DE102020118592A1

DE102020118592A1 - Ölabgabe in einem minimalmengenschmierungs-schneidwerkzeug mit mehreren durchmessern

Info

Publication number: DE102020118592A1
Application number: DE102020118592.8A
Authority: DE
Inventors: David Alan Stephenson; Ethan Timothy Hughey
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-07-17
Filing date: 2020-07-14
Publication date: 2021-01-21
Also published as: US20210016370A1; US11097359B2; CN112238365A

Abstract

Diese Offenbarung stellt Ölabgabe in einem Minimalmengenschmierungs-Schneidwerkzeug mit mehreren Durchmessern bereit. Ein Schneidwerkzeug beinhaltet einen Körper mit einer Basis und einem Schneidabschnitt. Der Schneidabschnitt definiert eine Vielzahl von ersten Kanten und eine Vielzahl von zweiten Kanten. Der Körper definiert einen Hauptkanal, eine Vielzahl von ersten Abzweigungskanälen und eine Vielzahl von ersten unabhängigen Kanälen. Jeder der ersten Abzweigungskanäle ist zu dem Hauptkanal offen und weist einen Auslass auf, der zu einer Außenseite des Schneidabschnitts in der Nähe einer entsprechenden der zweiten Kanten offen ist. Jeder der ersten unabhängigen Kanäle ist von dem Hauptkanal und den ersten Abzweigungskanälen unabhängig und weist einen Auslass auf, der zu einer Außenseite des Schneidabschnitts in der Nähe einer entsprechenden der ersten Kanten offen ist.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Schneidwerkzeug und insbesondere auf die Ölabgabe in einem Minimalmengenschmierungs-Schneidwerkzeug.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Informationen zum allgemeinen Stand der Technik in Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit und stellen unter Umständen nicht den Stand der Technik dar.
Die konventionelle Fertigung verwendet einen Fluss eines flüssigen Schmiermittels mit hohem Volumen über den Schneidkanten des Werkzeugs. Einige Werkzeuge mit mehreren Schneiddurchmessern weisen interne Kanäle auf, die dieses flüssige Schmiermittel für jede Schneidkante bereitstellen. Da das herkömmliche flüssige Schmiermittel im Wesentlichen ein inkompressibles Fluid ist, basiert der Fluss von jedem Kanal zu jeder Schneidkante im Wesentlichen weiterhin auf dem Druck der dem Werkzeug zugeführten Flüssigkeit.
Im Gegensatz dazu verwendet die Fertigung mit Minimalmengenschmierung (MMS) eine Schmierung, die den Schneidkanten eines Werkzeugs durch einen mageren Luft-Öl-Nebel zugeführt wird, statt durch eine flüssigkeitsbasierte Emulsion mit hohem Volumen in der konventionellen Fertigung. Werkzeuge, die für den Flüssigschmiermittelfluss durch interne Kanäle ausgelegt sind, leiden unter einem unausgeglichenen Schmiermittelfluss, wenn sie mit dem Luft-Öl-Nebel der MMS-Fertigung verwendet werden. Das Verhältnis von Luft zu Öl im Luft-Öl-Nebel ist typischerweise sehr hoch und der Schmiermittelnebel wirkt als ein komprimierbares Fluid (im Gegensatz zu dem inkompressiblen flüssigen Schmiermittel herkömmlicher Fertigung). Infolgedessen neigt ein unverhältnismäßiges Volumen des komprimierbaren Schmiermittelnebels dazu, über die Kanäle an den Schneidkanten mit größerem Durchmesser aus dem Werkzeug auszutreten, obwohl der Großteil des Schneidens an den Schneidkanten mit kleinerem Durchmesser stattfindet. Dies kann zu Verschwendung von Schmiermittel und übermäßigem Verschleiß des Werkzeugs führen.
Die vorliegende Offenbarung befasst sich mit diesen und anderen Problemen, die mit MMS-Schneidwerkzeugen in Verbindung stehen.
KURZDARSTELLUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollständigen Umfangs oder all ihrer Merkmale.
In einer Form beinhaltet ein Schneidwerkzeug einen Körper mit einer Basis und einem Schneidabschnitt. Der Schneidabschnitt definiert eine Vielzahl von ersten Kanten und eine Vielzahl von zweiten Kanten. Der Körper definiert einen Hauptkanal, eine Vielzahl von ersten Abzweigungskanälen und eine Vielzahl von ersten unabhängigen Kanälen. Jeder der ersten Abzweigungskanäle ist zu dem Hauptkanal offen und weist einen Auslass auf, der zu einer Außenseite des Schneidabschnitts in der Nähe einer entsprechenden der zweiten Kanten offen ist. Jede der ersten unabhängigen Kanäle ist unabhängig von dem Hauptkanal und den ersten Abzweigungskanälen. Jeder der ersten unabhängigen Kanäle weist einen Auslass auf, der zu einer Außenseite des Schneidabschnitts in der Nähe einer entsprechenden der ersten Kanten offen ist. Gemäß einer Vielfalt von alternativen Formen gilt Folgendes: der Hauptkanal ist koaxial um eine Zentralachse des Körpers angeordnet und die ersten unabhängigen Kanäle sind nicht koaxial zu der Zentralachse; der Körper ist um eine Zentralachse angeordnet und die ersten Kanten befinden sich an einem ersten Durchmesser und die zweiten Kanten befinden sich an einem zweiten Durchmesser, der größer als der erste Durchmesser ist; der Körper definiert eine Vielzahl von zweiten Abzweigungskanälen und der Schneidabschnitt definiert eine Vielzahl von dritten Kanten, wobei sich die dritten Kanten an einem dritten Durchmesser befinden, der größer als der zweite Durchmesser ist, wobei jeder der zweiten Abzweigungskanäle zu dem Hauptkanal offen ist und einen Auslass aufweist, der durch eine Außenseite des Schneidabschnitts in der Nähe einer entsprechenden der dritten Kanten offen ist; der Körper definiert eine Vielzahl von zweiten unabhängigen Kanälen und der Schneidabschnitt definiert eine Vielzahl von dritten Kanten, wobei sich die dritten Kanten an einem dritten Durchmesser befinden, der größer als der erste Durchmesser und kleiner als der zweite Durchmesser ist, wobei jeder der zweiten unabhängigen Kanäle von dem Hauptkanal, den ersten Abzweigungskanälen und den ersten unabhängigen Kanälen unabhängig ist; die ersten Kanten sind gegenüber den zweiten Kanten drehversetzt; die Abzweigungskanäle erstrecken sich von dem Hauptkanal linear zu den zweiten Kanten und die ersten unabhängigen Kanäle erstrecken sich linear durch den Schneidabschnitt zu den ersten Kanten; die Basis definiert eine Vorkammer, die durch ein Ende der Basis offen ist, das sich gegenüber dem Schneidabschnitt befindet, wobei der Hauptkanal einen Einlass aufweist, der zu der Vorkammer offen ist und jeder der ersten unabhängigen Kanäle einen Einlass aufweist, der zu der Vorkammer offen ist; die ersten und die zweiten Kanten sind spiralförmig; die ersten und die zweiten Kanten sind planar; eine Minimalmengenschmierungs-Schneidmaschine (MMS-Schneidmaschine) kann ein Schneidwerkzeug gemäß einer beliebigen der vorstehenden Formen beinhalten, wobei die MMS-Schneidmaschine dazu konfiguriert ist, dem Schneidwerkzeug ein Gemisch aus Öl und Luft bereitzustellen.
