DE102021100565A1

DE102021100565A1 - Wendeplattenfräser mit präzisen kühlmittelströmen

Info

Publication number: DE102021100565A1
Application number: DE102021100565.5A
Authority: DE
Inventors: Jean-Luc Dufour; Xiangdong Fang
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2020-01-22
Filing date: 2021-01-13
Publication date: 2021-07-22
Also published as: CN113231680A; US11541499B2; US20210220956A1

Abstract

Ein Wendeplattenfräser umfasst einen Fräserkörper mit mehreren Spannuten und mehreren Auflageflächen, die angepasst sind, sodass darauf ein Schneideinsatz angebracht werden kann. Der Fräserkörper umfasst mehrere Kühlmittelvorratsbehälter, die mit einem Adapter in Fluidverbindung sind. Bei einem Aspekt befindet sich jeder Kühlmittelvorratsbehälter entlang einer kreisförmigen Schnittlinie eines Kühlmittelverteilers. Bei einem anderen Aspekt ist eine Längsachse jedes Kühlmittelvorratsbehälters in einem Nicht-Null-Winkel A in Bezug auf eine zentrale Längsachse des Fräsers ausgerichtet. Mehrere Kühlmittelkanäle in Fluidverbindung mit jedem Kühlmittelvorratsbehälter, wobei jeder Kühlmittelkanal eine kleinere Querschnittsfläche als der Kühlmittelvorratsbehälter aufweist, stellen mehrere Kühlmittelströme bereit, die auf mehrere spezifische kritische Schneidbereiche des Schneideinsatzes gerichtet sind.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Ausführungsformen betreffen generell Schneidwerkzeuge und insbesondere ein leichtes Schneidewerkzeug, wie beispielsweise eine Reibahle und dergleichen, das aus einem Verbundmaterial einschließlich Stahl, Kohlefaser und dergleichen unter Verwendung additiver Fertigung (d. h. 3D-Druck), um die Form und Verteilung des Materials zu optimieren.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Wenn beispielsweise versucht wird, mit einer Reibahle ein großes Loch fertigzustellen, kann das Werkzeug sehr schwer werden. Schwere Werkzeuge sind problematisch für Bediener, die mit den Werkzeugen umgehen müssen. Außerdem nimmt die Zeit zum Beschleunigen und Abbremsen des Werkzeugs auf die gewünschte Geschwindigkeit mit reduziertem Werkzeuggewicht und Trägheitsmoment ab. Ferner weisen viele Maschinen mit automatischen Werkzeugwechslern auch Gewichtsgrenzen für Werkzeuge, die bei der Maschine gewechselt werden können, auf. Daher besteht die Notwendigkeit, das Gewicht von großen Werkzeughaltern zu minimieren, um eine einfachere Handhabung und reduzierte Betriebskosten zu ermöglichen.
Unter Bezugnahme auf die die 11 und 12 ist eine spezifische Ausführungsform eines konventionellen Fräsers 120 mit austauschbaren Schneideinsätzen 122 gezeigt. Der Fräser 120 weist mehrere Aussparungen 124 innerhalb des Fräserkörpers 126 auf. Die Aussparungen 124 stellen einen Spielraum für das Anbringen von Schneideinsätzen 122 bereit, die den Schneidabschnitt des Fräsers 120 bilden, da die Schneidkante 128 des Schneideinsatzes 122 an der Einsatz-Span-Schnittstelle, welche die Stelle ist, an welcher der Schneideinsatz in das Werkstück eingreift.
Jede Aussparung 124 umfasst eine Auflagefläche 132 zum Auflegen des entsprechenden Schneideinsatzes 122. Der Schneideinsatz 122 wird mittels der Halteschraube 134, die mit einer Öffnung 136 an der Auflagefläche 132 des Fräserkörpers 126 in Gewindeeingriff ist, gegen die Auflagefläche 132 gehalten. Von dem Fräserkörper 126 ist der Schaft 138 hervor, der mit einer Drehvorrichtung (nicht gezeigt) funktionsfähig verbunden ist. Der Fräser 120 und die Drehvorrichtung weisen eine gemeinsame Drehachse auf, die durch die gestrichelte Linie AR-AR in 11 veranschaulicht ist. Der Schaft 138 stellt auch einen Weg für die Zufuhr von Kühlmittel zum Fräser 120 bereit.
Es wird jetzt Bezug genommen auf 12, die eine Querschnittansicht des Fräsers 120 von 11 entlang der Schnittlinie 12-12 zeigt, d. h., entlang einer Mittellinie eines Kühlmittelkanals 150, der im Fräserkörper 126 enthalten it. Der Kühlmittelkanal 150 weist einen Durchmesser „A“ auf. Der Kühlmittelkanal 150 stellt einen Durchgang für den Transport von Kühlmittel von einem zentral angeordneten Kühlmittelvorratsbehälter 152 im Fräserkörper 126 zu der Aussparung 124 bereit. Der Kühlmittelvorratsbehälter 152 enthält einen Kühlmittelvorrat. Am Austrittsende 154 des Kühlmittelkanals 150 befindet sich eine Kühlmittelsprühdüse 160, die an die Aussparung 124 angrenzt. Der Kühlmittelkanal 150 weist ferner ein Eintrittsende 156 auf, das an den Vorratsbehälter 152 angrenzt oder sich in dessen Nähe befindet.
Unter Bezugnahme auf den Betrieb der spezifischen Ausführungsform des konventionellen Fräsers unter Verwendung der Kühlmittelsprühdüse 160 wird das Kühlmittel unter Druck von einer Kühlmittelquelle 112 (schematisch dargestellt) in den Vorratsbehälter 152 geleitet, von wo aus das Kühlmittel in und durch den Kühlmittelkanal 50 und in die Kühlmittelsprühdüse 60 strömt. Das Kühlmittel strömt durch die Kühlmittelsprühdüse 60 und das Kühlmittel tritt unter Druck in einer fächerförmigen Kühlmittelsprühvorrichtung 114 aus, das auf den Schnittpunkt zwischen der Schneidkante 128 des Schneideinsatzes 122 und dem Werkstück 116 auftrifft und dadurch Kühlmittel zu der Einsatz-Span-Schnittstelle zuführt.
