DE102019200910B4 - Rotary tool and method of making one - Google Patents
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Abstract
Rotationswerkzeug (2), welches einen Grundkörper (4) aufweist,- wobei der Grundkörper (4) eine Mantelfläche (6) aufweist und sich in einer Längsrichtung (L) erstreckt und frontseitig eine Werkzeugspitze (8) aufweist, zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks,- wobei in dem Grundkörper (4) ein Kühlmittelkanal (10) ausgebildet ist, welcher sich entlang des Grundkörpers (4) bis zur Werkzeugspitze (8) erstreckt,- wobei an der Werkzeugspitze (8) eine Freifläche (12) ausgebildet ist, welche vorlaufend durch eine Schneide (14) berandet ist und welche in einer radialer Richtung (R) durch die Mantelfläche (6) berandet ist,- wobei sich an die Schneide (14) eine Spannut (16) anschließt,- wobei in die Werkzeugspitze (8) eine Ausnehmung (24) eingebracht ist, in welche der Kühlmittelkanal (10) mündet und in welcher ein Einsatz (26) befestigt ist,- wobei die Ausnehmung (24) in die Freifläche (12), in die Mantelfläche (6) oder in die Spannut (16) eingebracht ist oder eine Kombination hiervon, sodass der Einsatz (26) einen Teil der entsprechenden Freifläche (12), Mantelfläche (6) oder Spannut (16) bildet oder eine Kombination hiervon,- wobei der Einsatz (26) einen Einlass (30) aufweist, welcher sich an den Kühlmittelkanal (10) anschließt, zur Weiterleitung von Kühlmittel, und wenigstens einen Auslass (32, 34, 36), zur Ausgabe von Kühlmittel.Rotary tool (2) which has a base body (4), - wherein the base body (4) has a lateral surface (6) and extends in a longitudinal direction (L) and has a tool tip (8) on the front for machining a workpiece, - wherein a coolant channel (10) is formed in the base body (4) which extends along the base body (4) to the tool tip (8), - a free surface (12) is formed on the tool tip (8), which is leading is bordered by a cutting edge (14) and which is bordered in a radial direction (R) by the lateral surface (6), - with a flute (16) adjoining the cutting edge (14), - with the tool tip (8) a recess (24) is introduced into which the coolant channel (10) opens and in which an insert (26) is fastened, - the recess (24) in the free surface (12), in the lateral surface (6) or in the Flute (16) is introduced or a combination thereof, so that the insert (26) forms part of the corresponding free surface (12), lateral surface (6) or flute (16) or a combination thereof, - the insert (26) having an inlet (30) which is connected to the coolant channel (10 ) adjoins, for forwarding coolant, and at least one outlet (32, 34, 36), for outputting coolant.
Description
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Ein Rotationswerkzeug dient üblicherweise der spanenden Bearbeitung eines Werkstücks. Das Rotationswerkzeug erstreckt sich generell in Längsrichtung entlang einer Längsachse, um welche das Rotationswerkzeug im Betrieb rotiert. Frontseitig ist am Rotationswerkzeug eine Werkzeugspitze ausgebildet, mittels welcher ein Werkstück dann bearbeitet wird. Das Rotationswerkzeug ist beispielsweise ein Bohrer oder ein Fräser.A rotary tool is usually used to machine a workpiece. The rotary tool generally extends in the longitudinal direction along a longitudinal axis about which the rotary tool rotates during operation. A tool tip is formed on the front side of the rotary tool, by means of which a workpiece is then machined. The rotary tool is, for example, a drill or a milling cutter.
Durch zusätzliche Zufuhr eines Kühlmittels während der Bearbeitung eines Werkstücks, ist es möglich, den Verschleiß des Rotationswerkzeugs zu reduzieren und dessen Standzeit zu verbessern. Das Kühlmittel wird beispielsweise wie in der
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Zufuhr von Kühlmittel bei einem Rotationswerkzeug zu verbessern. Insbesondere sollen ein Rotationswerkzeug mit verbesserter Kühlmittelzufuhr sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Rotationswerkzeugs angegeben werden.Against this background, it is an object of the invention to improve the supply of coolant in a rotary tool. In particular, a rotary tool with an improved coolant supply and a method for producing such a rotary tool are to be specified.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Rotationswerkzeug mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit dem Rotationswerkzeug sinngemäß auch für das Verfahren und umgekehrt.The object is achieved according to the invention by a rotary tool with the features according to claim 1 and by a method with the features according to
Das Rotationswerkzeug dient allgemein der spanenden Bearbeitung eines Werkstücks. Das Rotationswerkzeug ist vorzugsweise ein Bohrer. Eine Ausgestaltung als Fräser ist aber auch denkbar und geeignet. Das Rotationswerkzeug erstreckt sich in einer Längsrichtung und entlang einer Längsachse, um welche das Rotationswerkzeug im Betrieb in einer Umlaufrichtung rotiert.The rotary tool is generally used for machining a workpiece. The rotary tool is preferably a drill. An embodiment as a milling cutter is also conceivable and suitable. The rotary tool extends in a longitudinal direction and along a longitudinal axis about which the rotary tool rotates in a direction of rotation during operation.
Das Rotationswerkzeug weist einen Grundkörper auf, welcher sich in der Längsrichtung erstreckt. Der Grundkörper weist eine Mantelfläche auf, welche auch als Rücken oder Nebenfreifläche bezeichnet wird. Die Mantelfläche bildet eine Außenfläche des Rotationswerkzeugs in radialer Richtung. Die radiale Richtung ist senkrecht zur Längsrichtung. Der Grundkörper weist frontseitig eine Werkzeugspitze auf, zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks. Die Werkzeugspitze ist ein Teil des Grundkörpers und mit diesem insbesondere einstückig, d.h. monolithisch und integral, hergestellt.The rotary tool has a base body which extends in the longitudinal direction. The base body has a lateral surface, which is also referred to as a back or secondary open area. The jacket surface forms an outer surface of the rotary tool in the radial direction. The radial direction is perpendicular to the longitudinal direction. The base body has a tool tip on the front side for machining a workpiece. The tool tip is a part of the base body and, in particular, is integral therewith, i.e. monolithic and integral, manufactured.
In dem Grundkörper ist ein Kühlmittelkanal ausgebildet, welcher sich entlang des Grundkörpers bis zur Werkzeugspitze erstreckt. Der Kühlmittelkanal dient der Förderung von Kühlmittel, welches beispielsweise rückseitig in das Rotationswerkzeug eingespeist wird und dann über die Werkzeugspitze ausgegeben wird. Unter dem Begriff „Kühlmittel“ werden vorliegend vorzugsweise auch Schmiermittel und Kühl- und Schmiermittel verstanden sowie insbesondere auch sonstige Arbeitsmedien. Der Kühlmittelkanal erstreckt sich generell in Längsrichtung, beispielsweise gerade, vorzugsweise jedoch helixförmig. In einer vorteilhaften Variante sind mehrere Kühlmittelkanäle ausgebildet, welche insbesondere parallel zueinander verlaufen. Der Kühlmittelkanal wird vorzugsweise bei der Herstellung des Grundkörpers in diesen eingearbeitet, z.B. mittels einer Extrusion, bei welcher der Grundkörper extrudiert wird und der Kühlmittelkanal durch einen Faden als Platzhalter erzeugt wird. Alternativ oder zusätzlich wird der Kühlmittelkanal in den Grundkörper eingebohrt.A coolant channel is formed in the base body and extends along the base body to the tool tip. The coolant channel is used to convey coolant, which is fed into the rotary tool from the rear, for example, and is then output via the tool tip. In the present case, the term “coolant” is preferably also understood to mean lubricants and coolants and lubricants, and in particular also other working media. The coolant channel generally extends in the longitudinal direction, for example straight, but preferably helically. In an advantageous variant, several coolant channels are formed, which in particular run parallel to one another. The coolant channel is preferably incorporated into the base body when it is manufactured, e.g. by means of an extrusion in which the base body is extruded and the coolant channel is created by a thread as a placeholder. Alternatively or additionally, the coolant channel is drilled into the base body.