In einer anderen Form beinhaltet ein Schneidwerkzeug einen Körper mit einer Basis und einem Schneidabschnitt. Der Körper definiert einen Hauptkanal, eine Vielzahl von ersten Abzweigungskanälen und eine Vielzahl von ersten unabhängigen Kanälen. Der Schneidabschnitt definiert eine Viehlzahl von ersten Kanten an einem ersten Durchmesser und eine Vielzahl von zweiten Kanten an einem zweiten Durchmesser, der größer als der erste Durchmesser ist. Die Basis definiert einen Einlass des Hauptkanals. Jeder der ersten Abzweigungskanäle weist einen Einlass, der zu dem Hauptkanal offen ist, und einen Auslass, der zu einer Außenseite des Schneidabschnitts in der Nähe einer entsprechenden der zweiten Kanten offen ist, auf. Jeder der ersten unabhängigen Kanäle weist einen durch die Basis definierten Einlass und einen Auslass auf, der zu einer Außenseite des Schneidabschnitts in der Nähe einer entsprechenden der ersten Kanten offen ist. Gemäß einer Vielfalt von alternativen Formen gilt Folgendes: die ersten unabhängigen Kanäle sind durch den Körper hinweg von den ersten Abzweigungskanälen und dem Hauptkanal unabhängig; der Körper ist um eine Drehachse angeordnet und der Hauptkanal erstreckt sich in Längsrichtung koaxial zu der Drehachse; die ersten Kanten sind gegenüber den zweiten Kanten drehversetzt, die ersten unabhängigen Kanäle erstrecken sich entlang entsprechender erster Achsen, die parallel zu der Drehachse und dieser gegenüber versetzt sind, die ersten Abzweigungskanäle erstrecken sich von dem Hauptkanal linear zu den zweiten Kanten; der Körper definiert eine Vielzahl von zweiten Abzweigungskanälen und der Schneidabschnitt definiert eine Vielzahl von dritten Kanten, wobei sich die Kanten an einem dritten Durchmesser befinden, der größer als der zweite Durchmesser ist, wobei jeder der zweiten Abzweigungskanäle einen Einlass, der zu dem Hauptkanal offen ist, und einen Auslass, der zu einer Außenseite des Schneidabschnitts in der Nähe einer entsprechenden der dritten Kanten offen ist, umfasst; der Körper definiert eine Vielzahl von zweiten unabhängigen Kanälen und der Schneidabschnitt definiert eine Vielzahl von dritten Kanten, wobei sich die dritten Kanten an einem Durchmesser befinden, der sich von dem ersten und dem zweiten Durchmesser unterscheidet, wobei jeder der zweiten unabhängigen Kanäle von dem Hauptkanal, den ersten Abzweigungskanälen und den ersten unabhängigen Kanälen unabhängig ist, wobei jeder zweite unabhängige Kanal einen Auslass aufweist, der zu einer Außenseite des Schneidabschnitts in der Nähe einer entsprechenden der dritten Kanten offen ist; eine Minimalmengenschmierungs-Schneidmaschine (MMS-Schneidmaschine) kann das Schneidwerkzeug gemäß einer der vorstehenden Formen beinhalten, wobei die MMS-Schneidmaschine dazu konfiguriert ist, dem Schneidwerkzeug ein Gemisch aus Öl und Luft bereitzustellen.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und konkrete Beispiele lediglich der Veranschaulichung dienen und den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
Figurenliste
Damit die Offenbarung richtig verstanden werden kann, werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verschiedene beispielhafte Formen davon beschrieben, wobei Folgendes gilt:

1 ist eine schematische Teilquerschnittsansicht eines Abschnitts einer Schneidmaschine einschließlich eines Minimalmengenschmierungssystems und eines Schneidwerkzeugs gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine schematische Ansicht eines Schneidabschnitts des Schneidwerkzeugs aus 1;
3 ist eine Draufsicht auf das Schneidwerkzeug aus 1;
4 ist eine schematische Ansicht eines Basisabschnitts des Schneidwerkzeugs aus 1;
5 ist eine Querschnittsansicht des Schneidwerkzeugs aus 1 entlang der in 3 gezeigten Linie 5-5;
6 ist eine Querschnittsansicht des Schneidwerkzeugs aus 1 entlang der in 3 gezeigten Linie 6-6;
7 ist eine Draufsicht auf ein Schneidwerkzeug einer anderen Konfiguration gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung;
8 ist eine schematische Ansicht eines Basisabschnitts des Schneidwerkzeugs aus 7;
9 ist eine Querschnittsansicht des Schneidwerkzeugs aus 7 entlang der in 7 gezeigten Linie 9-9;
