehende Wasser nicht einen Mechaniker verletzen kann. Dagegen ist es bevorzugt, dass bei der erfindungsgemäßen Werkzeuganordnung der Druck kleiner als 10 bar, insbesondere kleiner als 5 bar und im Speziellen kleiner als 2 bar oder sogar 1 bar gewählt ist. Die Druckangaben beziehen sich jeweils auf einen Überdruck über den Normaldruck. Somit wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung die Werkzeuganordnung auch bedienfreundlicher und/oder sicherer gemacht und wirtschaftlicher.
• Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Kühlkanal als ein Mikrokanal ausgebildet und weist insbesondere an seiner schmalsten Stelle eine freie Querschnittfläche kleiner als 1 Quadratmillimeter, vorzugsweise kleiner als 0,5 Quadratmillimeter und im Speziellen kleiner als 0,2 Quadratmillimeter auf. Diese geringe Querschnittfläche wird auch wieder dadurch möglich, dass der Volumenstrom aufgrund der geänderten Wärmeabtransportmechanik sehr gering ist.
• Der Schneidkörper kann als ein stationäres oder als ein bewegtes Werkzeug ausgebildet sein. Der Schneidkörper kann z.B. als ein Vollkörperwerkzeug oder als Schneidkörper eines Trägerwerkzeugs ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass der Schneidkörper als ein Schaftfräser, wie zum Beispiel ein Schruppfräser, Schlichtfräser, als ein Fräskopf oder als ein Walzenfräser oder als ein Bohrer, eine Reibahle, ein Räumwerkzeug etc. ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist der Schneidkörper jedoch als eine Schneidplatte, besonders bevorzugt als eine Wendeschneidplatte, realisiert. Die Schneidplatte ist in dem Trägerwerkzeug aufgenommen. Vorzugsweise weist das Trägerwerkzeug Fluidbohrungen zur Versorgung des Schneidkörpers mit dem Fluid auf.
• Prinzipiell kann der Schneidkörper in einem geschlossenen Fluidkreislauf angeordnet sein. Da jedoch gerade Wasser als Fluid unschädlich ist, wenn dieses frei in die Umgebung entlassen wird, ist es bevorzugt, dass der Fluidkreis als ein offener Fluidkreis ausgebildet ist. Alternativ oder ergänzend ist vorgesehen, dass ein Eingang in den Schneidkörper mit dem Fluid mit einem Eingangsdruck druckbeaufschlagt und/oder ein Ausgang aus dem Schneidkörper mit einem Ausgang drucklos ausgebildet ist. Der Ausgangsdruck entspricht insbesondere dem Umgebungsdruck. Alternativ oder ergänzend ist der Ausgang als ein freier Ausgang ausgebildet. Hinsichtlich des Eingangsdrucks wird auf die zuvor genannten bevorzugten Werte verwiesen.
• Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen eines Schneidkörpers. Vorzugsweise ist der Schneidkörper so ausgebildet, wie dies zuvor beschrieben wurde. Besonders bevorzugt wird das Verfahren in der Werkzeuganordnung umgesetzt, wie diese zuvor beschrieben wurde oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Der Schneidkörper wird bei einer trennenden Bearbeitung eines Werkstücks erhitzt. Ein Fluid wird durch einen Kühlkanal in dem Schneidkörper durchgeführt, wobei der Volumenstrom bei dem Fluid so eingestellt ist, dass das Fluid in einem flüssigen Aggregatszustand in den Schneidkörper eingeführt und zumindest ein Teil des Fluids, vorzugsweise ein Großteil des Fluids, in einem gasförmigen Aggregatszustand aus dem Schneidkörper hinausgeführt wird.
• Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft die Verwendung eines Schneidkörpers in dem Verfahren wie dies zuvor beschrieben wurde und/oder in einer Werkzeuganordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Schneidkörper mindestens einen Kühlkanal zur Durchführung des Fluids aufweist. Das Verfahren umfasst insbesondere eine Zerspanung von Werkstücken mit harten sowie weichen Materialien, also Weich- und Hartzerspanung. Der Schneidkörper kann Hartmetall-, CBN- und/oder Keramikschneidstoffe sowie weitere Schneidstoffe aufweisen.
• Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figur. In 1 ist zu sehen:
• 1 eine schematische Darstellung einer Werkzeuganordnung 1 zur (Dreh-) Bearbeitung eines Werkstücks 2.
• Die 1 zeigt eine Werkzeuganordnung zur trennenden Bearbeitung eines Werkstücks 2, in diesem Beispiel aus Stahl. Die trennende Bearbeitung ist insbesondere als ein Drehvorgang ausgebildet. Die Werkzeuganordnung 1 umfasst ein Werkzeug, welches einen Werkzeugträger 3 und einen Schneidkörper 4 aufweist. Der Schneidkörper 4 ist in dem Werkzeugträger 3 fixiert und wird beispielsweise durch eine nicht-dargestellte Spannvorrichtung gehalten. Der Schneidkörper 4 ist stationär angeordnet. In diesem Beispiel ist der Schneidkörper 4 als eine Wendeschneidplatte mit einer rautenförmigen Grundform ausgebildet. Die Wendeschneidplatte weist eine maximale Länge von kleiner als 2 Zentimeter, in diesem Beispiel von ca. 1 Zentimeter auf. Die Wendeschneidplatte ist vollständig aus Hartmetall oder weist ein Grundsubstrat aus Hartmetall mit eingesetzter Schneidecke 5 aus CBN auf. Mit einer Schneidecke 5 des Schneidwerkzeugs 4 wird das Werkstück 2 trennend bearbeitet. Hierzu rotiert das Werkstück 2 um eine Rotationsachse R und der Schneidkörper 4 wird relativ zu dem Werkstück 2 zugestellt, wobei wahlweise das Werkstück 2 oder das Werkzeug oder beide bewegt werden. Die trennende Bearbeitung erfolgt durch die Schneidecke 5 in einem Bearbeitungsbereich 6, insbesondere Spanbildungsbereich. Die Schneidecke 5 ist als eine geometrisch bestimmte Schneide ausgebildet.
• Bei der Bearbeitung des Werkstücks 2 entstehen u.a. aufgrund der Verformungs-, Scher- und Trennarbeit sowie der Reibung an Werkstück 2 in dem Bearbeitungsbereich 6 und an der Schneidecke 5 hohe Temperaturen. So ist es üblich, dass eine Schnittgeschwindigkeit bei der trennenden Bearbeitung so eingestellt wird, dass Temperaturen größer als 500 Grad °C oder größer als 700 °C und insbesondere bis zu 800 Grad °C im Speziellen über 1000 °C in dem Bearbeitungsbereich 6 auftreten. Diese Temperaturen führen zu einer Erhitzung der Schneidecke 5 und Erwärmung des Schneidkörpers 4 und folglich zu einem vorschnellen Verschleiß der Schneidecke 5.
• Die Werkzeuganordnung 1 weist eine Kühlmedienversorgung 7 auf, welche den Schneidkörper 4 mit einem Fluid, in diesem Beispiel Wasser, versorgt. Die Kühlmedienversorgung 7 weist beispielsweise eine Kühlmittelpumpe auf oder ist als ein Anschluss an eine Fluidversorgung, insbesondere Wasserversorgung ausgebildet.
• Bei der Kühlung handelt sich hierbei um eine innere Kühlung des Schneidkörpers 4, wobei der Schneidkörper 4 einen oder mehrere Kühlkanäle 8 aufweist. Der Kühlkanal 8 kann auch als eine Kühlstruktur in dem Schneidkörper 4 ausgebildet sein. Der Kühlkanal 8 weist einen oder mehrere Eingänge 9 sowie einen oder mehrere Ausgänge 10 auf. Die Kühlmedienversorgung 7 transportiert das Fluid in einem flüssigen Zustand zu dem Eingang 9, sodass dieses durch den Kühlkanal 8 strömt. Der Kühlkanal 8 ist dabei so positioniert, dass dieser in der Nähe von dem Bearbeitungsbereich 6 und/oder der Schneidecke 5 verläuft. Beispielsweise ist ein maximaler Abstand d zwischen dem Kühlkanal 8 und der Schneidecke 5 kleiner als 5 Millimeter ausgelegt.