An der Werkzeugspitze ist eine Freifläche ausgebildet, welche vorlaufend, d.h. in Umlaufrichtung davor, durch eine Schneide berandet ist. Die Schneide wird auch als Hauptschneide bezeichnet. Die Freifläche ist nach vorn ausgerichtet und bildet ein frontseitiges Ende des Grundkörpers. Beim Betrieb und bei Rotation um die Längsachse läuft also die Schneide der Freifläche voraus. Die Freifläche schließt mit dem Werkstück einen Winkel ein, welcher allgemein als Freiwinkel bezeichnet wird. An die Schneide schließt sich insbesondere eine Spannut an, welche auch als erste Spannut bezeichnet wird. Die Schneide ist somit von der Freifläche einerseits und der Spannut andererseits eingefasst. Im Betrieb werden mittels der Schneide von einem Werkstück Späne abgehoben und über die Spannut abgeführt.A free surface is formed on the tool tip, which is bordered by a cutting edge leading to it, ie in front of it in the direction of rotation. The cutting edge is also known as the main cutting edge. The free area is oriented towards the front and forms a front end of the base body. During operation and rotation around the longitudinal axis, the cutting edge therefore runs ahead of the free surface. The free surface forms an angle with the workpiece, which is generally referred to as the clearance angle. In particular, a flute closes on the cutting edge which is also referred to as the first flute. The cutting edge is thus framed by the flank on the one hand and the flute on the other. During operation, chips are lifted from a workpiece by means of the cutting edge and carried away via the flute.
Rückseitig, also nachlaufend, ist die Freifläche insbesondere durch eine weitere oder auch zweite Spannut berandet, insbesondere eine Spannut zu einer weiteren Schneide. Die Freifläche geht beispielsweise kontinuierlich in die weitere Spannut über oder ist durch eine Kante von dieser abgegrenzt. Insgesamt ist die Freifläche somit in Umlaufrichtung durch die Schneide einerseits und die zweite Spannut andererseits berandet.At the rear, that is to say trailing, the free surface is bordered in particular by a further or also a second flute, in particular a flute to a further cutting edge. For example, the free surface merges continuously into the further flute or is delimited from this by an edge. Overall, the free surface is thus bordered in the circumferential direction by the cutting edge on the one hand and the second flute on the other.
Eine jeweilige Spannut ist in den Grundkörper eingebracht und erstreckt sich entlang desselben generell in Längsrichtung, vorzugsweise helixförmig. Eine jeweilige Spannut dient der Abfuhr von Spänen von der Werkzeugspitze zum rückwärtigen Teil des Rotationswerkzeugs.A respective flute is made in the base body and extends along the same generally in the longitudinal direction, preferably in a helical manner. A respective flute is used to remove chips from the tool tip to the rear part of the rotary tool.
In radialer Richtung ist die Freifläche zur Längsachse hin, also nach innen, insbesondere durch eine Querschneide berandet. Die Querschneide ist im Zentrum des Rotationswerkzeugs angeordnet und verbindet insbesondere mehrere Schneiden der Werkzeugspitze miteinander.In the radial direction, the free surface is bordered towards the longitudinal axis, that is to say inward, in particular by a transverse edge. The cross cutting edge is arranged in the center of the rotary tool and in particular connects several cutting edges of the tool tip with one another.
In radialer Richtung nach außen ist die Freifläche durch die Mantelfläche berandet. In einer geeigneten Ausgestaltung bildet die Freifläche mit der Mantelfläche zusammen eine Umlaufkante, welche in Umlaufrichtung betrachtet in einem Schneideck endet, in welchem insbesondere auch die Schneide endet. Die Umlaufkante ist demnach von der Freifläche und der Mantelfläche eingefasst, ähnlich wie oben im Zusammenhang mit der Schneide beschrieben. In einer geeigneten Variante ist dagegen keine Umlaufkante ausgebildet, sodass in radialer Richtung die Freifläche nach außen kontinuierlich in die Mantelfläche übergeht. Die Freifläche ist hierzu beispielsweise gekrümmt ausgebildet.In the radial outward direction, the free surface is bordered by the lateral surface. In a suitable embodiment, the free surface together with the jacket surface forms a circumferential edge which, viewed in the circumferential direction, ends in a cutting corner in which, in particular, the cutting edge also ends. The peripheral edge is accordingly framed by the free surface and the lateral surface, similar to that described above in connection with the cutting edge. In a suitable variant, on the other hand, no circumferential edge is formed, so that in the radial direction the free surface merges continuously outward into the lateral surface. For this purpose, the free surface is curved, for example.
Die Mantelfläche ist vorlaufend insbesondere durch eine Nebenschneide berandet, welche sich entsprechend entlang der Mantelfläche erstreckt. An die Nebenschneide schließt sich insbesondere eine Spannut wie oben beschrieben an, sodass die Nebenschneide von der Mantelfläche und der Spannut eingefasst ist. Bei einer helixförmigen Spannut verläuft insbesondere auch die Nebenschneide entsprechend helixförmig. Entlang der Nebenschneide erstreckt sich in einer geeigneten Ausgestaltung zusätzlich eine Führungsfase.The lateral surface is bordered in advance, in particular by a secondary cutting edge, which accordingly extends along the lateral surface. The secondary cutting edge is followed in particular by a flute as described above, so that the secondary cutting edge is surrounded by the lateral surface and the flute. In the case of a helical flute, the secondary cutting edge in particular also runs in a correspondingly helical manner. In a suitable embodiment, a guide chamfer also extends along the secondary cutting edge.
Vorzugsweise weist das Rotationswerkzeug mehrere Schneiden auf und entsprechend viele Freiflächen, Spannuten und Schneidecke.The rotary tool preferably has a plurality of cutting edges and a correspondingly large number of open areas, flutes and cutting corners.
In die Werkzeugspitze ist eine Ausnehmung eingebracht, in welche der Kühlmittelkanal mündet. In der Ausnehmung ist ein Einsatz befestigt. Der Einsatz weist einen Einlass auf, welcher sich an den Kühlmittelkanal anschließt, zur Weiterleitung von Kühlmittel. Der Einlass ist dabei entweder endseitig an den Kühlmittelkanal angeschlossen oder an einer Längsposition entlang des Kühlmittelkanals, sodass eine Abzweigung ausgebildet ist, welcher einerseits weiter durch den Kühlmittelkanal führt und andererseits in den Einsatz. Weiter weist der Einsatz wenigstens einen Auslass auf, zur Ausgabe von Kühlmittel. Insgesamt verläuft der Kühlmittelkanal im Grundkörper also nicht zwingend bis nach außen z.B. zur Freifläche, sondern endet in einer geeigneten Ausgestaltung sozusagen vorzeitig in der Ausnehmung, von welcher aus dann aber keine Ausgabe des Kühlmittels erfolgt, sondern eine Weiterleitung mittels des Einsatzes. Der Einsatz bildet also für den Kühlmittelkanal eine endseitige Verlängerung. In einer anderen geeigneten Ausgestaltung wird mittels des Einsatzes wenigsten eine Abzweigung für den Kühlmittelkanal gebildet, welcher sich beispielsweise weiter bis zur Freifläche erstreckt und in diese mündet, wobei aber zuvor ein Teil des Kühlmittels abgezweigt und über den Einsatz ausgegeben wird. Der Einsatz stellt somit allgemein einen Adapter dar, welcher vorteilhaft je nach Bedarf gestaltet wird und ist, um das gesamte Kühlmittel oder lediglich einen Teil davon an eine gewünschte Position der Werkzeugspitze umzuleiten und dann an dieser Position auszugeben. Der Einsatz wird auch als Kühlmittelumleiter oder als Kühlmittelverteiler bezeichnet.A recess into which the coolant channel opens is made in the tool tip. An insert is fastened in the recess. The insert has an inlet, which connects to the coolant channel, for forwarding coolant. The inlet is either connected at the end to the coolant channel or at a longitudinal position along the coolant channel, so that a branch is formed which on the one hand continues through the coolant channel and on the other hand into the insert. The insert also has at least one outlet for dispensing coolant. Overall, the coolant channel in the base body does not necessarily extend to the outside e.g. to the open area, but ends in a suitable embodiment, so to speak, prematurely in the recess, from which, however, no output of the coolant takes place, but a forwarding by means of the insert. The insert thus forms an end extension for the coolant channel. In another suitable embodiment, at least one branch for the coolant channel is formed by means of the insert, which, for example, extends further to the open area and opens into it, but before part of the coolant is branched off and output via the insert. The insert thus generally represents an adapter which is and is advantageously designed as required in order to divert all or only part of the coolant to a desired position of the tool tip and then to output it at this position. The use is also referred to as a coolant diverter or a coolant distributor.