Unglücklicherweise weist der Kühlmittelkanal aufgrund der geometrischen Beschränkungen normalerweise einen großen Durchmesser auf und der austretende Kühlmittelstrahl zielt typischerweise auf oberhalb des Schneideinsatzes und ist nicht in der Lage, alle kritischen Schneidbereiche des Schneideinsatzes zu treffen. Infolgedessen ist die effektive Kühlung des Schneideinsatzes schlecht und es wird eine relativ große Menge an Kühlmittelausschuss erzeugt.
KURZDARSTELLUNG DER OFFENBARUNG
Ein Problem von schlechter effektiver Kühlung und großem Kühlmittelausschuss kann gelöst werden, indem für jeden Schneideinsatz ein Kühlmittelvorratsbehälter gebildet wird, der sich von einem Kühlmittelverteiler zu einer vorbestimmten Entfernung von der äußeren Fläche der Spannut erstreckt. Dann werden mehrere Kühlmittellöcher oder -kanäle, die jeweils eine relativ kleinere Querschnittsfläche als der Kühlmittelvorratsbehälter aufweisen, gebildet, die sich von der Außenfläche der Spannut bis zu einer Bodenfläche des Kühlmittelvorratsbehälters erstrecken, wodurch ein kritischer Schneidbereich des Schneideinsatzes wirksam gekühlt und gleichzeitig der Kühlmittelausschuss reduziert wird.
Bei einem Aspekt umfasst ein Drehschneidwerkzeug einen Adapter, der einen inneren Hauptkühlmittelkanal und einen sekundären Kühlmittelkanal umfasst, der sich von dem inneren Hauptkühlmittelkanal zu einer vorderen Endfläche des Adapters erstreckt; und einen Fräser, der an dem Adapter angebracht ist. Der Fräser umfasst einen Fräserkörper mit mehreren Spannuten und mehreren Auflageflächen, die zur Befestigung eines Schneideinsatzes darauf ausgelegt sind, wobei der Fräserkörper ferner eine Führungsschaftbohrung umfasst, die zur Aufnahme der Führungsschaftbohrung des Adapters ausgelegt ist; und einen Kühlmittelverteiler in Fluidverbindung mit dem inneren Hauptkühlmittelkanal des Adapters. Mindestens einKühlmittelvorratsbehälter ist in Fluidverbindung mit dem Kühlmittelverteiler. Mehrere Kühlmittelkanäle stehen in Fluidverbindung mit dem mindestens einen Kühlmittelvorratsbehälter, um einen Kühlmittelstrom bereitzustellen, der auf mehrere spezifische kritische Schneidbereiche des Schneideinsatzes gerichtet ist. Der mindestens eine Kühlmittelvorratsbehälter liegt entlang einer kreisförmigen Schnittlinie eines Kühlmittelverteilers. Zusätzlich weist der mindestens eine Kühlmittelvorratsbehälter eine Längsachse auf, wobei die Längsachse des mindestens einen Kühlmittelvorratsbehälters unter einem Nicht-Null-Winkel A in Bezug auf eine zentrale Längsachse des Fräsers ausgerichtet ist. Ferner weist jeder Kühlmittelkanal eine Querschnittsfläche, die kleiner ist als eine Querschnittsfläche des mindestens einen Kühlmittelvorratsbehälters.
Bei einem weiteren Aspekt umfasst ein Drehschneidwerkzeug einen Adapter, der einen inneren Hauptkühlmittelkanal und einen sekundären Kühlmittelkanal umfasst, der sich von dem inneren Hauptkühlmittelkanal zu einer vorderen Endfläche des Adapters erstreckt; und einen Fräser, der an dem Adapter angebracht ist. Der Fräser umfasst einen Fräserkörper mit mehreren Spannuten und mehreren Auflageflächen, die angepasst sind, einen Schneideinsatz darauf anzubringen, wobei der Fräserkörper ferner einen Kühlmittelverteiler in Fluidverbindung mit dem inneren Hauptkühlmittelkanal des Adapters umfasst. Mehrere Kühlmittelvorratsbehälter stehen in Fluidverbindung mit dem Kühlmittelverteiler. Mehrere Kühlmittelkanäle stehen in Fluidverbindung mit jedem Kühlmittelvorratsbehälter, um einen Kühlmittelstrom bereitzustellen, der auf mehrere spezifische kritische Schneidbereiche des Schneideinsatzes gerichtet ist. Ein Boden jedes Kühlmittelvorratsbehälters endet in einem vorbestimmten Abstand D von jeder Spannut des Fräsers, wobei der vorbestimmte Abstand D in einem Bereich zwischen ungefähr 0,5 mm und ungefähr 2,0 mm liegt.
Bei einem weiteren Aspekt umfasst einen Fräser einen Fräserkörper mit mehreren Spannuten und mehreren Auflageflächen, die angepasst sind, um einen Schneideinsatz darauf anzubringen. Der Fräserkörper umfasst einen Kühlmittelverteiler in Fluidverbindung mit einem inneren Hauptkühlmittelkanal eines Adapters. Mehrere Kühlmittelvorratsbehälter stehen in Fluidverbindung mit dem Kühlmittelverteiler und mehrere Kühlmittelkanäle stehen in Fluidverbindung mit jedem Kühlmittelvorratsbehälter, um einen Kühlmittelstrom bereitzustellen, der auf mehrere spezifische kritische Schneidbereiche des Schneideinsatzes gerichtet ist. Jeder Kühlmittelvorratsbehälter befindet sich entlang einer kreisförmigen Schnittlinie eines Kühlmittelverteilers. Zusätzlich weist jeder Kühlmittelvorratsbehälter eine Längsachse auf, wobei eine Längsachse jedes Kühlmittelvorratsbehälters unter einem Nicht-Null-Winkel A in Bezug auf eine zentrale Längsachse des Fräsers ausgerichtet ist. Ferner weist jeder Kühlmittelkanal eine Querschnittsfläche auf, die kleiner ist als die Querschnittsfläche jedes Kühlmittelvorratsbehälters.