• Das Fluid wird dem Schneidkörper 4 mit einem geringen Überdruck von zum Beispiel kleiner als 5 bar, vorzugsweise kleiner als 2 bar, insbesondere mit 1 bar Überdruck zugeführt. Als Fluid wird Wasser verwendet. Ein Fluidstrom, welcher als Milliliter pro Minute definiert sein kann, ist gering eingestellt, sodass die Werkzeuganordnung 1 eine Mindermengenkühlung umsetzt. Der Fluidstrom ist dabei so gewählt, dass während der trennenden Bearbeitung des Werkstücks 2, also in einem kontinuierlichen Betrieb, das Fluid über den Eingang 9 in einem flüssigen Aggregatszustand zugeführt wird und zumindest ein Teil, vorzugsweise ein Großteil des Fluids aus dem oder den Ausgängen 10 als gasförmiges oder dampfförmiges Fluid wieder austritt. Während des Durchlaufs durch den Schneidkörper 4 erfolgt somit im Bereich der Schneidecke 5 ein Aggregatswechsel des Fluids. Durch den Aggregatswechsel wird eine besonders große Menge an Verdampfungswärme aufgenommen, sodass auch mit sehr geringen Flüssigkeitsmengen eine große Verdampfungsenthalpie aufgenommen und die vorhandene Wärmeenergie abtransportiert werden kann. So ist der Fluidstrom bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kleiner als 20 Milliliter pro Minute gewählt, wobei trotzdem eine signifikante Kühlung des Schneidkörpers 4, insbesondere im Bereich der Schneidecke 5 erreicht wird.
• In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Schneidkörper 4 als eine Wendeschneidplatte ausgebildet, das Kühlprinzip kann jedoch prinzipiell auf jeden Schneidkörper 4 mit einer definierten geometrischen Schneide oder sogar mit einer nichtdefinierten Schneide umgesetzt werden. Besonders einfach ist die Kühlung bei einem stationären Schneidkörper 4 umsetzbar. Es ist jedoch auch möglich, dass der Schneidkörper 4 während der trennenden Bearbeitung rotiert wird, in diesem Fall müssen Eingang 9 und Ausgang 10 entsprechend angepasst werden.
• Bei einem möglichen Ausführungsbeispiel mit zwei unterschiedlichen Schnittgeschwindigkeiten wurden die folgenden Parameter berechnet:
• Material: 100Cr6, weich
• Wendeschneidplatte: CNMG 120412
• Schnittgeschw.: v_c1 = 200 m/min; v_c2 = 300 m/min
• Vorschub: f = 0,2 mm
• Schnitttiefe: ap = 1,5 mm
• Berechnete tangentiale Schnittkraft
• F_c1 = 920 N
• F_c2 = 890 N
• Resultierende Schnittleistung
• P_c1 = v_c1 * F_c1 = 3,34 m/s * 920 N = 3.07 kW
• P_c2 = V_c2 * F_c2 = 5 m/s * 890 N = 4.45 kW
• Davon max. 10 % übertragender Anteil als Wärmeleistung in die Wendeschneidplatte:
• P_wz1 = 307 W
• P_wz2 = 460 W
• Die dargestellte Wärmeleistung im Werkzeug kann durch die interne Kühlung teilweise kompensiert werden. Ergebnisse aus Untersuchungen und Simulationen weisen darauf hin, dass bei zielgerichteter Auslegung bzw. Anwendung des Kühlprinzips bis zu 30 % - 40 % der Wärmeleistung kompensiert werden können (evtl. auch mehr mit steigender Leistung). Dies kann zu einer Erhöhung der Standzeit oder aber zu einer Steigerung der Schnittgeschwindigkeit genutzt werden könnte.
• Die berechneten Leistungen sind im Wesentlichen abhängig vom Werkstückwerkstoff, von Schnittgeschwindigkeit v_c, Vorschub f und Schnitttiefe a_p. Die Abschätzung der Leistung im Werkzeug stellt mit 10 % einen „Worst-Case“ dar.
• Bezugszeichenliste