Zweckmäßigerweise weist das Rotationswerkzeug mehrere Einsätze und korrespondierende Ausnehmungen auf. Vorzugsweise weist das Rotationswerkzeug für jede Schneide einen Einsatz und eine korrespondierende Ausnehmung auf.The rotary tool expediently has several inserts and corresponding recesses. The rotary tool preferably has an insert and a corresponding recess for each cutting edge.
Der Einsatz weist einen Teilkanal auf, welcher den Einlass und den Auslass verbindet, sodass Kühlmittel vom Kühlmittelkanal über den Einlass in den Einsatz förderbar ist und anschließend über den Auslass speziell aus dem Einsatz und insgesamt aus dem Rotationswerkzeug heraus. Der Teilkanal ist somit an den Kühlmittelkanal angeschlossen und verlängert diesen endseitig. Durch den separaten Einsatz ist die Ausgabe des Kühlmittels vorteilhaft unabhängig vom Kühlmittelkanal frei gestaltbar, indem der Einsatz entsprechend gestaltet wird. Die Designfreiheit hinsichtlich der Ausgabe von Kühlmittel ist somit vorteilhaft deutlich verbessert.The insert has a partial channel which connects the inlet and the outlet so that coolant can be conveyed from the coolant channel via the inlet into the insert and then specifically out of the insert and overall out of the rotary tool via the outlet. The sub-channel is thus connected to the coolant channel and extends it at the end. As a result of the separate insert, the output of the coolant can advantageously be freely designed independently of the coolant channel, in that the insert is designed accordingly. The freedom of design with regard to the output of coolant is thus advantageously significantly improved.
Der Einsatz selbst ist vorteilhaft als Adapter konzipiert. Ein insbesondere herkömmliches Rotationswerkzeug als ein Halbzeug oder ein Rohling für ein Rotationswerkzeug oder Ähnliches wird auf einfache Weise verbessert, indem frontseitig in die Werkzeugspitze eine Ausnehmung eingearbeitet wird, d.h. ein Teil der Werkzeugspitze wird entfernt oder gar nicht erst hergestellt. Dabei wird insbesondere ein Teil des Kühlmittelkanals mit entfernt oder ausgelassen. Der Einsatz ersetzt allgemein einen Teil des Grundkörpers, speziell einen Teil der Werkzeugspitze. Beispielsweise wird ausgehend von einem Grundkörper mit einem Kühlmittelkanal, welcher frontseitig in einer Freifläche mündet, ein Teil der Werkzeugspitze entfernt, wobei in ebenjenem Teil dann ein Auslass des Kühlmittelkanals liegt. Dadurch wird der Kühlmittelkanal zunächst gekürzt und für diesen ein neuer Auslass in der Ausnehmung gebildet. In die entstehende Ausnehmung wird dann der Einsatz eingesetzt, sodass der Einlass des Einsatzes mit dem Auslass des Kühlmittelkanals gekoppelt ist. Dabei muss der neue Auslass, welcher durch den Einsatz bereitgestellt wird, vorteilhaft nicht zwingend wieder in der Freifläche liegen.The insert itself is advantageously designed as an adapter. A particularly conventional rotary tool as a semi-finished product or a blank for a rotary tool or the like is improved in a simple manner by having a recess in the tool tip at the front is incorporated, ie part of the tool tip is removed or not manufactured at all. In particular, part of the coolant channel is also removed or left out. The insert generally replaces part of the base body, especially part of the tool tip. For example, starting from a base body with a coolant channel, which opens into an open area at the front, a part of the tool tip is removed, an outlet of the coolant channel then being located in that same part. As a result, the coolant channel is first shortened and a new outlet is formed in the recess for it. The insert is then inserted into the resulting recess, so that the inlet of the insert is coupled to the outlet of the coolant channel. The new outlet, which is provided by the insert, advantageously does not necessarily have to be in the open area again.
Die Freifläche, die Mantelfläche und die Spannut bilden jeweils eine Fläche der Werkzeugspitze, wobei die Mantelfläche und die Spannut insbesondere lediglich abschnittsweise zur Werkzeugspitze gehören. Die Ausnehmung ist insgesamt in eine oder mehrere der Flächen der Werkzeugspitze eingebracht, sodass der Einsatz entsprechend je nach Ausgestaltung einen Teil der jeweiligen Fläche bildet. Mit anderen Worten: die Ausnehmung ist in eine Freifläche, in eine Mantelfläche oder in eine Spannut eingebracht oder eine Kombination hiervon, sodass der Einsatz entsprechend je nach Ausgestaltung einen Teil der entsprechenden Freifläche, Mantelfläche oder Spannut bildet oder eine Kombination hiervon. Dadurch lassen sich vorteilhaft unterschiedlichste Anordnungen des Einsatzes realisieren. Die Anordnung von Auslässen ist entsprechend auf vielerlei Weise möglich. Je nach Ausgestaltung sind dann ein oder mehrere Auslässe in der Freifläche, in dem Mantelfläche oder in der Spannut angeordnet oder eine Kombination hiervon.The free surface, the lateral surface and the flute each form a surface of the tool tip, the lateral surface and the flute in particular only partially belonging to the tool tip. The recess is made overall in one or more of the surfaces of the tool tip, so that the insert forms part of the respective surface depending on the design. In other words: the recess is made in a free surface, in a lateral surface or in a flute or a combination thereof, so that the insert forms part of the corresponding free surface, lateral surface or flute or a combination thereof, depending on the design. As a result, the most varied of insert arrangements can advantageously be implemented. The arrangement of outlets is accordingly possible in many ways. Depending on the configuration, one or more outlets are then arranged in the free surface, in the lateral surface or in the flute, or a combination thereof.
Der Einsatz ist an sich insbesondere schneidenfrei, ist also gerade kein Schneideinsatz oder Ähnliches, sondern dient insbesondere ausschließlich der Umleitung oder Verteilung von Kühlmittel. Unter „schneidenfrei“ wird verstanden, dass der Einsatz keine frontseitige Schneide aufweist und auch keinen Teil der Schneide der Werkzeugspitze bildet. Das heißt, dass die Hauptschneide der Werkzeugspitze nicht durch den Einsatz unterbrochen ist, sondern durchgängig außerhalb des Einsatzes ausgebildet und angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Einsatz derart ausgebildet, dass dieser im Betrieb nicht in Kontakt mit dem Werkstück gerät. In einer geeigneten Ausgestaltung ist der Einsatz schneidenfrei, bildet aber einen Teil der Umlaufkante oder der Nebenschneide aus. Damit trägt der Einsatz nicht zur frontseitigen Spanabhebung bei, unterstützt jedoch vorteilhafterweise die Stabilisierung des Rotationswerkzeugs z.B. in einem Bohrloch.The insert itself is in particular free of cutting edges, so it is not a cutting insert or the like, but in particular serves exclusively to divert or distribute coolant. “No cutting edge” is understood to mean that the insert has no cutting edge at the front and also does not form part of the cutting edge of the tool tip. This means that the main cutting edge of the tool tip is not interrupted by the insert, but is designed and arranged continuously outside the insert. The insert is preferably designed in such a way that it does not come into contact with the workpiece during operation. In a suitable embodiment, the insert has no cutting edges, but forms part of the peripheral edge or the secondary cutting edge. The insert thus does not contribute to the chip removal at the front, but advantageously supports the stabilization of the rotary tool, e.g. in a borehole.