Figurenliste
Während verschiedene Ausführungsformen veranschaulicht sind, sollten die bestimmten gezeigten Ausführungsformen nicht derart ausgelegt werden, dass sie die Ansprüche begrenzen. Es wird davon ausgegangen, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen.

1 ist eine Seitenansicht eines Drehschneidwerkzeugs, wie beispielsweise eines Wendeplattenfräsers gemäß einer Ausführungsform, wenn es an einem konischen Adapter angebracht ist;
2 ist eine Querschnittansicht des Drehschneidwerkzeugs entlang der Linie 2-2 von 1;
3 ist eine Seitenansicht gemäß einer Ausführungsform eines Wendeplattenfräsers mit präzisen Kühlmittelströmen, die auf kritische Bereiche des Schneideinsatzes gerichtet sind;
4 ist eine weitere Seitenansicht des Fräsers gemäß einer Ausführungsform, welche die Kühlmittelvorratsbehälter, Kühlmittelkanäle und Auslassöffnungen in Phantomdarstellung zeigt;
5 ist eine Querschnittansicht des Fräsers entlang der Längsmittelachse des Fräsers gemäß einer Ausführungsform, welche die Führungsschaftbohrung, die Befestigungsbohrung, den Kühlmittelverteiler und die Kühlmittelvorratsbehälter in Fluidverbindung mit dem Kühlmittelverteiler zeigt;
6 ist eine hintere partielle Querschnittansicht des Fräsers gemäß einer Ausführungsform, welche die Führungsschaftbohrung, den Kühlmittelverteiler und die Kühlmittelverteiler in Fluidverbindung mit dem Kühlmittelvorratsbehälter zeigt;
7 ist eine vergrößerte Querschnittansicht des Kühlmittelströmungswegs in die Führungsschaftbohrung des Adapters, durch den Kühlmittelverteiler und in einen der Kühlmittelvorratsbehälter des Fräsers gemäß einer Ausführungsform;
8 ist eine perspektivische Vorderansicht eines Schulterfräsers mit präzisen Kühlmittelströmen gemäß einer Ausführungsform, die auf kritische Bereiche des Schneideinsatzes gerichtet sind;
9 ist eine weitere Vorderansicht des Schulterfräsers gemäß einer Ausführungsform, welche die Kühlmittelvorratsbehälter, Kühlmittelkanäle und Auslassöffnungen in Phantomdarstellung zeigt;
10 ist eine perspektivische Rückansicht des Schulterfräsers gemäß einer Ausführungsform, welche die Führungsschaftbohrung, die Kühlmittelvorratsbehälter und die Kühlmittelkanäle zeigt;
11 ist eine perspektivische Ansicht eines konventionellen Wendeplattenfräsers mit Kühlmittelsprühdüsen; und
12 ist eine Querschnittansicht des konventionellen Wendeplattenfräsers entlang der Linie 12-12 von 11.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ist ein Drehschneidwerkzeug 10 gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Generell umfasst das Drehschneidwerkzeug 10 einen Fräser 12 mit mindestens einem darauf angebrachten Schneideinsatz 13 und einem konischen Adapter 14. Zum Befestigen des Fräsers 12 an dem konischen Adapter 14 kann ein Gewindebefestigungselement 15 verwendet werden. Der Fräser 10 umfasst eine zentrale Längsachse (d. h. die z-Achse) 17. Die zentrale Längsachse 17 ist generell die Drehachse des Drehschneidwerkzeugs 10. Das Gewindebefestigungselement 15 umfasst einen Kopfabschnitt 16 und einen Gewindeabschnitt 18. Der Fräser 12 weist die Gewinde 20 auf, damit das Befestigungselement 15 in den Fräser 12 eingeschraubt werden kann. Der Fräser 12 kann auf einen Zapfen 22 des konischen Adapters 14 gesetzt werden und das Gewindebefestigungselement 15 kann in den konischen Adapter 14 eingeschraubt werden, um den Fräser 12 an dem konischen Adapter 14 zu befestigen.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform umfasst das Drehschneidwerkzeug einen Fräser 12 und einen konischen Adapter 14. Es versteht sich jedoch, dass Prinzipien, wie sie hierin im weitesten Sinne in Betracht gezogen werden, auf jede Art von Drehschneidwerkzeug, wie beispielsweise eine Bohrstange, einen Bohrer und dergleichen, angewandt werden können. Außerdem versteht es sich, dass die Prinzipien, wie sie hierin im weitesten Sinne in Betracht gezogen werden, auf jede Art von Adapter, wie beispielsweise einen nicht-konischen, zylindrischen und dergleichen, angewandt werden können.
Die hierin verwendeten Richtungsausdrücke, wie beispielsweise links, rechts, vorne, hinten, oben, unten und Ableitungen davon, beziehen sich auf die Ausrichtung der in den Zeichnungen gezeigten Elemente und schränken die Ansprüche nicht ein, es sei denn, es ist darin ausdrücklich angegeben. Identische Teile sind in allen Zeichnungen mit der gleichen Bezugsnummer versehen.
Die Annäherungssprache, wie sie hierin überall in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, kann angewandt werden, um irgendeine quantitative Darstellung zu modifizieren, die zulässig variieren könnte, ohne in einer Änderung der grundlegenden Funktion zu resultieren, auf die sie sich bezieht. Dementsprechend soll ein Wert, der durch einen Begriff oder Begriffe wie „ungefähr“, „annähernd“ und „im Wesentlichen“ modifiziert ist, nicht auf den exakten angegebenen Wert begrenzt werden. Zumindest bei einigen Fällen kann die Annäherungssprache der Präzision eines Instruments zum Messen des Werts entsprechen. Hier und in der gesamten Patentschrift und den Ansprüchen können Bereichsgrenzen kombiniert und/oder untereinander ausgetauscht werden und solche Bereiche werden identifiziert und umfassen alle Unterbereiche, die darin enthalten sind, es sei denn, dass Kontext oder Sprache es anderweitig angeben.