1

Werkzeuganordnung

2

Werkstück

3

Werkzeugträger

4

Schneidkörper

5

Schneidecke

6

Bearbeitungsbereich

7

Kühlmedienversorgung

8

Kühlkanal

9

Eingang

10

Ausgang

R

Rotationsachse

d

Abstand

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• US 2002/0106250 A1 [0003]

Claims (10)

1. Werkzeuganordnung (1) mit einem Schneidkörper (4) zur trennenden Bearbeitung eines Werkstücks (2), wobei in dem Schneidkörper (4) mindestens ein Kühlkanal (8) zur Durchleitung eines Fluids angeordnet ist, mit einer Kühlmedienversorgung (7) zur Versorgung des Schneidkörpers (4) mit dem Fluid, wobei das Fluid dem Schneidkörper (4) in einem flüssigen Aggregatszustand über einen Fluidstrom zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidstrom ausgebildet ist, dass bei dem Durchgang des Fluids durch den Schneidkörper (4) ein Phasenübergang zumindest von einem Teil des Fluids von einem flüssigen Aggregatszustand in einen gasförmigen Aggregatszustand erfolgt.
2. Werkzeuganordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom so gewählt ist, dass die Temperatur des Fluids bei dem Durchgang durch den Schneidkörper (4) über die Siedetemperatur gehoben wird.
3. Werkzeuganordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid als Wasser ausgebildet ist.
4. Werkzeuganordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidstrom kleiner als 100 ml/Minute, vorzugsweise kleiner als 50 ml/Minute und im Speziellen kleiner als 20 ml/Minute ist.
5. Werkzeuganordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (8) als ein Kanal mit einer freien Querschnittsfläche kleiner als 1 mm², vorzugsweise kleiner als 0,5 mm² und im Speziellen kleiner als 0,2 Quadratmillimeter ausgebildet ist.
6. Werkzeuganordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkörper (4) als ein in der Bearbeitung stationärer oder bewegter Schneidkörper (4) ausgebildet ist.
7. Werkzeuganordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkörper (4) als eine Wendeschneidplatte ausgebildet ist.
8. Werkzeuganordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingang (9) in den Schneidkörper (4) mit dem Fluid mit einem Eingangsdruck druckbeaufschlagt und/oder ein Ausgang (10) aus dem Schneidkörper (4) mit einem Ausgangsdruck drucklos ausgebildet ist.
9. Verfahren zum Kühlen eines Schneidkörpers (4) vorzugsweise in der Werkzeuganordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schneidkörper (4) bei einer trennenden Bearbeitung eines Werkstücks (2) erhitzt wird, wobei ein Fluid durch einen Kühlkanal (8) in dem Schneidkörper (4) durchgeführt wird, wobei das Fluid in einem flüssigen Aggregatszustand in den Schneidkörper (4) eingeführt wird und zumindest ein Teil des Fluids in einem gasförmigen Aggregatszustand aus dem Schneidkörper (4) heraus geführt wird.
10. Verwendung eines Schneidkörpers (4) in dem Verfahren nach Anspruch 9 und/oder in einer Werkzeuganordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Schneidkörper (4) mindestens einen Kühlkanal (8) zur Durchführung des Fluids aufweist.

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