10 ist eine Querschnittsansicht des Schneidwerkzeugs aus 7 entlang der in 7 gezeigten Linie 10-10; Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder die Verwendungen nicht einschränken. Es versteht sich, dass über alle Zeichnungen hinweg entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Bauteile und Merkmale angeben. Es werden Beispiele bereitgestellt, um den Umfang der Offenbarung für den Fachmann vollständig zu vermitteln. Zahlreiche spezifische Einzelheiten werden dargelegt, wie etwa Arten spezifischer Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein umfängliches Verständnis der Abwandlungen der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Dem Fachmann wird jedoch klar sein, dass spezifische Einzelheiten nicht eingesetzt werden müssen und dass die hierin bereitgestellten Beispiele alternative Ausführungsformen beinhalten können und nicht dazu gedacht sind, den Umfang der Offenbarung einzuschränken. In einigen Beispielen werden hinlänglich bekannte Prozesse, hinlänglich bekannte Vorrichtungsstrukturen und hinlänglich bekannte Techniken nicht im Detail beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Abschnitt einer Schneidmaschine 10 zusammen mit einem Minimalmengenschmierungs-Zuführsystem (MMS-Zuführsystem) 14 und einem Schneidwerkzeug 110 veranschaulicht. Die Schneidmaschine 10 kann eine beliebige geeignete Schneidmaschine sein, die dazu konfiguriert ist, dem Schneidwerkzeug 110 MMS-Luft-Öl-Nebel bereitzustellen. In dem bereitgestellten Beispiel beinhaltet die Schneidmaschine 10 eine Drehdurchführung 18, eine Spindel 22, einen Werkzeughalter 26 und einen Motor (nicht gezeigt), der dazu konfiguriert ist, die Spindel um eine Zentralachse 30 zu drehen.
Das MMS-Zuführsystem 14 ist schematisch als ein 1-Kanal-MMS-System veranschaulicht, sodass das MMS-Zuführsystem 14 ein Gemisch aus Öl und Druckluft als ein Luft-Öl-Nebel an eine einzelne Ausgabeleitung 34 bereitstellt. Dementsprechend kann das MMS-Zuführsystem 14 einen Luftkompressor (nicht gezeigt) oder einen Einlass 38, der dazu konfiguriert ist, Druckluft von einer Druckluftquelle (nicht gezeigt) aufzunehmen, und einen Regler (nicht gezeigt), der dazu konfiguriert ist, einen Druck oder eine Durchflussrate der Druckluft zu steuern, umfassen. Das MMS-Zuführsystem 14 kann einen Ölbehälter (nicht gezeigt) oder einen Einlass (nicht gezeigt), der dazu konfiguriert ist, eine Zufuhr von Schmieröl aufzunehmen, und eine Vorrichtung (z. B. eine Pumpe und/oder einen Regler; nicht gezeigt), die dazu konfiguriert ist, einen Druck oder eine Durchflussrate des Öls zu steuern, umfassen.
Die Ausgabeleitung 34 verbindet das MMS-Zuführsystem 14 zur Fluidverbindung mit der Drehdurchführung 18. Die Drehdurchführung 18 dreht sich nicht mit der Spindel 22, sondern beinhaltet einen Durchgang 42, der zur Fluidverbindung mit einem Durchgang 46 der Spindel gekoppelt ist, sodass sich der Luft-Öl-Nebel von der Drehdurchführung 18 zu der Spindel 22 bewegen kann, während sich die Spindel 22 dreht. Der Durchgang 46 der Spindel 22 erstreckt sich durch die Spindel 22 und kann koaxial zu der Zentralachse 30 der Spindel 22 sein.
Der Werkzeughalter 26 ist zur gemeinsamen Drehung mit der Spindel 22 an der Spindel 22 montiert und dazu konfiguriert, einen Basisabschnitt 114 des Schneidwerkzeugs 110 zur gemeinsamen Drehung um die Zentralachse 30 mit dem Werkzeughalter 26 zu tragen, während sich ein Schneidabschnitt 118 des Schneidwerkzeugs 110 axial von dem Werkzeughalter 26 erstreckt. Das Schneidwerkzeug 110 ist entfernbar an dem Werkzeughalter 26 montiert, sodass das Schneidwerkzeug 110 entfernt und durch ein anderes oder unterschiedliches Schneidwerkzeug (nicht gezeigt) ersetzt werden kann. Der Werkzeughalter 26 beinhaltet einen Durchgang 50, der zur Fluidverbindung mit dem Durchgang 46 der Spindel 22 und zur Fluidverbindung mit dem Basisabschnitt 114 des Schneidwerkzeugs 110 gekoppelt ist, sodass der Luft-Öl-Nebel von der Spindel 22 dem Basisabschnitt 114 des Schneidwerkzeugs 110 über den Werkzeughalter 26 bereitgestellt wird.
In einer alternativen Konfiguration, die nicht konkret gezeigt ist, ist das MMS-Zuführsystem 14 ein 2-Kanal-MMS-System, sodass Öl und Luft getrennt bleiben, bis sie in der Schneidmaschine 10 vermischt werden. Die Luft und das Öl können sich zum Beispiel durch getrennte Leitungen bewegen, die gegebenenfalls konzentrische Leitungen sein können, bis sie sich in einem vorbestimmten Bereich der Schneidmaschine 10 vermischen, wie etwa beispielsweise innerhalb des Werkzeughalters 26.