Im gesamten Text und den Ansprüchen soll der Gebrauch des Wortes „ungefähr“ in Bezug auf einen Wertebereich (z. B. „ungefähr 22 bis 35 Gew.-%“) sowohl die angegebenen hohen als auch niedrigen Werte modifizieren und reflektiert die Penumbra der Variation, die mit Messung, bedeutsamen Stellen und Austauschbarkeit verbunden ist, alles, wie es von einem Durchschnittsfachmann verstanden wird, den diese Offenbarung betrifft.
Zum Zwecke dieser Patentschrift (außer in den Betriebsbeispielen) sollen, sofern nicht anders angegeben, alle Zahlen, die Quantitäten und Bereiche von Bestandteilen, Prozessbedingungen usw. ausdrücken, in allen Fällen als durch den Begriff „ungefähr“ modifiziert verstanden werden. Dementsprechend sind die in dieser Spezifikation und den angefügten Ansprüchen angegebenen numerischen Parameter Annäherungen, die abhängig von den gewünschten Resultaten, die durch Ausführungsformen erreicht werden sollen, variieren können. Zumindest, und nicht als ein Versuch, die Anwendung der Äquivalenzlehre auf den Umfang der Ansprüche zu begrenzen, sollte jeder numerische Parameter mindestens angesichts der Anzahl an angegebenen signifikanten Stellen und durch Anwenden gewöhnlicher Rundungstechniken ausgelegt werden. Wie in dieser Spezifikation und den angefügten Ansprüchen verwendet, sollen ferner die Singularformen „ein“, „eine“ und „der/die/das“ die Pluralformen einschließen, soweit sie nicht ausdrücklich und eindeutig auf eine Form begrenzt sind.
Ungeachtet dessen, dass die numerischen Bereiche und Parameter, die den breiten Umfang darlegen, Annäherungen sind, werden die in den spezifischen Beispielen dargelegten numerischen Werte so präzise wie möglich berichtet. Jeder numerische Wert enthält jedoch grundsätzlich bestimmte Fehler, die sich zwangsläufig aus der Standardabweichung ergeben, die in den jeweiligen entsprechenden Testmessungen festgestellt werden, einschließlich der in dem Messinstrument festgestellten. Es versteht sich außerdem, dass jeder hierin aufgeführte numerische Bereich alle darin zusammengefassten Unterbereiche umfassen soll. Ein Bereich von „1 bis 10“ soll beispielsweise alle Unterbereiche dazwischen einschließlich des aufgeführten Minimalwerts von 1 und des aufgeführten Maximalwerts von 10 umfassen, d. h., ein Bereich mit einem Minimalwert gleich oder größer als 1 und einem Maximalwert gleich oder kleiner als 10. Da die offenbarten numerischen Bereiche kontinuierlich sind, umfassen sie jeden Wert zwischen den Minimal- und Maximalwerten. Soweit es nicht ausdrücklich anders angegeben ist, sind die verschiedenen in dieser Anmeldung spezifizierten numerischen Bereiche Annäherungen.
In der folgenden Patentschrift und den Ansprüchen wird auf eine Anzahl an Begriffen Bezug genommen, welche die folgenden Bedeutungen aufweisen.
Die Singularformen „ein“, „eine“ und „der/die/das“ umfassen den Plural es sei denn, dass der Kontext eindeutig etwas anderes diktiert.
„Optional“ bedeutet, dass das anschließend beschriebene Ereignis oder der Umstand erfolgen kann oder auch nicht, und dass die Beschreibung Beispiele umfasst, bei denen das Ereignis erfolgt und Beispiele bei denen es nicht erfolgt.
Wie hierin verwendet, wird der Begriff „länglich“ als etwas definiert, das länger ist, als es breit ist. Mit anderen Worten ist die Breite kleiner als die Länge.
Der hierin verwendete Begriff „kreisförmig“ ist definiert als ein Objekt mit einer Form eines Kreises, d. h., ein Objekt mit einer einfachen geschlossenen Form. Gemeint ist die Menge von Punkten in einer Ebene, die sich in einem bestimmten Abstand von einem bestimmten Punkt, dem Zentrum, befinden; gleichbedeutend ist es die Kurve, die von einem Punkt gezeichnet wird, der sich in einer Ebene derart bewegt, dass sein Abstand von einem bestimmten Punkt konstant ist. Der Abstand zwischen irgendeinem der Punkte und dem Mittelpunkt wird Radius genannt.
Wie hierin verwendet, ist der Begriff „Fluid“ als eine Substanz definiert, die keine feste Form aufweist und bei äußerem Druck leicht nachgibt, wie beispielsweise ein Gas oder eine Flüssigkeit.
Wie hierin verwendet ist der Begriff „3D-Drucken“ einer von verschiedenen Prozessen, in denen Material unter Computersteuerung zusammengefügt oder verfestigt wird, um ein dreidimensionales Objekt zu erzeugen, wobei Material, wie beispielsweise flüssige Moleküle oder Pulverkörner, die miteinander verschmolzen werden, üblicherweise Schicht für Schicht zusammengefügt wird. In den 1990er Jahren wurden 3D-Drucktechniken nur zur Herstellung funktioneller oder ästhetischer Prototypen als geeignet betrachtet, und damals war Rapid Prototyping ein umfassenderer Begriff für 3D-Drucken. Heute haben sich die Präzision, die Wiederholbarkeit und das Materialspektrum so weit verbessert, dass der 3D-Druck als eine industrielle Produktionstechnologie mit dem offiziellen Begriff „additive Fertigung“ betrachtet wird.
Wie hierin verwendet, ist der Begriff „Loch“ als eine Öffnung durch etwas definiert; ein Spalt; ein Hohlraum oder eine Öffnung, die irgendeine Querschnittsform aufweisen kann.
Wie hierin verwendet, ist der Ausdruck „kritischer Bereich des Schneideinsatzes“ als ein Bereich der Span/Schneideinsatz-Schnittstelle definiert, in dem Kühlmittel zugeführt wird.
Wie hierin verwendet, ist der Begriff „Verteiler“ als ein Rohr oder eine Kammer definiert, das bzw. die sich in mehrere Öffnungen verzweigt.