Der Erfindung liegt zunächst die Überlegung zugrunde, dass eine Zufuhr von Kühlmittel im Betrieb zu einer vorteilhaften Verschleißverringerung führt sowie entsprechend zu einer Erhöhung der Standzeit des Rotationswerkzeugs. Problematisch ist aber, dass die konkrete Ausgestaltung der Kühlmittelkanäle eines Rotationswerkzeugs stark von dessen Geometrie abhängig ist. Limitierende Faktoren sind insbesondere die Gestaltung der Werkzeugspitze oder die Gestaltung des übrigen Rotationswerkzeugs, z.B. durch zusätzliche Spannuten. Zudem ist der Verlauf eines Kühlmittelkanals typischerweise herstellungsbedingt vorgegeben, nämlich generell in Längsrichtung, sodass entsprechend auch die Position des Auslasses, über welchen Kühlmittel ausgegeben wird, nicht beliebig wählbar ist.The invention is initially based on the consideration that a supply of coolant during operation leads to an advantageous reduction in wear and a corresponding increase in the service life of the rotary tool. The problem, however, is that the specific design of the coolant channels of a rotary tool is heavily dependent on its geometry. Limiting factors are in particular the design of the tool tip or the design of the rest of the rotary tool, e.g. through additional flutes. In addition, the course of a coolant channel is typically predetermined as a result of the manufacture, namely generally in the longitudinal direction, so that the position of the outlet via which coolant is output cannot be selected arbitrarily.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht nun insbesondere darin, dass aufgrund des speziellen Einsatzes ein deutlich vergrößerter Gestaltungsspielraum hinsichtlich der Ausgabe von Kühlmittel vorhanden ist. Grundsätzlich erstreckt sich ein jeweiliger Kühlmittelkanal zwar zunächst generell in Längsrichtung durch den Grundkörper des Rotationswerkzeugs bis zur Werkzeugspitze, wird dort dann aber mittels des Einsatzes in vorteilhafter Weise zielgerichtet umgeleitet. Zweckmäßigerweise ist der Teilkanal im Einsatz hierzu bezüglich des Kühlmittelkanals im Grundkörper abgeknickt ausgebildet, ist also an den Kühlmittelkanal in einem Winkel von weniger als 180° angekoppelt oder alternativ oder zusätzlich gekrümmt ausgebildet. Durch den zusätzlichen Einsatz ergibt sich also die Möglichkeit, das Rotationswerkzeug weitestgehend in herkömmlicher Weise zu fertigen und dennoch eine vorteilhafte Modularität bereitzustellen, durch welche der Auslass des Kühlmittelkanals individuell einstellbar ist, sodass entsprechend die Zufuhr von Kühlmittel individuell einstellbar ist.An essential advantage of the invention is that, due to the special use, there is a significantly greater scope for design with regard to the output of coolant. In principle, a respective coolant channel initially extends generally in the longitudinal direction through the base body of the rotary tool to the tool tip, but is then advantageously redirected in a targeted manner by means of the insert. For this purpose, the sub-channel is expediently designed to be kinked with respect to the coolant channel in the base body, that is to say it is coupled to the coolant channel at an angle of less than 180 ° or, alternatively or additionally, is curved. The additional use thus results in the possibility of manufacturing the rotary tool largely in a conventional manner and still providing an advantageous modularity through which the outlet of the coolant channel can be individually adjusted so that the supply of coolant can be adjusted accordingly.
Der Einsatz ist dabei vorteilhaft derart positioniert, dass dieser im Betrieb die wesentliche Funktionalität des Rotationswerkzeugs, insbesondere die spanende Bearbeitung eines Werkstücks, nicht beeinträchtig. Insbesondere weist die Werkzeugspitze eine Schneidengeometrie auf, welche durch den Einsatz nicht beeinträchtigt ist. Die Schneidengeometrie wird durch eine oder mehrere Schneiden gebildet, z.B. durch eine oder mehrere Hauptschneiden und ggf. zusätzlich durch eine Querschneide. Dies wird vor Allem dadurch erzielt, dass der Einsatz in einer oder mehreren Flächen des Rotationswerkzeugs abseits der Schneide positioniert ist, nämlich wie beschrieben in einer Freifläche, einer Mantelfläche oder einer Spannut oder einer Kombination hiervon.The insert is advantageously positioned in such a way that it does not impair the essential functionality of the rotary tool, in particular the machining of a workpiece, during operation. In particular, the tool tip has a cutting edge geometry that is not impaired by use. The cutting edge geometry is formed by one or more cutting edges, e.g. by one or more main cutting edges and, if necessary, by a cross cutting edge. This is achieved above all in that the insert is positioned in one or more surfaces of the rotary tool away from the cutting edge, namely, as described, in a free surface, a lateral surface or a flute or a combination thereof.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Einsatz ist in einer Freifläche positioniert, welche prinzipbedingt in Umlaufrichtung einer Schneide nachläuft. Der Einsatz weist hierzu eine Frontfläche auf, welche nach vorn ausgerichtet ist und welche einen Teil der Freifläche bildet. Dabei ist der Einsatz von der Schneide derart beabstandet, dass ein Wandabschnitt ausgebildet ist, welcher zwischen dem Einsatz und einer vorlaufenden Spannut angeordnet ist, und an welchem die Schneide ausgebildet ist. Der Wandabschnitt ist ein Teil der Werkzeugspitze und bildet frontseitig einen Teil der Freifläche aus. Der Wandabschnitt weist eine Wandstärke auf, welche dem Abstand zwischen dem Einsatz und einer Spannut, welche der Schneide vorausläuft, entspricht. Die Wandstärke beträgt vorzugsweise zwischen 1 mm und 5 mm. Durch den Wandabschnitt, welcher einstückig, d.h. monolithisch und integral, mit der Werkzeugspitze und insbesondere auch dem Grundkörper ausgebildet ist, ist eine besonders hohe Stabilität der Schneide gewährleistet. Der Wandabschnitt erstreckt sich insbesondere in radialer Richtung und bildet dort einen Teil der Mantelfläche des Rotationswerkzeugs. Insbesondere verläuft ein Teilabschnitt einer Führungsfase des Rotationswerkzeugs entlang des Wandabschnitts. Vorzugsweise ist der Teilabschnitt ein Endabschnitt, welcher frontseitig in einem Schneideck endet, in welchem auch die Schneide endet.In an advantageous embodiment, the insert is positioned in an open area which, due to the principle, follows a cutting edge in the direction of rotation. The insert has a front surface for this purpose, which is oriented towards the front and which forms part of the open space. The insert is spaced from the cutting edge in such a way that a wall section is formed which is arranged between the insert and a leading flute and on which the cutting edge is formed. The wall section is part of the tool tip and forms part of the open area on the front. The wall section has a wall thickness which corresponds to the distance between the insert and a flute which precedes the cutting edge. The wall thickness is preferably between 1 mm and 5 mm. The wall section, which is formed in one piece, ie monolithically and integrally, with the tool tip and in particular also with the base body, ensures a particularly high stability of the cutting edge. The wall section extends in particular in the radial direction and there forms part of the lateral surface of the rotary tool. In particular, a section of a guide bevel of the rotary tool runs along the wall section. The partial section is preferably an end section which ends at the front in a cutting corner in which the cutting edge also ends.