Bezugnehmend auf die 2 und 3 ist das Schneidwerkzeug 110 ein Schneidwerkzeug mit mehreren Durchmessern, das einen einheitlichen Körper 210 (d. h. einen einteiligen Körper) umfasst. Das Schneidwerkzeug 110 kann ein beliebiger geeigneter Typ eines MMS-Schneidwerkzeugs mit mehreren Durchmessern sein, wie etwa beispielsweise ein Reibwerkzeug, ein Ausbohrungswerkzeug oder ein Bohrwerkzeug. In dem bereitgestellten Beispiel beinhaltet das Schneidwerkzeug 110 eine Vielzahl von ersten Schneidkanten 214, eine Vielzahl von zweiten Schneidkanten 218 und eine Vielzahl von dritten Schneidkanten 222. Die ersten Schneidkanten 214 befinden sich in der Nähe eines Endes 226 des Schneidabschnitts 118 gegenüber dem Basisabschnitt 114 und sind an einem ersten Durchmesser angeordnet. Die zweiten Schneidkanten 218 befinden sich axial zwischen den ersten Schneidkanten 214 und den dritten Schneidkanten 222 und sind an einem zweiten Durchmesser angeordnet, der größer als der erste Durchmesser ist. Die dritten Schneidkanten 222 befinden sich axial zwischen den zweiten Schneidkanten 218 und dem Basisabschnitt 114 und sind an einem dritten Durchmesser angeordnet, der größer als der zweite Durchmesser ist.
Die ersten, zweiten und dritten Schneidkanten 214, 218, 222 können geschärfte Flächen des Körpers 210 sein, die sich innerhalb des Schneidabschnitts 118 befinden, oder können entfernbare Schneidblätter sein, die mit den zugehörigen Durchmessern an dem Körper 210 montiert werden können. In dem gezeigten Beispiel sind die Schneidkanten 214, 218, 222 im Allgemeinen flache, planare Flächen, wenngleich andere Konfigurationen verwendet werden können. In einer alternativen Konfiguration sind die Schneidkanten 214, 218, 222 spiralförmige Kanten.
Wie am besten in 3 gezeigt, sind die ersten Schneidkanten 214 des bereitgestellten Beispiels gegenüber den zweiten Schneidkanten 218 und den dritten Schneidkanten 222 drehversetzt. In dem bereitgestellten Beispiel sind die zweiten Schneidkanten 218 und die dritten Schneidkanten 222 drehbar aneinander ausgerichtet, wenngleich andere Konfigurationen verwendet werden können.
Unter Bezugnahme auf die 3 und 6 definiert der Körper 210 eine Vielzahl von unabhängigen Kanälen 230, 232, die sich durch den gesamten Körper 210 einschließlich des Basisabschnitts 114 und des Schneidabschnitts 118 erstrecken. Jeder der unabhängigen Kanäle 230, 232 weist einen Einlass 234, 238 (4), der durch eine Außenfläche 242 des Basisabschnitts 114 offen ist, und einen Auslass 246, 248, der durch eine Außenfläche 250, 252 des Körpers 210 in der Nähe einer entsprechenden der ersten Schneidkanten 214 offen ist, auf. Die unabhängigen Kanäle 230, 232 sind unabhängig voneinander und unabhängig von allen anderen Kanälen innerhalb des Körpers 210. In dem bereitgestellten Beispiel erstrecken sich die unabhängigen Kanäle 230, 232 auf lineare Weise axial durch den Körper 210, wenngleich andere Konfigurationen verwendet werden können. In dem bereitgestellten Beispiel sind die unabhängigen Kanäle 230, 232 parallel zueinander, wenngleich andere Konfigurationen verwendet werden können. In dem bereitgestellten Beispiel sind die unabhängigen Kanäle 230, 232 parallel zu der Zentralachse 30 und dieser gegenüber drehversetzt.
Unter Bezugnahme auf die 3 und 5 definiert der Körper 210 auch einen Hauptkanal 254, eine Vielzahl von ersten Abzweigungskanälen 258, 260 und eine Vielzahl von zweiten Abzweigungskanälen 262, 264. Der Hauptkanal 254 ist koaxial zu der Zentralachse 30 und erstreckt sich zumindest teilweise durch den Basisabschnitt 114. Der Hauptkanal 254 weist einen Einlass 266 (4) auf, der durch die Außenfläche 242 des Basisabschnitts 114 offen ist. In dem bereitgestellten Beispiel endet der Hauptkanal 254 innerhalb des Basisabschnitts 114, wenngleich andere Konfigurationen verwendet werden können. Jeder der ersten Abzweigungskanäle 258, 260 weist einen Einlass 270, 274, der zur Fluidverbindung mit dem Hauptkanal 254 direkt zu dem Hauptkanal 254 offen ist, und einen Auslass 278, 280, der durch eine Außenfläche 282, 284 des Körpers 210 in der Nähe einer entsprechenden der zweiten Schneidkanten 218 offen ist, auf. In dem bereitgestellten Beispiel sind die ersten Abzweigungskanäle 258, 260 linear, wenngleich andere Konfigurationen verwendet werden können. Jeder der zweiten Abzweigungskanäle 262, 264 weist einen Einlass 286, 290, der zur Fluidverbindung mit dem Hauptkanal 254 direkt zu dem Hauptkanal 254 offen ist, und einen Auslass 292, 294, der durch eine Außenfläche 296, 298 des Körpers 210 in der Nähe einer entsprechenden der dritten Schneidkanten 222 offen ist, auf. In dem bereitgestellten Beispiel sind die zweiten Abzweigungskanäle 262, 264 linear, wenngleich andere Konfigurationen verwendet werden können.
In dem bereitgestellten Beispiel sind die ersten und zweiten Abzweigungskanäle 258, 260, 262, 264 entlang einer gemeinsamen Ebene angeordnet (z. B. durch die Linie 5-5 in 3 angegeben) und sind die unabhängigen Kanäle 230, 232 entlang einer anderen Ebene angeordnet (z. B. durch die Linie 6-6 in 3 angegeben), die gegenüber der Ebene der ersten und zweiten Abzweigungskanäle 258, 260, 262, 264 um einen Winkel θ drehversetzt ist.