Der hierin verwendete Begriff „Vorratsbehälter“ ist definiert als ein Behälter oder eine Kammer zur Aufnahme einer Flüssigkeit oder eines Fluids.
Der hierin verwendete Begriff „Kanal“ ist als jeder Schlauch, jeder Kanal, jedes Rohr oder jede Leitung definiert, durch die ein Fluid, Luft oder eine andere Substanz geleitet oder befördert wird.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ist der konische Adapter 14 wie bekannt mit einem Anbringungssystem (nicht gezeigt) einer Werkzeugmaschine (nicht gezeigt) in Eingriff. Der Adapter 14 umfasst einen konischen Schaftabschnitt 24, der zum Eingriff in die Werkzeugmaschine geeignet ist, und einen nicht konischen Schaftabschnitt26 mit einer vorderen Endfläche 28. Der Führungsschaft 22 erstreckt sich von der vorderen Stirnfläche 28 nach außen und ist um die zentrale Längsachse 17 herum konzentrisch, wenn das Drehschneidwerkzeug 10 angebracht ist, wie es in 2 gezeigt ist. Der Adapter 14 umfasst ferner einen Zwischenflansch 30 zum automatischen Handhaben des konischen Adapters 14, der zwischen dem konischen Schaftabschnitt 24 und dem nicht-konischen Schaftabschnitt 26 angeordnet ist.
Zum Anbringen des Adapters 14 an der Werkzeugmaschine kann ein Gewindeloch 32 in einer rückwärtigen Endfläche 33 des konischen Schaftabschnitts 24 angeordnet sein. Wie gezeigt ist der konische Adapter 14 ein CV-Adapter, der von Kennametal Inc. hergestellt wird. Es versteht sich jedoch, dass der Adapter 14 von jedem Typ sein kann, der dem Durchschnittsfachmann bekannt ist, der für das Anbringen eines Drehwerkzeugs an einer Werkzeugmaschine geeignet ist, wie beispielsweise Adapter vom Typ DV, BT oder KM, die von Kennametal Inc. hergestellt werden, Adapter vom Typ CAPTO (Coromant) oder Adapter vom Typ HSK.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform umfasst der konische Adapter 14 einen inneren Hauptkühlmittelkanal 34, der sich durch den Adapter 14 erstreckt, um einen Fluidstrom, wie beispielsweise Kühlmittel und dergleichen, von der Werkzeugmaschine zum Fräser 12 zuzuführen. Ein kranz- oder ringförmiger sekundärer Kühlmittelkanal 40, der innerhalb des Führungsschafts 22 angeordnet ist, ist in Fluidverbindung mit dem inneren Hauptkühlmittelkanal 34. Der sekundäre Kühlmittelkanal 40 erstreckt sich von dem inneren Hauptkühlmittelkanal 34 zu einer vorderen Endfläche 42 des Führungsschafts 22. Daher kann ein Fluid, wie beispielsweise Kühlmittel, vollständig durch den Adapter 14 entlang eines Kühlmittelströmungswegs F (durch die Pfeile angezeigt) fließen, der sich von der hinteren Fläche 33 zu der vorderen Endfläche 41 erstreckt, wie es in 2 gezeigt ist. Zusätzlich umfasst der konische Adapter 14 ein Paar runder Mitnehmerstifte 44, 46, die auf der vorderen Fläche 28 angeordnet sind und sich davon erstrecken.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform der 1 und 2 sind insgesamt fünf (5) Schneideinsätze 13 auf dem Schneidkörper 12 des Drehschneidwerkzeugs 10 angebracht. Wie bekannt sind die Schneideinsätze 13 indexierbar. Der Fräser 12 ist daher auch als Wendeplattenfräser bekannt. Ferner versteht es sich, dass die Ausführungsformen nicht durch die Anzahl der Schneideinsätze 13 begrenzt sind, die auf dem Fräserkörper 12 angebracht sind, und dass die hierin im weitesten Sinne in Betracht gezogenen Prinzipien auf einen Fräserkörper 12 angewandt werden können, auf dem jede gewünschte Anzahl an Schneideinsätzen 13 isometrisch und/oder tangential angebracht sein kann.
Wie in den 3 und 4 gezeigt, weist der Fräser 12 einen Fräserkörper 48 mit mehreren darin gebildeten Spannuten 50 auf. Die Spannuten 50 stellen Freiraum zum Einsetzen der Schneideinsätze 13 bereit und helfen bei der Abfuhr von Spänen, die während eines Schneidvorgangs erzeugt werden. Bei der veranschaulichten Ausführungsform sind die Schneideinsätze 13 austauschbare Wendeschneidplatten, die ganz oder teilweise beispielsweise und ohne Einschränkung hergestellt sind aus Hartmetallen (z.B. Wolfram (Kobalt)-Hartmetall, das optional Zusätze von Titancarbid, Tantalcarbid und/oder Niobcarbid enthalten kann, Keramiken (z.B. Aluminiumoxid, Silizium-Aluminium-Oxynitrid (SiAlON), superharte Materialien (z. B. kubisches Bornitrid) und Cermets (z. B. Materialien auf Titancarbidbasis). Der Fräser 12 ist daher auch als Wendeplattenfräser bekannt. Jeder Schneideinsatz 13 umfasst eine oder mehrere Hauptschneidkanten 13a, die in das Werkstück (nicht gezeigt) an der Einsatz-Span-Schnittstelle eingreifen. Des Weiteren umfasst jeder Schneideinsatz 13 eine oder mehrere Schneidecken 13b und eine oder mehrere Abstreiferfacetten 13c.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist jeder Schneideinsatz 13 polygonförmig mit insgesamt fünf (5) Hauptschneidkanten 13a, Schneidecken 13b und Abstreiferfacetten 13c. Daher kann jeder Schneideinsatz 13 indexiert werden, indem der Schneideinsatz 13 um ungefähr 72 Grad um seine Mittelachse gedreht wird, sodass während eines Schneidvorgangs eine andere Hauptschneidkante 13a in das Werkstück eingreift. Es versteht sich jedoch, dass Ausführungsformen nicht durch die Anzahl der Hauptschneidkanten, Abstreiferfacetten und Schneidecken begrenzt sind, und dass Ausführungsformen mit einem Schneideinsatz mit jeder gewünschten Anzahl an Hauptschneidkanten, Abstreiferfacetten und Schneidecken praktiziert werden können. Der Schneideinsatz 13 kann beispielsweise dreieckig, rechteckig, sechseckig, achteckig und dergleichen sein. Bei einem anderen Beispiel kann der Schneideinsatz 13 rund sein und nur eine einzige Hauptschneidkante 13a und eine optionale Abstreiferfacette 13c aufweisen und die Schneidecke 13b kann eliminiert sein.