Analog zur vorgenannten Ausgestaltung mit Positionierung in der Freifläche ist in einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Einsatz in einer Spannut positioniert. Obige Ausführungen gelten entsprechend. Der Einsatz weist dabei eine Außenfläche auf, welche in Umlaufrichtung ausgerichtet ist und welche einen Teil der Spannut bildet. Der Einsatz ist weiter in Längsrichtung von der Schneide derart beabstandet, sodass ein Wandabschnitt ausgebildet ist, welcher zwischen dem Einsatz und der diesbezüglich in Längsrichtung weiter vorn liegenden Spannut angeordnet ist. Der Wandabschnitt ist ein Teil der Werkzeugspitze und bildet einen Teil der Spannut aus. Der Wandabschnitt weist eine Wandstärke auf, welche dem Abstand zwischen dem Einsatz und einer Freifläche, welche der Schneide nachläuft, entspricht. Die Wandstärke beträgt vorzugsweise zwischen 1 mm und 10 mm. Durch den Wandabschnitt, welcher einstückig, d.h. monolithisch und integral, mit der Werkzeugspitze und insbesondere auch dem Grundkörper ausgebildet ist, ist eine besonders hohe Stabilität der Schneide gewährleistet. Der Wandabschnitt erstreckt sich insbesondere in radialer Richtung und bildet dort einen Teil der Mantelfläche des Rotationswerkzeugs. Auch bei der Positionierung in der Spannut sind Ausgestaltungen mit mehreren Teilkanälen vorteilhaft.Analogously to the aforementioned embodiment with positioning in the open area, in another advantageous embodiment the insert is positioned in a flute. The above statements apply accordingly. The insert has an outer surface which is oriented in the direction of rotation and which forms part of the flute. The insert is further at a distance from the cutting edge in the longitudinal direction in such a way that a wall section is formed which is arranged between the insert and the flute which is further forward in the longitudinal direction in this regard. The wall section is part of the tool tip and forms part of the flute. The wall section has a wall thickness which corresponds to the distance between the insert and a free surface which follows the cutting edge. The wall thickness is preferably between 1 mm and 10 mm. Through the wall section which is in one piece, i. Is monolithic and integral with the tool tip and in particular also the base body, a particularly high stability of the cutting edge is guaranteed. The wall section extends in particular in the radial direction and there forms part of the lateral surface of the rotary tool. When positioning in the flute, designs with several sub-channels are advantageous.
Ein weiterer besonderer Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass mittels des Einsatzes auch eine Verzweigung des Kühlmittelkanals möglich ist. Durch entsprechende Ausgestaltung wird dann das Kühlmittel, welches über einen einzelnen Kühlmittelkanal zum Einsatz gefördert wird, in dem Einsatz auf mehrere Teilkanäle aufgeteilt und über verschiedene Auslässe ausgegeben. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist daher der Einsatz verzweigt ausgebildet, sodass der Einsatz mehrere Auslässe aufweist, welche jeweils über einen Teilkanal mit dem Einlass verbunden sind. Der Einlass versorgt dann mehrere Auslässe mit Kühlmittel. Im Betrieb wird dann Kühlmittel an entsprechend unterschiedlichen Positionen ausgegeben. Die mehreren Auslässe sind entweder sämtlich in derselben Fläche der Werkzeugspitze angeordnet oder in unterschiedlichen Flächen der Werkzeugspitze.Another particular advantage of the invention is in particular that the insert can also be used to branch the coolant channel. With a corresponding design, the coolant which is conveyed to the insert via a single coolant channel is then divided into several subchannels in the insert and output via different outlets. In an advantageous embodiment, the insert is therefore designed to be branched, so that the insert has a plurality of outlets which are each connected to the inlet via a partial channel. The inlet then supplies coolant to multiple outlets. During operation, coolant is then dispensed at correspondingly different positions. The multiple outlets are either all arranged in the same area of the tool tip or in different areas of the tool tip.
Vorzugsweise weist der Einsatz wenigstens einen Auslass auf, welcher in der Freifläche angeordnet ist und welcher der Schneide nachläuft. Dadurch ist eine effiziente Kühlmittelausgabe im Schnittbereich realisiert. Besonders geeignet ist eine Ausgestaltung, bei welcher der Einsatz mehrere, insbesondere zwei Auslässe aufweist, welche entlang der Schneide, d.h. entlang einer gedachten Linie parallel zur Schneide, angeordnet sind, sodass über einen Großteil des Schnittbereichs oder zumindest über einen besonders großen Teilbereich davon eine Ausgabe von Kühlmittel erfolgt.The insert preferably has at least one outlet which is arranged in the free surface and which follows the cutting edge. As a result, an efficient coolant output is realized in the cutting area. An embodiment is particularly suitable in which the insert has several, in particular two, outlets which extend along the cutting edge, i. E. are arranged along an imaginary line parallel to the cutting edge, so that coolant is dispensed over a large part of the cutting area or at least over a particularly large partial area thereof.
Alternativ oder zusätzlich ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Teilkanal in Richtung der Schneide angestellt ausgebildet, sodass das Kühlmittel beim Verlassen des Teilkanals durch den Auslass vollständig oder überwiegend in Richtung der Schneide ausgegeben wird. Hierzu verläuft der Teilkanal zweckmäßigerweise in einem Winkel im Bereich von 45° bis 80° relativ zur Frontfläche des Einsatzes.As an alternative or in addition, in an advantageous embodiment, the partial channel is formed so that it is inclined in the direction of the cutting edge, so that the coolant is discharged completely or predominantly in the direction of the cutting edge when it leaves the partial channel through the outlet. For this purpose, the sub-channel expediently runs at an angle in the range from 45 ° to 80 ° relative to the front surface of the insert.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass eine Ausgabe von Kühlmittel nicht zwingend und auch nicht ausschließlich frontseitig erfolgen muss, sondern dass alternativ oder zusätzlich ein Auslass in einer anderen Richtung möglich ist, vorzugsweise über die Mantelfläche oder über die Spannut.A particular advantage of the invention is that coolant does not necessarily and does not have to be dispensed exclusively from the front, but that, alternatively or additionally, an outlet in another direction is possible, preferably via the lateral surface or via the flute.
An die Schneide schließt sich wie beschrieben eine Spannut an. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Einsatz wenigstens einen Auslass auf, welcher in der Spannut angeordnet ist, zur Kühlmittelausgabe in die Spannut. Dadurch werden im Betrieb die Spannut sowie insbesondere auch die darin geförderten Späne gekühlt.As described, a flute adjoins the cutting edge. In an advantageous embodiment, the insert has at least one outlet, which is arranged in the flute, for dispensing coolant into the flute. As a result, the flute and, in particular, the chips conveyed therein are cooled during operation.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird Kühlmittel über die Mantelfläche ausgegeben, d.h. seitlich. Dadurch wird diese Mantelfläche und alternativ oder zusätzlich eine Führungsphase des Rotationswerkzeugs direkt mit Kühlmittel versorgt und gekühlt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist hierzu entlang der Mantelfläche eine Führungsfase ausgebildet und der Einsatz weist einen Auslass auf, welcher in der Mantelfläche angeordnet ist und welcher der Führungsfase nachläuft. Der vorgenannte Auslass ist in einer Variante der einzige Auslass des Einsatzes, in einer anderen Variante dagegen einer von mehreren Auslässen des Einsatzes, wobei die mehreren Auslässe nicht zwingend alle in der Mantelfläche münden. Durch den Auslass in der Mantelfläche ist vorteilhaft eine Kühlung der Führungsfase realisiert. Allgemein erfolgt durch den Auslass in der Mantelfläche eine Ausgabe von Kühlmittel in radialer Richtung, also seitlich, sodass z.B. bei einem Bohrer auch eine Kühlung einer Bohrlochwand durchgeführt wird. Ein Auslass in der Mantelfläche ist auch ohne zusätzliche Führungsfase vorteilhaft und dient beispielsweise der Kühlung der Nebenschneide oder generell der Mantelfläche selbst oder eines Bohrlochs.In a further advantageous embodiment, coolant is output over the jacket surface, that is to say laterally. As a result, this jacket surface and, alternatively or additionally, a guide phase of the rotary tool are supplied directly with coolant and cooled. In a preferred embodiment, a guide bevel is formed for this purpose along the jacket surface and the insert has an outlet, which is arranged in the lateral surface and which follows the guide bevel. In one variant, the aforementioned outlet is the only outlet of the insert, in another variant, however, it is one of several outlets of the insert, the several outlets not necessarily all opening into the jacket surface. Cooling of the guide bevel is advantageously implemented through the outlet in the jacket surface. In general, coolant is output in the radial direction, ie laterally, through the outlet in the jacket surface, so that, for example, a drill hole wall is also cooled in the case of a drill. An outlet in the jacket surface is also advantageous without an additional guide bevel and serves, for example, to cool the secondary cutting edge or generally the jacket surface itself or a borehole.