In einer nicht gezeigten alternativen Konfiguration kann der Einlass 286, 290 jedes zweiten Abzweigungskanals 262, 264 direkt zu einem entsprechenden der ersten Abzweigungskanäle 258, 260 offen sein, anstatt direkt zu dem Hauptkanal 254 offen zu sein. In einer anderen nicht gezeigten alternativen Konfiguration erstreckt sich der Hauptkanal 254 in den Schneidabschnitt 118. In einer anderen nicht gezeigten alternativen Konfiguration erstreckt sich der Hauptkanal durch den Basisabschnitt 114 und durch den Schneidabschnitt 118 und ist entweder durch das Ende 226 des Schneidabschnitts 118 offen, um eine Fluidverbindung dorthin zu ermöglichen, oder es ist ein Stopfen (nicht gezeigt) in dem Hauptkanal 254 an dem Ende 226 angeordnet, der den Fluss von dem Hauptkanal 254 aus dem Ende 226 blockiert.
Unter Bezugnahme auf 4 ist der Basisabschnitt 114 des Schneidwerkzeugs 110 dazu konfiguriert, in dem Werkzeughalter 26 (1) aufgenommen und von dem Werkzeughalter 26 (1) gegriffen zu werden. Der Basisabschnitt 114 bildet eine Dichtung mit dem Werkzeughalter 26 (1), sodass der Luft-Öl-Nebel von dem Werkzeughalter 26 (1) in die Einlässe 234, 238, 266 geleitet wird. In dem bereitgestellten Beispiel umfasst der Basisabschnitt 114 eine kegelstumpfförmige Dichtungsfläche 410, die sich zu einem Ende 412 des Basisabschnitts 114 hin verengt, wenngleich andere Konfigurationen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Dichtungen oder andere Dichtungsflächengeometrien verwendet werden können.
In dem bereitgestellten Beispiel definiert der Basisabschnitt 114 eine Vorkammer 414 oder einen offenen Kanal, der durch das Ende 412 offen ist. In dem bereitgestellten Beispiel erstreckt sich die Vorkammer 414 in Längsrichtung in eine Richtung, die quer zu der Zentralachse 30 und durch einen Abschnitt von diametral gegenüberliegenden Seiten der Dichtungsfläche 410 verläuft, um durch das Ende 412 und die gegenüberliegenden Seiten der Dichtungsfläche offen zu sein 410, wenngleich andere Konfigurationen verwendet werden können. In dem bereitgestellten Beispiel erstreckt sich die Vorkammer 414 in axialer Richtung hin zu dem Schneidabschnitt 118 nicht über die Dichtungsfläche 410 hinaus. Die Einlässe 234, 238, 266 sind direkt zu der Vorkammer 414 offen, sodass der Luft-Öl-Nebel von dem Werkzeughalter 26 (1) zu der Vorkammer 414 und dann zu den Einlässen 234, 238, 266 fließt. In einer alternativen nicht gezeigten Konfiguration beinhaltet der Basisabschnitt 114 keine Vorkammer 414 und die Einlässe 234, 238, 266 sind direkt durch die Dichtungsfläche 410 oder das Ende 412 offen.
Dementsprechend befinden sich die Einlässe 234, 238, 266 der unabhängigen Kanäle 230, 232 und des Hauptkanals 254 alle an dem Ende 412. In dem bereitgestellten Beispiel sind die unabhängigen Kanäle 230, 232 so dimensioniert, dass sie eine größere Menge des MMS-Öl-Luft-Nebels an ihre entsprechenden Schneidkanten 214 abgeben als an die Schneidkanten 218, 222 abgegeben wird, die von den Abzweigungskanälen 258, 260, 262, 264 versorgt werden. In einer alternativen Konfiguration sind die unabhängigen Kanäle 230, 232 so dimensioniert, dass sie eine gleiche Menge des MMS-Öl-Luft-Nebels an ihre entsprechenden Schneidkanten 214 abgeben wie an die Schneidkanten 218, 222 abgegeben wird, die von den Abzweigungskanälen 258, 260, 262, 264 versorgt werden.
In einer nicht gezeigten alternativen Konfiguration kann das Schneidwerkzeug 110 nur zwei Schneiddurchmesser mit zugehörigen Schneidkanten aufweisen. In diesem Beispiel weist das Schneidwerkzeug 110 keine dritten Schneidkanten 222 oder zweiten Abzweigungskanäle 262, 264 auf.
In einer anderen alternativen Konfiguration kann das Schneidwerkzeug 110 mehr als drei Schneiddurchmesser mit zugehörigen Schneidkanten aufweisen. In einem solchen nicht gezeigten Beispiel ist das Schneidwerkzeug dem Schneidwerkzeug aus den 1-6 ähnlich, mit der Ausnahme, dass es auch eine Vielzahl von vierten Schneidkanten an einem vierten Durchmesser beinhaltet, der größer als der dritte Durchmesser ist und axial zwischen dem dritten Durchmesser und dem Basisabschnitt 114 liegt. In diesem Beispiel kann jeder der vierten Schneidkanten Luft-Öl-Nebel aus einem entsprechenden dritten Abzweigungskanal zugeführt werden, der den ersten und den zweiten Abzweigungskanälen insofern ähnlich sein kann, als die dritten Abzweigungskanäle jeweils einen Einlass, der direkt zu dem Hauptkanal 254 offen ist, und einen Auslass, der in der Nähe der vierten Schneidkanten offen ist, aufweisen können.