Es ist eine Auflagefläche 52 nahe jeder Spannut 50 zum Auflegen des entsprechenden Schneideinsatzes 13 vorgesehen. Wie bekannt, wird der Schneideinsatz 13 mittels einer Halteschraube 53 (9), die mit einer in der Auflagefläche 52 des Fräserkörpers 48 gebildeten Öffnung 55 ( 5) in Gewindeeingriff ist, gegen die Auflagefläche 52 gehalten. Ein Schaft 54 erstreckt sich rückwärtig nach außen, sodass der Fräser 12, wie vorstehend beschrieben an dem Adapter 14 funktionsfähig befestigt werden kann. Der Schaft 54 umfasst eine oder mehrere Mitnehmerstiftaussparungen 56, die derart angepasst sind, dass sie einen entsprechenden Mitnehmerstift 44, 46 des Adapters 14 aufnehmen können. Die Aussparungen 56 sind wie in 5 gezeigt in einer hinteren Endfläche 58 des Fräsers 12 gebildet. Wenn der Fräser 12 an dem Adapter 14 angebracht ist, teilen sich der Fräser 12 und der Adapter 14 eine gemeinsame Drehachse (d. h. kollinear) mit der zentralen Längsachse 17 des Drehschneidwerkzeugs 10, wie es in 2 gezeigt ist.
Unter Bezugnahme auf 5 umfasst der Fräser 12 eine Führungsschaftbohrung 60, die in der hinteren Endfläche 58 des Fräsers 12 gebildet und angepasst ist, den Führungsschaft 22 des Adapters 14 aufzunehmen. Außerdem umfasst der Fräser 12 eine Befestigungsbohrung 62, die in einer vorderen Endfläche 64 des Fräsers 12 gebildet und angepasst ist, das Gewindebefestigungselement 15 aufzunehmen.
Ein Kühlmittelverteiler 66 ist zwischen der Führungsschaftbohrung 60 und der Befestigungselementbohrung 62 gebildet. Der Kühlmittelverteiler 66 ist durch eine zylindrische Seitenwand 66a mit einer Breite W und einer im Wesentlichen ebenen Bodenfläche 60b definiert, welche die Seitenwand 66a an einer kreisförmigen Schnittlinie 66c schneidet, wie es in den 5 bis 7 gezeigt ist.
Bei einem Aspekt umfasst der Fräser 12 mehrere Kühlmittelvorratsbehälter 68, die in Fluidverbindung mit dem Kühlmittelverteiler 66 stehen, wie es in den 2 und 4 bis 7 gezeigt ist. Insbesondere besteht eine Eins-zu-Eins-Entsprechung zwischen der Anzahl der Schneideinsätze 13 und der Anzahl der Vorratsbehälter 68. Die Anzahl der Kühlmittelvorratsbehälter 68 ist mit anderen Worten gleich der Anzahl der Schneideinsätze 13. Bei der veranschaulichten Ausführungsform gibt es daher insgesamt fünf (5) Kühlmittelvorratsbehälter 68 (d. h., einen Kühlmittelvorratsbehälter 68 für jeden Schneideinsatz 13), die in Fluidverbindung mit dem Kühlmittelverteiler 66 stehen. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht durch die Anzahl an Kühlmittelvorratsbehältern 68 begrenzt ist, und dass die Erfindung mit einer anderen Anzahl an Kühlmittelvorratsbehältern 68 als der Anzahl an Schneideinsätzen 13 praktiziert werden kann. Beispielsweise ist es vorstellbar, dass die Prinzipien der Offenbarung mit einem einzigen Kühlmittelvorratsbehälter 68 praktiziert werden können, der bis zu ungefähr 360 Grad um die Drehachse AR des Fräsers 12 herum angeordnet ist, solange der Schneidkopf 12 eine ausreichende strukturelle Integrität aufweist.
Wie in 6 am besten gezeigt, sind die Kühlmittelvorratsbehälter 68 in gleichen Abständen um die zentrale Längsachse 17 des Fräskopfes 12 herum angeordnet. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist jeder der fünf Kühlmittelvorratsbehälter 68 um die zentrale Längsachse 17 des Fräskopfes 12 herum im gleichen Abstand von ungefähr 72 Grad (d. h. 360/5) zueinander angeordnet. Wie in 6 gezeigt, ist jeder Kühlmittelvorratsbehälter 68 in Fluidverbindung mit dem Kühlmittelverteiler 66. Insbesondere ist jeder Kühlmittelvorratsbehälter 68 entlang der kreisförmigen Schnittlinie 66c zwischen der zylindrischen Seitenfläche 66a und der Bodenfläche 66b des Kühlmittelverteilers 66 gebildet.
Ferner ist jeder Kühlmittelvorratsbehälter 68 in einem Nicht-Null-Winkel A in Bezug auf die zentrale Längsachse 17 des Fräsers 12 ausgerichtet, wie es in 5 gezeigt ist. Bei einer Ausführungsform ist jeder Kühlmittelvorratsbehälter 68 abhängig von den Abmessungen des Fräsers 12 in einem Winkel A zwischen ungefähr 15 Grad und ungefähr 65 Grad ausgerichtet. Jeder Kühlmittelvorratsbehälter 68 weist eine zentrale Längsachse C_L auf, die sich an einem Punkt P auf der zentralen Längsachse 17 des Fräsers 12 schneidet. Zusätzlich weist jeder Kühlmittelvorratsbehälter 68 eine gekrümmte Bodenfläche 68a auf, wie es in 4 gezeigt ist.