Um einen Auslass in der Mantelfläche zu realisieren ist der Einsatz geeignet erweise derart ausgebildet, dass dieser einen Teil der Mantelfläche bildet. Die Ausführungen zum Einsatz als ein Teil der Freifläche oder der Spannut, also zur Positionierung in der Freifläche oder in der Spannut, gelten analog. Der Einsatz weist dann eine Radialfläche auf, welche einen Teil der Mantelfläche des Grundkörpers bildet und insbesondere ersetzt. Aus dem Grundkörper wird also bei der Herstellung des Rotationswerkzeugs ein Stück herausgenommen oder gar nicht erst ausgebildet, sodass ein Teil der Mantelfläche fehlt und durch den Einsatz ergänzt wird, nämlich durch die Radialfläche.In order to realize an outlet in the jacket surface, the insert is suitably designed such that it forms part of the jacket surface. The statements on use as part of the flank or the flute, i.e. for positioning in the flank or in the flute, apply analogously. The insert then has a radial surface which forms part of the lateral surface of the base body and in particular replaces it. During the manufacture of the rotary tool, a piece is removed from the base body or not formed at all, so that part of the lateral surface is missing and is supplemented by the insert, namely by the radial surface.
Zwei oder alle der drei der vorbeschriebenen Ausgestaltungen mit einem oder mehreren Auslässen in der Freifläche, in der Spannut oder in der Mantelfläche sind vorteilhafterweise miteinander kombiniert. Der Einsatz weist dann wenigstens zwei Auslässe auf, welche in unterschiedlichen Flächen angeordnet sind, z.B. ist ein Auslass in der Freifläche angeordnet und wenigstens ein weiterer Auslass in der Mantelfläche. In dieser Ausgestaltung wird also in verschiedene Richtungen Kühlmittel ausgegeben, im genannten Beispiel entsprechend sowohl axial als auch radial, nämlich einerseits über die Freifläche hinter der Schneide und andererseits über die Mantelfläche.Two or all of the three of the above-described configurations with one or more outlets in the free surface, in the flute or in the lateral surface are advantageously combined with one another. The insert then has at least two outlets which are arranged in different surfaces, e.g. an outlet is arranged in the open area and at least one further outlet in the lateral surface. In this embodiment, coolant is output in different directions, correspondingly both axially and radially in the example mentioned, namely on the one hand via the free surface behind the cutting edge and on the other hand via the lateral surface.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Einsatz vollständig in der Werkzeugspitze versenkt angeordnet und fluchtet mit dieser. Darunter wird insbesondere verstanden, dass der Einsatz nicht aus der Werkzeugspitze und nicht aus dem Grundkörper insgesamt hervorsteht. Vielmehr ist ein möglichst glatter und kontinuierlicher Übergang zwischen dem Einsatz und dem Grundkörper ausgebildet. Der Einsatz ist sozusagen passgenau auf die Ausnehmung zugeschnitten und steht aus dieser nicht hervor. Die von außen sichtbaren Flächen des Einsatzes fluchten jeweils mit der korrespondierenden Fläche des Grundkörpers. Mit anderen Worten: die Frontfläche als Teil der Freifläche fluchtet mit der übrigen Freifläche, die Außenfläche als Teil der Spannut fluchtet mit der übrigen Spannut und die Radialfläche als Teil der Mantelfläche fluchtet mit der übrigen Mantelfläche. Dadurch ist die entsprechende Fläche der Werkzeugspitze als durchgängige und an sich insbesondere stufenlose Flächen ausgebildet, wenigstens im Bereich des Einsatzes, d.h. in dessen unmittelbarer Umgebung.In a preferred embodiment, the insert is arranged completely sunk in the tool tip and is flush with it. This is understood in particular to mean that the insert does not protrude from the tool tip and not from the base body as a whole. Rather, the smoothest and most continuous transition possible between the insert and the base body is formed. The insert is, so to speak, precisely tailored to the recess and does not protrude from it. The surfaces of the insert that are visible from the outside are each aligned with the corresponding surface of the base body. In other words: the front surface as part of the free surface is flush with the remaining free surface, the outer surface as part of the flute is flush with the remaining flute and the radial surface as part of the lateral surface is flush with the remaining lateral surface. As a result, the corresponding surface of the tool tip is designed as a continuous and in particular stepless surface, at least in the area of the insert, i.e. in its immediate vicinity.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Ausnehmung einen Grund auf und zwei Flanken, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Grunds angeordnet sind und sich ausgehend von diesem in Richtung der Mantelfläche erstrecken, sodass die Ausnehmung einen U-förmigen Querschnitt aufweist. Die Flanken sind vorzugsweise parallel zueinander. Die Flanken sind vorzugsweise senkrecht zum Grund. Der Einsatz ist von der Ausnehmung insgesamt umgriffen und zwischen den beiden Flanken angeordnet. Die Flanken sind zweckmäßigerweise in einem Abstand zueinander angeordnet, welcher einer Dicke des Einsatzes entspricht. Die Ausnehmung ist somit insgesamt als Schlitz ausgebildet, in welchen der insbesondere plattenförmige Einsatz eingesetzt ist. Der Schlitz wird alternativ als Spalt bezeichnet. Je nach Ausgestaltung verläuft der Schlitz in unterschiedlichen Richtungen, sodass der Einsatz in den entsprechenden Flächen der Werkzeugspitze positioniert ist. Der Auslass des Kühlmittelkanals ist vorzugsweise in dem Grund angeordnet, denkbar und geeignet ist aber alternativ oder zusätzlich auch eine Ausgestaltung, bei welcher der Kühlmittelkanal in einer der Flanken oder in beiden Flanken mündet.In a preferred embodiment, the recess has a base and two flanks, which are arranged on opposite sides of the base and, starting from this, extend in the direction of the lateral surface, so that the recess has a U-shaped cross section. The flanks are preferably parallel to one another. The flanks are preferably perpendicular to the ground. The insert is entirely encompassed by the recess and arranged between the two flanks. The flanks are expediently arranged at a distance from one another which corresponds to a thickness of the insert. The recess is thus designed overall as a slot, in which the insert, in particular in the form of a plate, is inserted. The slot is alternatively referred to as a gap. Depending on the design, the slot runs in different directions so that the insert is positioned in the corresponding surfaces of the tool tip. The outlet of the coolant channel is preferably arranged in the base, but alternatively or additionally an embodiment in which the coolant channel opens into one of the flanks or into both flanks is also conceivable and suitable.
In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich die Ausnehmung von der Freifläche zur Mantelfläche und der Einsatz bildet sowohl einen Teil der Freifläche als auch einen Teil der Mantelfläche bildet. Ein oder mehrere Auslässe sind dann in der Freifläche oder der Mantelfläche angeordnet oder beides. Die Ausnehmung erstreckt sich allgemein in Längsrichtung, d.h. von vorn nach hinten, sodass ein Teil der Freifläche und ein Teil der Mantelfläche durch den Einsatz ersetzt sind. Dabei ist auch eine ggf. vorhandene Umlaufkante durch die Ausnehmung unterbrochen und durch den Einsatz wieder vervollständigt.In a first preferred embodiment, the recess extends from the free surface to the jacket surface and the insert forms both part of the free surface and part of the jacket surface. One or more outlets are then arranged in the open area or the lateral surface or both. The recess extends generally longitudinally, i. from front to back, so that part of the open space and part of the outer surface are replaced by the insert. Any circumferential edge that may be present is also interrupted by the recess and completed again by the insert.
In einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung schließt sich an die Schneide eine Spannut an und die Ausnehmung erstreckt sich von der Spannut zur Mantelfläche. Dabei bildet der Einsatz sowohl einen Teil der Spannut als auch einen Teil der Mantelfläche. Ein oder mehrere Auslässe sind dann in der Spannut oder der Mantelfläche angeordnet oder beides. Die Ausnehmung erstreckt sich allgemein quer zur Längsrichtung und in Umlaufrichtung, sodass ein Teil der Spannut und ein Teil der Mantelfläche durch den Einsatz ersetzt sind. Dabei sind auch eine ggf. vorhandene Nebenschneide und eine ggf. vorhandene Führungsfase durch die Ausnehmung unterbrochen und durch den Einsatz wieder vervollständigt.In a second preferred embodiment, a flute adjoins the cutting edge and the recess extends from the flute to the lateral surface. The insert forms part of the flute as well as part of the lateral surface. One or more outlets are then arranged in the flute or the lateral surface or both. The recess extends generally transversely to the longitudinal direction and in the circumferential direction, so that part of the flute and part of the lateral surface are replaced by the insert. A possibly existing secondary cutting edge and any existing guide chamfer interrupted by the recess and completed again by the insert.
Die beiden Flanken der Ausnehmung sind in einer geeigneten Ausgestaltung jeweils dreieckig ausgebildet, mit einer Basisseite, an welche sich der Grund anschließt und mit zwei Radialseiten, welche sich nach außen erstrecken. Die Basisseite liegt allgemein im Inneren der Werkzeugspitze, während die Radialseiten auf einer der nach außen weisenden Flächen der Werkzeugspitze liegen. In der genannten ersten Ausgestaltung laufen die Radialseiten insbesondere an der Umlaufkante oder allgemein am Übergang der Freifläche in die Mantelfläche zusammen und enden dort. Am Übergang von der Freifläche zur Mantelfläche schließen die Radialseiten zusammen vorzugsweise einen Winkel insbesondere im Bereich zwischen 60° und 100° ein. Analog laufen bei der genannten zweiten Ausgestaltung die Radialseiten an der Nebenschneide zusammen und enden dort. In diesem Fall schließen die Radialseiten zusammen vorzugsweise einen Winkel im Bereich zwischen 30° und 100° ein. In einer Variante sind die Flanken nicht dreieckig, indem die Basisseite nicht gerade ist, sondern z.B. gekrümmt verläuft oder aus mehreren geraden oder gekrümmten Abschnitten zusammengesetzt ist.In a suitable embodiment, the two flanks of the recess are each designed to be triangular, with a base side to which the base adjoins and with two radial sides which extend outward. The base side lies generally inside the tool tip, while the radial sides lie on one of the outwardly facing surfaces of the tool tip. In the first embodiment mentioned, the radial sides converge in particular at the circumferential edge or generally at the transition from the open area to the lateral surface and end there. At the transition from the free surface to the lateral surface, the radial sides together preferably enclose an angle, in particular in the range between 60 ° and 100 °. Similarly, in the second embodiment mentioned, the radial sides converge on the secondary cutting edge and end there. In this case, the radial sides together preferably enclose an angle in the range between 30 ° and 100 °. In a variant, the flanks are not triangular in that the base side is not straight, but e.g. runs curved or is composed of several straight or curved sections.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Einsatz keilförmig ausgebildet und weist genau fünf Flächen auf, nämlich eine erste Fläche und eine zweite Fläche, welche jeweils nach außen weisen, und drei weitere Flächen, mit welchen der Einsatz in der Ausnehmung sitzt. Die erste Fläche ist beispielsweise die bereits erwähnte Frontfläche als Teil der Freifläche oder die Außenfläche als Teil der Spannut, die zweite Fläche ist beispielsweise die bereits erwähnte Radialfläche. Diese beiden Flächen sind von außen sichtbar und zugänglich. Demgegenüber liegen die übrigen drei Flächen innen und an der Ausnehmung an, nämlich eine Fläche am Grund der Ausnehmung und die beiden übrigen Flächen jeweils an einer Flanke der Ausnehmung. Der keilförmige Einsatz weist dann eine Spitze auf, welche generell nach außen zeigt und beispielsweise einen Teil der Umlaufkante oder der Nebenschneide bildet.In a preferred embodiment, the insert is wedge-shaped and has exactly five surfaces, namely a first surface and a second surface, each facing outwards, and three further surfaces with which the insert sits in the recess. The first surface is, for example, the already mentioned front surface as part of the free surface or the outer surface as part of the flute, the second surface is, for example, the already mentioned radial surface. These two surfaces are visible and accessible from the outside. In contrast, the other three surfaces lie on the inside and on the recess, namely one surface on the base of the recess and the two remaining surfaces each on a flank of the recess. The wedge-shaped insert then has a point which generally points outwards and forms, for example, part of the peripheral edge or the secondary cutting edge.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Einsatz in der Ausnehmung befestigt, indem der Einsatz mit der Werkzeugspitze verlötet ist, vorzugsweise durch Hartlöten. Dadurch ergibt sich eine besonders stabile Befestigung. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Einsatz durch eine Presspassung in der Ausnehmung befestigt. Auch hierdurch ist der Einsatz besonders fest gehaltert. Der Einsatz ist hierbei insbesondere zwischen den Flanken der Ausnehmung eingepresst. Zweckmäßig ist auch eine Kombination von Presspassung und Verlöten.In a preferred embodiment, the insert is fastened in the recess by soldering the insert to the tool tip, preferably by hard soldering. This results in a particularly stable attachment. In a preferred embodiment, the insert is fastened in the recess by a press fit. This also ensures that the insert is held particularly firmly. The insert is pressed in here in particular between the flanks of the recess. A combination of press fit and soldering is also useful.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sitzt der Einsatz formschlüssig in der Ausnehmung ein.In a preferred embodiment, the insert sits positively in the recess.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Einsatz aus einem Metall hergestellt. Geeignete Metalle sind insbesondere Stahl oder Kupfer. Generell besteht der gesamte Einsatz vorzugsweise aus einem einzelnen Werkstoff und ist einstückig, d.h. monolithisch und integral, aus diesem Werkstoff gefertigt. Dadurch ist der Einsatz besonders robust.In a preferred embodiment, the insert is made from a metal. Suitable metals are in particular steel or copper. In general, the entire insert is preferably made of a single material and is in one piece, i.e. monolithic and integral, made from this material. This makes the insert particularly robust.
Zweckmäßigerweise ist der Einsatz aus einem Werkstoff gefertigt, welcher mit dem Werkstoff, aus welchem der Grundkörper gefertigt ist, kompatibel ist. Darunter wird insbesondere verstanden, dass die beiden Werkstoffe in mechanischer, physikalischer oder chemischer Hinsicht gleichartig oder zumindest ähnlich sind. Zweckmäßig sind z.B. zwei Werkstoffe mit ähnlicher Wärmeausdehnung. Zweckmäßig sind alternativ oder zusätzlich auch zwei Werkstoffe, welche miteinander verlötbar sind.The insert is expediently made from a material which is compatible with the material from which the base body is made. This is understood in particular to mean that the two materials are identical or at least similar in mechanical, physical or chemical terms. Appropriate are e.g. two materials with similar thermal expansion. Alternatively or additionally, two materials that can be soldered to one another are also expedient.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch einen Einsatz für ein Rotationswerkzeug wie vorstehend beschrieben. Der Einsatz wird dann als separates Teil bereitgestellt und ist in einer geeigneten, insbesondere komplementären Ausnehmung in der Werkzeugspitze des Rotationswerkzeugs befestigbar. Im Rahmen einer Montage wird dann der Einsatz entsprechend in der Ausnehmung befestigt, um ein Rotationswerkzeug mit verbesserter Kühlmittelausgabe zu erhalten. Der zunächst separate Einsatz ist vorteilhaft verwendbar, um herkömmliche Rotationswerkzeuge nachträglich zu verbessern, indem in ein solches Rotationswerkzeug einfach eine geeignete Ausnehmung eingebracht wird und der Einsatz dann darin befestigt wird. Auf diese Weise ist es vorteilhaft möglich, zunächst ein an sich funktionsfähiges Rotationswerkzeug ohne Einsatz herzustellen und zu verwenden und lediglich bei Bedarf in die Werkzeugspitze einen Einsatz zu integrieren. Dadurch wird trotz großer Einsatzbreite der Herstellungsaufwand und der Teilebedarf deutlich verringert, da nicht zwei völlig unterschiedliche Rotationswerkzeuge hergestellt werden müssen, sondern lediglich ein zusätzlicher Einsatz.The object is also achieved by an insert for a rotary tool as described above. The insert is then provided as a separate part and can be fastened in a suitable, in particular complementary recess in the tool tip of the rotary tool. During assembly, the insert is then appropriately fastened in the recess in order to obtain a rotary tool with improved coolant output. The initially separate insert can advantageously be used to subsequently improve conventional rotary tools by simply making a suitable recess in such a rotary tool and then fastening the insert therein. In this way, it is advantageously possible first of all to manufacture and use a rotary tool that is functional per se without an insert and to integrate an insert into the tool tip only when required. As a result, despite the wide range of uses, the manufacturing effort and the need for parts are significantly reduced, since two completely different rotary tools do not have to be produced, but only one additional insert.