Ein anderes alternatives Beispiel eines Schneidwerkzeugs 110' ist in den 7-10 veranschaulicht. Das Schneidwerkzeug 110' ist dem Schneidwerkzeug 110 (1-6) ähnlich, sofern hierin nichts anderes gezeigt oder beschrieben ist. Ähnliche Merkmale werden mit ähnlichen, aber mit Hochstrich versehenden Referenznummern veranschaulicht und es werden hierin nur Unterschiede ausführlich beschrieben. In diesem Beispiel beinhaltet der Körper 210' eine Vielzahl von ersten Schneidkanten 710, eine Vielzahl von zweiten Schneidkanten 714, eine Vielzahl von dritten Schneidkanten 718 und beinhaltet auch eine Vielzahl von vierten Schneidkanten 722. Die ersten Schneidkanten 710 befinden sich in der Nähe des Endes 226' des Schneidabschnitts 118' gegenüber dem Basisabschnitt 114' und sind an einem ersten Durchmesser angeordnet. Die zweiten Schneidkanten 714 befinden sich axial zwischen den ersten Schneidkanten 710 und den dritten Schneidkanten 718 und sind an einem zweiten Durchmesser angeordnet, der größer als der erste Durchmesser ist. Die dritten Schneidkanten 718 befinden sich axial zwischen den zweiten Schneidkanten 714 und den vierten Schneidkanten 722 und sind an einem dritten Durchmesser angeordnet, der größer als der zweite Durchmesser ist. Die vierten Schneidkanten 722 befinden sich axial zwischen den dritten Schneidkanten 718 und dem Basisabschnitt 114' und sind an einem vierten Durchmesser angeordnet, der größer als der dritte Durchmesser ist.
Die ersten, zweiten, dritten und vierten Schneidkanten 710, 714, 718, 722 können geschärfte Flächen des Körpers 210' sein, die sich innerhalb des Schneidabschnitts 118' befinden, oder können entfernbare Schneidblätter sein, die mit den zugehörigen Durchmessern an dem Körper 210' montiert werden können.
Wie am besten in 7 gezeigt, sind die ersten Schneidkanten 710 und die zweiten Schneidkanten 714 gegenüber den dritten Schneidkanten 718 und den vierten Schneidkanten 722 drehversetzt. In dem bereitgestellten Beispiel sind die ersten Schneidkanten 710 und die zweiten Schneidkanten 714 drehbar aneinander ausgerichtet, wenngleich andere Konfigurationen verwendet werden können. In dem bereitgestellten Beispiel sind die dritten Schneidkanten 718 und die vierten Schneidkanten 722 drehbar aneinander ausgerichtet, wenngleich andere Konfigurationen verwendet werden können.
Unter Bezugnahme auf die 7, 8 und 10 definiert der Körper 210' eine Vielzahl von ersten unabhängigen Kanälen 230', 232' und eine Vielzahl von zweiten unabhängigen Kanälen 726, 728, die sich durch den gesamten Körper 210' einschließlich des Basisabschnitts 114' und des Schneidabschnitts 118' erstrecken.
Jeder der ersten unabhängigen Kanäle 230', 232' weist einen Einlass 234, 238 (8), der durch die Außenfläche 242' des Basisabschnitts 114' offen ist, und einen Auslass 246', 248', der durch die Außenfläche 250', 252' des Körpers 210' in der Nähe einer entsprechenden der ersten Schneidkanten 710 offen ist, auf. Die ersten unabhängigen Kanäle 230', 232' sind unabhängig voneinander und unabhängig von allen anderen Kanälen innerhalb des Körpers 210'. In dem bereitgestellten Beispiel erstrecken sich die ersten unabhängigen Kanäle 230', 232' auf lineare Weise axial durch den Körper 210', wenngleich andere Konfigurationen verwendet werden können. In dem bereitgestellten Beispiel sind die ersten unabhängigen Kanäle 230', 232' parallel zueinander, wenngleich andere Konfigurationen verwendet werden können. In dem bereitgestellten Beispiel sind die ersten unabhängigen Kanäle 230', 232' parallel zu der Zentralachse 30' und dieser gegenüber drehversetzt, wenngleich andere Konfigurationen verwendet werden können.
Jeder der zweiten unabhängigen Kanäle 726, 728 weist einen Einlass 730, 734 (8), der durch die Außenfläche 242' des Basisabschnitts 114' offen ist, und einen Auslass 738, 740, der durch die Außenfläche 742, 744 des Körpers 210' in der Nähe einer entsprechenden der zweiten Schneidkanten 714 offen ist, auf. Die zweiten unabhängigen Kanäle 726, 728 sind unabhängig voneinander und unabhängig von allen anderen Kanälen innerhalb des Körpers 210'. In dem bereitgestellten Beispiel erstrecken sich die zweiten unabhängigen Kanäle 726, 728 auf lineare Weise axial durch den Körper 210', wenngleich andere Konfigurationen verwendet werden können. In dem bereitgestellten Beispiel sind die zweiten unabhängigen Kanäle 726, 728 parallel zueinander, wenngleich andere Konfigurationen verwendet werden können. In dem bereitgestellten Beispiel sind die zweiten unabhängigen Kanäle 726, 728 parallel zu der Zentralachse 30' und den ersten unabhängigen Kanälen 230', 232' und diesen gegenüber drehversetzt, wenngleich andere Konfigurationen verwendet werden können.
Unter Bezugnahme auf die 7, 8 und 10 definiert der Körper 210' auch einen Hauptkanal 254', eine Vielzahl von ersten Abzweigungskanälen 258', 260' und eine Vielzahl von zweiten Abzweigungskanälen 262', 264'. Der Hauptkanal 254' ist dem Hauptkanal 254 ähnlich (5). Jeder der ersten Abzweigungskanäle 258', 260' weist einen Einlass 270', 274', der zur Fluidverbindung mit dem Hauptkanal 254' direkt zu dem Hauptkanal 254' offen ist, und einen Auslass 278', 280', der durch die Außenfläche 282', 284' des Körpers 210' in der Nähe einer entsprechenden der dritten Schneidkanten 718 offen ist, auf. In dem bereitgestellten Beispiel sind die ersten Abzweigungskanäle 258', 260' linear, wenngleich andere Konfigurationen verwendet werden können. Jeder der zweiten Abzweigungskanäle 262', 264' weist einen Einlass 286', 290', der zur Fluidverbindung mit dem Hauptkanal 254' direkt zu dem Hauptkanal 254' offen ist, und einen Auslass 292', 294', der durch eine Außenfläche 296', 298' des Körpers 210' in der Nähe einer entsprechenden der vierten Schneidkanten 722 offen ist, auf. In dem bereitgestellten Beispiel sind die zweiten Abzweigungskanäle 262', 264' linear, wenngleich andere Konfigurationen verwendet werden können.