Unter Bezugnahme auf 5 kann jeder Kühlmittelvorratsbehälter 68 durch Bearbeiten eines Hohlraums von der Führungsschaftbohrung 60 in Richtung der Auflagefläche 52 eines entsprechenden Schneideinsatzes 13 und endend in einem vorbestimmten Abstand D von der Spannut 50 hergestellt werden. Der Boden 68a jedes Kühlmittelvorratsbehälters 68 endet mit anderen Worten an dem vorbestimmten Abstand D von der Spannut 50. Bei einer Ausführungsform liegt der Abstand D zwischen ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 2,0 mm. Der Abstand D kann beispielsweise ungefähr 1,0 mm betragen. Der Hohlraum kann unter Verwendung herkömmlicher CNC-Bearbeitungsverfahren unter Verwendung eines Kugelkopffräsers, eines Bohrers oder einer Kombination aus beiden bearbeitet werden.
Zusätzlich weist jeder Kühlmittelvorratsbehälter 68 eine nicht-kreisförmige Querschnittsform auf, wie es in den 5 und 6 gezeigt ist. Jeder Kühlmittelvorratsbehälter 68 weist beispielsweise eine längliche oder elliptische Querschnittsform auf. Es versteht sich jedoch, dass die Ausführungsformen nicht durch die Querschnittsform jedes Kühlmittelvorratsbehälters begrenzt sind, und dass Ausführungsformen mit einem oder mehreren Kühlmittelvorratsbehältern mit einer kreisförmigen Querschnittsform und einem oder mehreren Kühlmittelvorratsbehältern 68 mit einer nichtkreisförmigen Querschnittsform praktiziert werden können.
Bei einem weiteren Aspekt umfasst der Fräser 12 mehrere Kühlmittelkanäle 70, die innerhalb des Fräserkörpers 48 angeordnet sind, wie es in 4 gezeigt ist. Bei der veranschaulichten Ausführungsform weist der Fräserkörper 48 drei Kühlmittelkanäle 70a, 70b, 70c in Fluidverbindung mit einem entsprechenden Kühlmittelvorratsbehälter 68 auf. Jeder Kühlmittelkanal 70a, 70b, 70c erstreckt sich von seinem entsprechenden Kühlmittelvorratsbehälter 68 zu einer entsprechenden Auslassöffnung 72a, 72b, 72c in der Spannut 50 nahe eines entsprechenden Schneideinsatzes 13.
Jeder Kühlmittelkanal 70a, 70b, 70c erzeugt einen gerichteten Kühlmittelstrom 74a, 74b, 74c aus seiner entsprechenden Auslassöffnung 72a, 72b, 72c. Daher erzeugt der Fräser 12 in der veranschaulichten Ausführungsform insgesamt drei (3) Kühlmittelströme, die auf verschiedene kritische Schneidbereiche des Schneideinsatzes 13 gerichtet sind. Der Kühlmittelkanal 70a erzeugt beispielsweise einen Kühlmittelstrom 74a, der auf die Hauptschneidkante 13a des Schneideinsatzes 13 gerichtet ist, der Kühlmittelkanal 70b erzeugt einen Kühlmittelstrom 74b, der auf die Schneidecke 13b des Schneideinsatzes 13 gerichtet ist, und der Kühlmittelkanal 70c erzeugt einen Kühlmittelstrom 74c, der auf die Abstreiferfacette 13c des Schneideinsatzes 13 gerichtet ist, wie es in 3 und 4 gezeigt ist.
Jeder Kühlmittelkanal 70a, 70b, 70c und jede Auslassöffnung 72a, 72b, 72c kann durch Bilden eines Lochs, das sich von der Spannut 50 zu ihrem entsprechenden Kühlmittelvorratsbehälter 68 erstreckt, hergestellt werden. Daher können sowohl der Kühlmittelvorratsbehälter 68 als auch die Kühlmittelkanäle 70a, 70b, 70c unter Verwendung konventioneller CNC-Bearbeitungsverfahren unter Verwendung eines Kugelkopffräsers, eines Bohrers oder einer Kombination aus beiden ohne Engpässe hergestellt werden. Bei der veranschaulichten Ausführungsform weisen die Kühlmittelkanäle 70a, 70b, 70c eine im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsform auf. Es versteht sich jedoch, dass Ausführungsformen nicht durch die Querschnittsform der Kühlmittelkanäle begrenzt sind, und dass Ausführungsformen mit Kühlmittelkanälen mit einer nicht kreisförmigen Querschnittsform praktiziert werden können.
Jeder Kühlmittelkanal 70a, 70b, 70c kann einen Durchmesser in einem Bereich zwischen ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 5,0 mm aufweisen. Die Kühlmittelkanäle 70a, 70b, 70c können den gleichen Durchmesser aufweisen. Jeder Kühlmittelkanal 70a, 70b, 70c kann beispielsweise einen Durchmesser von ungefähr 1,0 mm aufweisen. Alternativ können ein oder mehrere Kühlmittelkanäle einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen. Ein Kühlmittelkanal kann beispielsweise einen Durchmesser von ungefähr 1,0 mm und ein anderer Kühlmittelkanal einen Durchmesser von ungefähr 1,5 mm aufweisen. In jedem Fall weist jeder Kühlmittelkanal 70a, 70b, 70c eine kleinere Querschnittsfläche als die Querschnittsfläche der Kühlmittelvorratsbehälter 68 auf, wodurch der Kühlmitteldruck erhöht wird.
Zusätzlich weist die Gesamtquerschnittsfläche der Kühlmittelkanäle 70a, 70b, 70c eine kleinere Gesamtquerschnittsfläche als die Gesamtquerschnittsfläche des Kühlmittelvorratsbehälters 68 auf. Infolgedessen verwendet der Fräser 12 im Vergleich zu einem einzelnen Kühlmittelkanal mit einer relativ größeren Querschnittsfläche weniger Kühlmittel. Wenn die drei Kühlmittelkanäle 70a, 70b, 70c beispielsweise einen Durchmesser von 1,0 mm aufweisen, dann ist die Gesamtquerschnittsfläche kleiner als ein einzelner Kühlmittelkanal mit einem Durchmesser von 3,0 mm (d. h., dreimal der Durchmesser jedes der drei Kühlmittelkanäle 70a, 70b, 70c).