Das Verfahren dient zur Herstellung eines Rotationswerkzeugs, insbesondere wie vorstehend beschrieben, wobei das Rotationswerkzeug einen Grundkörper aufweist, wobei der Grundkörper eine Mantelfläche aufweist und sich in einer Längsrichtung erstreckt und frontseitig eine Werkzeugspitze aufweist, zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks, wobei in dem Grundkörper ein Kühlmittelkanal ausgebildet ist, welcher sich entlang des Grundkörpers bis zur Werkzeugspitze erstreckt, wobei an der Werkzeugspitze eine Freifläche ausgebildet ist, welche vorlaufend durch eine Schneide berandet ist und welche in einer radialen Richtung durch die Mantelfläche berandet ist, wobei in die Werkzeugspitze eine Ausnehmung eingebracht wird, sodass der Kühlmittelkanal in der Ausnehmung mündet, wobei in der Ausnehmung ein Einsatz befestigt wird, wobei der Einsatz einen Einlass aufweist, welcher sich an den Kühlmittelkanal anschließt, zur Weiterleitung von Kühlmittel, und wenigstens einen Auslass, zur Ausgabe von Kühlmittel. Vorteile und zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich entsprechend aus dem bisher Gesagten.The method is used to produce a rotary tool, in particular as described above, the rotary tool having a base body, the base body having a lateral surface and extending in a longitudinal direction and having a tool tip on the front, for machining a workpiece, with a coolant channel in the base body is formed, which extends along the base body to the tool tip, wherein a free surface is formed on the tool tip, which is bordered in front by a cutting edge and which in a radial direction by the lateral surface is bordered, with a recess being made in the tool tip so that the coolant channel opens into the recess, with an insert being fastened in the recess, the insert having an inlet which adjoins the coolant channel for conveying coolant, and at least an outlet for dispensing coolant. Advantages and appropriate further developments result from what has been said so far.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Ausnehmung mittels einer Schleifscheibe in die Werkzeugspitze eingeschliffen. Hierzu wird die Schleifscheibe entlang eines zweckmäßigerweise geraden, d.h. nicht gebogenen Pfads durch die Werkzeugspitze geführt und dadurch ein Teil der Werkzeugspitze entfernt, sodass die Ausnehmung entsteht. Die Ausnehmung bildet dann insbesondere eine Kontur der Schleifscheibe ab, weist also wie oben im Zusammenhang mit dem Rotationswerkzeug beschrieben einen Grund und zwei Flanken auf und einen insbesondere U-förmigen Querschnitt, welcher der Kontur der Schleifscheibe entspricht. Alternativ oder zusätzlich wird die Ausnehmung mittels eines Fräswerkzeugs in die Werkzeugspitze eingefräst.In a preferred embodiment, the recess is ground into the tool tip by means of a grinding wheel. For this purpose, the grinding wheel is expediently straight, i.e. not curved path guided through the tool tip and thereby removed part of the tool tip, so that the recess is created. The recess then particularly forms a contour of the grinding wheel, that is to say, as described above in connection with the rotary tool, has a base and two flanks and an in particular U-shaped cross section which corresponds to the contour of the grinding wheel. Alternatively or additionally, the recess is milled into the tool tip by means of a milling tool.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Einsatz mittels eines 3d-Druckverfahrens hergestellt. Der Einsatz ist demnach ein 3d-Druckteil. Ein 3d-Druckverfahren ist ein additives Urformverfahren zur Herstellung dreidimensionaler Objekte. Ein geeignetes 3d-Druckverfahren ist beispielsweise Lasersintern, welches sich besonders zur Herstellung von Einsätzen aus Metall eignet. Ein 3d-Druckverfahren weist allgemein einen besonders hohen Designfreiheitsgrad auf, sodass die Möglichkeiten, welche sich durch die Verwendung eines separaten Einsatzes zur Kühlmittelverteilung ergeben, voll ausgeschöpft werden können. Andersherum ist es ebenfalls vorteilhaft, dass nunmehr ein 3d-Druckverfahren angewendet wird, um ein ansonsten insbesondere herkömmlich gefertigtes Rotationswerkzeug individuell anzupassen.In a preferred embodiment, the insert is produced by means of a 3-D printing process. The insert is therefore a 3D printed part. A 3D printing process is an additive primary forming process for the production of three-dimensional objects. A suitable 3D printing process is, for example, laser sintering, which is particularly suitable for manufacturing inserts made of metal. A 3-D printing process generally has a particularly high degree of design freedom, so that the possibilities that result from the use of a separate insert for coolant distribution can be fully exploited. On the other hand, it is also advantageous that a 3-D printing process is now used in order to individually adapt an otherwise conventionally manufactured rotary tool.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen für das Rotationswerkzeug und das Verfahren ergeben sich durch Kombination mehrerer oder aller der beschriebenen Ausgestaltungen.Further preferred configurations for the rotary tool and the method result from a combination of several or all of the configurations described.
FigurenlisteFigure list
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch:
-
1 ausschnittsweise ein Rotationswerkzeug, -
2 ausschnittsweise einen Grundkörper des Rotationswerkzeugs, -
3 einen Einsatz des Rotationswerkzeugs, -
4 ein Halbzeug zur Herstellung des Rotationswerkzeugs, -
5 ausschnittsweise eine Variante des Rotationswerkzeugs, -
6 eine andere Ansicht des Rotationswerkzeugs aus5 .
-
1 a part of a rotary tool, -
2 a section of a main body of the rotary tool, -
3 an insert of the rotary tool, -
4th a semi-finished product for the production of the rotary tool, -
5 excerpts from a variant of the rotary tool, -
6th another view of the rotary tool5 .
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
In
In dem Grundkörper
An der Werkzeugspitze
Die Mantelfläche
In die Werkzeugspitze
Die vorgenannte Positionierung des Einsatzes
Der Einsatz
Vorzugsweise ist der Einsatz
Preferably the use
Vorliegend wird die Ausnehmung
Die Gestaltung des Einsatzes
Allgemein ist der Einsatz
Der Einsatz
Unabhängig von der Anordnung der Ausnehmung
Eine Ausgabe von Kühlmittel erfolgt im gezeigten Ausführungsbeispiel nicht ausschließlich frontseitig, sondern zusätzlich in radialer Richtung
Der Einsatz
Wie aus den Ausführungsbeispielen deutlich wird, ist der Einsatz
Eine mögliche Ausgestaltung der Ausnehmung
Der Einsatz
Der Einsatz
Die einzelnen Merkmale des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels sind auch unabhängig voneinander realisierbar und führen allein oder in Kombination entsprechend zu weiteren geeigneten Ausgestaltungen.The individual features of the exemplary embodiment described above can also be implemented independently of one another and lead, alone or in combination, to further suitable configurations.
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Citations (6)
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- 2019-01-24 DE DE102019200910.7A patent/DE102019200910B4/en active Active
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