In dem bereitgestellten Beispiel sind die ersten und zweiten Abzweigungskanäle 258', 260', 262', 264' entlang einer gemeinsamen Ebene angeordnet (z. B. durch die Linie 9-9 in 7 angegeben) und sind die ersten unabhängigen Kanäle 230', 232' sowie die zweiten unabhängigen Kanäle 726', 728' entlang einer anderen Ebene angeordnet (z. B. durch die Linie 10-10 in 7 angegeben), die gegenüber der Ebene der ersten und zweiten Abzweigungskanäle 258', 260', 262', 264' um einen Winkel θ' drehversetzt ist.
In einer nicht gezeigten alternativen Konfiguration sind die zweiten unabhängigen Kanäle 726, 728 gegenüber den ersten unabhängigen Kanälen 230', 232' drehversetzt, wobei sowohl die ersten als auch die zweiten unabhängigen Kanäle 230' , 232', 726, 728 gegenüber den ersten und zweiten Abzweigungskanälen 258' , 260', 262', 264' drehversetzt sind.
Im hierin verwendeten Sinne sollte der Ausdruck mindestens eines von A, B und C dahingehend ausgelegt werden, dass er ein logisches (A ODER B ODER C) bedeutet, wobei ein nicht ausschließendes logisches ODER verwendet wird, und er sollte nicht dahingehend ausgelegt werden, dass er „mindestens eines von A, mindestens eines von B und mindestens eines von C“ bedeutet.
Sofern nicht ausdrücklich anderweitig angegeben, sind alle numerischen Werte, die mechanische/thermische Eigenschaften, Prozentsätze der Zusammensetzung, Abmessungen und/oder Toleranzen oder andere Eigenschaften angeben, so zu verstehen, dass sie durch das Wort „etwa“ oder „ungefähr“ modifiziert sind, wenn sie den Umfang der vorliegenden Offenbarung beschreiben. Diese Modifikation ist aus verschiedenen Gründen wünschenswert, einschließlich industrielle Praxis, Herstellungstechnologie und Prüffähigkeit.
Die hierin verwendete Technologie dient nur dem Zweck der Beschreibung konkreter Beispiele und soll nicht einschränkend sein. Die Singularformen „ein“, „eine“ und „der/die/das“ sollen die Pluralformen ebenfalls einschließen, es sei denn, der Kontext gibt eindeutig etwas anderes an. Die Begriffe „beinhaltend“ und „aufweisend“ sind inklusiv und definieren somit das Vorhandensein der genannten Merkmale, Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten, schließen aber das Vorhandensein oder die Hinzufügung eines oder mehrerer anderer Merkmale, Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht aus. Die hierin beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Vorgänge sollen nicht so verstanden werden, dass deren Durchführung unbedingt in der konkreten erörterten oder veranschaulichten Reihenfolge erforderlich ist, es sei denn, sie sind speziell als eine Reihenfolge der Durchführung festgelegt. Es versteht sich zudem, dass zusätzliche oder alternative Schritte eingesetzt werden können.
Die Beschreibung der Offenbarung ist rein beispielhafter Natur und somit ist beabsichtigt, dass Beispiele, die nicht vom Inhalt der Offenbarung abweichen, innerhalb des Umfangs der Offenbarung liegen. Derartige Beispiele sind nicht als Abweichung vom Geist und Umfang der Offenbarung zu betrachten. Die allgemeinen Lehren der Offenbarung können in vielfältigen Formen umgesetzt werden. Wenngleich diese Offenbarung konkrete Beispiele beinhaltet, sollte deshalb der wahre Umfang der Offenbarung nicht darauf begrenzt werden, da andere Modifikationen nach einer Betrachtung der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche ersichtlich werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Schneidwerkzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Körper mit einer Basis und einem Schneidabschnitt, wobei der Körper einen Hauptkanal, eine Vielzahl von ersten Abzweigungskanälen und eine Vielzahl von ersten unabhängigen Kanälen definiert, wobei der Schneidabschnitt eine Vielzahl von ersten Kanten an einem ersten Durchmesser und eine Vielzahl von zweiten Kanten an einem zweiten Durchmesser, der größer als der erste Durchmesser ist, definiert, wobei die Basis einen Einlass des Hauptkanals definiert, wobei jeder der ersten Abzweigungskanäle einen Einlass, der offen zu dem Hauptkanal ist, und einen Auslass, der offen zu einer Außenseite des Schneidabschnitts in der Nähe einer entsprechenden der zweiten Kanten ist, aufweist, und wobei jeder der ersten unabhängigen Kanäle einen Einlass, der durch die Basis definiert ist, und einen Auslass, der zu einer Außenseite des Schneidabschnitts in der Nähe einer entsprechenden der ersten Kanten offen ist, aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform sind die ersten unabhängigen Kanäle durch den Körper hinweg von den ersten Abzweigungskanälen und dem Hauptkanal unabhängig.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Körper um eine Drehachse angeordnet und erstreckt sich der Hauptkanal in Längsrichtung koaxial zu der Drehachse.
Gemäß einer Ausführungsform sind die ersten Kanten gegenüber den zweiten Kanten drehversetzt.
Gemäß einer Ausführungsform erstrecken sich die ersten unabhängigen Kanäle entlang entsprechender erster Achsen, die parallel zu der Drehachse und dieser gegenüber versetzt sind.
Gemäß einer Ausführungsform erstrecken sich die ersten Abzweigungskanäle von dem Hauptkanal linear zu den zweiten Kanten.
Gemäß einer Ausführungsform definiert der Körper eine Vielzahl von zweiten Abzweigungskanälen und definiert der Schneidabschnitt eine Vielzahl von dritten Kanten, wobei sich die dritten Kanten an einem dritten Durchmesser befinden, der größer als der zweite Durchmesser ist, wobei jeder der zweiten Abzweigungskanäle einen Einlass, der zu dem Hauptkanal offen ist, und einen Auslass, der zu einer Außenseite des Schneidabschnitts in der Nähe einer entsprechenden der dritten Kanten offen ist, aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform definiert der Körper eine Vielzahl von zweiten unabhängigen Kanälen und definiert der Schneidabschnitt eine Vielzahl von dritten Kanten, wobei sich die dritten Kanten an einem dritten Durchmesser befinden, der sich von dem ersten und dem zweiten Durchmesser unterscheidet, wobei jeder der zweiten unabhängigen Kanäle von dem Hauptkanal, den ersten Abzweigungskanälen und den ersten unabhängigen Kanälen unabhängig ist, wobei jeder zweite unabhängige Kanal einen Auslass aufweist, der zu einer Außenseite des Schneidabschnitts in der Nähe einer entsprechenden der dritten Kanten offen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Minimalmengenschmierungs-Schneidmaschine (MMS-Schneidmaschine) bereitgestellt, die ein vorstehend beschriebenes Schneidwerkzeug aufweist, wobei die MMS-Schneidmaschine dazu konfiguriert ist, dem Schneidwerkzeug ein Gemisch aus Öl und Luft bereitzustellen.

Claims

Schneidwerkzeug, das Folgendes umfasst: einen Körper mit einer Basis und einem Schneidabschnitt, wobei der Schneidabschnitt eine Vielzahl von ersten Kanten und eine Vielzahl von zweiten Kanten definiert und der Körper einen Hauptkanal, eine Vielzahl von ersten Abzweigungskanälen und eine Vielzahl von ersten unabhängigen Kanälen definiert, wobei jeder der ersten Abzweigungskanäle zu dem Hauptkanal offen ist und einen Auslass aufweist, der zu einer Außenseite des Schneidabschnitts in der Nähe einer entsprechenden der zweiten Kanten offen ist, und wobei jeder der ersten unabhängigen Kanäle von dem Hauptkanal und den ersten Abzweigungskanälen unabhängig ist und einen Auslass aufweist, der zu einer Außenseite des Schneidabschnitts in der Nähe einer entsprechenden der ersten Kanten offen ist.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei der Hauptkanal koaxial um eine Zentralachse des Körpers angeordnet ist und die ersten unabhängigen Kanäle nicht koaxial zu der Zentralachse sind.
Das Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei der Körper um eine Zentralachse angeordnet ist und sich die ersten Kanten an einem ersten Durchmesser befinden und sich die zweiten Kanten an einem zweiten Durchmesser befinden, der größer als der erste Durchmesser ist.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 3, wobei der Körper eine Vielzahl von zweiten Abzweigungskanälen definiert und der Schneidabschnitt eine Vielzahl von dritten Kanten definiert, wobei sich die dritten Kanten an einem dritten Durchmesser befinden, der größer als der zweite Durchmesser ist, wobei jeder der zweiten Abzweigungskanäle zu dem Hauptkanal offen ist und einen Auslass aufweist, der durch eine Außenseite des Schneidabschnitts in der Nähe einer entsprechenden der dritten Kanten offen ist.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 3, wobei der Körper eine Vielzahl von zweiten unabhängigen Kanälen definiert und der Schneidabschnitt eine Vielzahl von dritten Kanten definiert, wobei sich die dritten Kanten an einem dritten Durchmesser befinden, der größer als der erste Durchmesser und kleiner als der zweite Durchmesser ist, wobei jeder der zweiten unabhängigen Kanäle von dem Hauptkanal, den ersten Abzweigungskanälen und den ersten unabhängigen Kanälen unabhängig ist.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei die ersten Kanten gegenüber den zweiten Kanten drehversetzt sind.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei sich die Abzweigungskanäle von dem Hauptkanal linear zu den zweiten Kanten erstrecken und sich die ersten unabhängigen Kanäle linear durch den Schneidabschnitt zu den ersten Kanten erstrecken.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei die Basis eine Vorkammer definiert, die durch ein Ende der Basis offen ist, das sich gegenüber dem Schneidabschnitt befindet, wobei der Hauptkanal einen Einlass aufweist, der zu der Vorkammer offen ist, und wobei jeder der ersten unabhängigen Kanäle einen Einlass aufweist, der zu der Vorkammer offen ist.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei die ersten und die zweite Kanten spiralförmig sind.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei die ersten und die zweiten Kanten planar sind.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei die ersten und die zweite Kanten entfernbare Schneideblätter sind, die an dem Körper montiert sind.
Minimalmengenschmierungs-Schneidmaschine (MMS-Schneidmaschine), die ein Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-11 umfasst, wobei die MMS-Schneidmaschine dazu konfiguriert ist, dem Schneidwerkzeug ein Gemisch aus Öl und Luft bereitzustellen.
MMS-Schneidmaschine nach Anspruch 12, wobei die MMS-Schneidmaschine einen Werkzeughalter umfasst, der an das Schneidwerkzeug gekoppelt und dazu konfiguriert ist, das Schneidwerkzeug um eine Zentralachse zu drehen.
MMS-Schneidmaschine nach Anspruch 13, wobei der Werkzeughalter einen Durchgang beinhaltet, der derart zur Fluidverbindung mit der Basis des Schneidwerkzeugs gekoppelt ist, dass der Basis des Schneidwerkzeugs über den Durchgang des Werkzeughalters Luft-Öl-Nebel bereitgestellt wird.