Im Fall von drei Kühlmittelkanälen mit einem Durchmesser von 1,0 mm ist die Gesamtquerschnittsfläche wie folgt: $Fl \ddot{a} che (3 \times 1,0 - mm - L \ddot{o} cher) = (3) π ({0,5}^{2}) = 0,75 π,$
Im Fall eines einzelnen Kühlmittelkanals mit einem Durchmesser von 3,0 mm ist die Gesamtquerschnittsfläche wie folgt: $Fl \ddot{a} che (1 \times 3,0 - mm - Loch) = π ({1,5}^{2}) = 2,25 π .$
Daher ist die Gesamtquerschnittsfläche für drei Kühlmittelkanäle 70a, 70b, 70c, wobei jeder Kanal einen Durchmesser von 1,0 mm aufweist, kleiner als die Gesamtquerschnittsfläche eines einzelnen Kühlmittelkanals mit einem Durchmesser von 3,0 mm. Infolgedessen verwendet der Fräser 12 mit drei Kühlmittelkanälen weniger Kühlmittel als ein herkömmliches Schneidwerkzeug mit nur einem einzigen relativ größeren Kühlmittelkanal.
Im Fall von drei Kühlmittelkanälen 70a, 70b, 70c mit einem Durchmesser von 1,5 mm ist die Gesamtquerschnittsfläche immer noch kleiner als ein einzelner Kühlmittelkanal mit einem Durchmesser von 3,0 mm (d. h., zweimal der Durchmesser von jedem der drei Kühlmittelkanäle 70a, 70b, 70c).
Im Fall von drei Kühlmittelkanälen mit einem Durchmesser von 1,5 mm ist die Gesamtquerschnittsfläche wie folgt: $Fl \ddot{a} che (3 \times 1,5 - mm - L \ddot{o} cher) = (3) π ({0,75}^{2}) = 1,69 π .$
Im Fall eines einzelnen Kühlmittelkanals mit einem Durchmesser von 3,0 mm ist die Gesamtquerschnittsfläche wie folgt: $Fl \ddot{a} che (1 \times 3,0 - mm - Loch) = π ({1,5}^{2}) = 2,25 π .$
Daher ist die Gesamtquerschnittsfläche für drei Kühlmittelkanäle 70a, 70b, 70c, wobei jeder Kanal einen Durchmesser von 1,5 mm aufweist, immer noch kleiner als die Gesamtquerschnittsfläche eines einzelnen Kühlmittelkanals mit einem Durchmesser von 3,0 mm. Infolgedessen verwendet der Fräser 12 mit drei Kühlmittelkanälen weniger Kühlmittel als ein herkömmliches Schneidwerkzeug mit nur einem einzigen relativ größeren Kühlmittelkanal.
Wie in 2 dargestellt, tritt ein Strom F von Fluid, wie beispielsweise Kühlmittel und dergleichen, in den Hauptkühlmittelkanal 34 ein, der in der hinteren Endfläche 33 des konischen Adapters 14 gebildet ist. Dann fließt das Kühlmittel vom inneren Hauptkühlmittelkanal 34 in den ringförmigen sekundären Kühlmittelkanal 40, der im Führungsschaft 22 angeordnet ist, durch einen entsprechenden Kühlmittelvorratsbehälter 68 in die Kühlmittelkanäle 70a, 70b, 70c. Dann tritt das Kühlmittel aus den Auslassöffnungen 72a, 72b, 72c in den Kühlmittelströmen 74a, 74b, 74c aus, die genau auf kritische Bereiche, wie beispielsweise die Hauptschneidkante 13a, die Schneidecke 13b und die Abstreiferfacette 13c des Schneideinsatzes 13, gerichtet sind.
Es versteht sich, dass Ausführungsformen nicht durch die Anzahl an Kühlmittelkanälen begrenzt sind, und dass Ausführungsformen mit irgendeiner Anzahl an mehreren Kühlmittelkanälen praktiziert werden können. Ausführungsformen können mit anderen Worten mit irgendeiner Anzahl von zwei oder mehr Kühlmittelkanälen in Abhängigkeit von der Anzahl der kritischen Schneidbereiche, auf die die Kühlmittelkanäle gerichtet werden sollten, praktiziert werden.
Die Prinzipien können beispielsweise in einem Drehschneidwerkzeug 10 praktiziert werden, das einen Schulterfräser mit vier Kühlmittelkanälen 70a-d und vier Auslassöffnungen 72a-d umfasst, die insgesamt vier Kühlmittelströme 74a-d erzeugen, die auf kritische Bereiche des Schneideinsatzes 13 gerichtet sind, wie es in den 8 und 9 gezeigt ist. Es versteht sich, dass die Kühlmittelvorratsbehälter 68 und die Kühlmittelkanäle 70a-d bei der in den 8 und 9 gezeigten Ausführungsform in ähnlicher Weise wie die Kühlmittelvorratsbehälter 68 und die Kühlmittelkanäle 70a, 70b, 70c der in den 1 bis 7 gezeigten früheren Ausführungsform hergestellt sind.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform der 8 und 9 erzeugt der Kühlmittelkanal 70a einen Kühlmittelstrom 74a von der Auslassöffnung 72a, der auf einen ersten Abschnitt der Hauptschneidkante 13a des Schneideinsatzes 13 gerichtet ist, erzeugt der Kühlmittelkanal 70b einen Kühlmittelstrom 74b, der auf die Schneidecke 13b des Schneideinsatzes 13 gerichtet ist, erzeugt der Kühlmittelkanal 70c einen Kühlmittelstrom 74c, der auf die Abstreiferfacette 13c des Schneideinsatzes 13 gerichtet ist, und erzeugt der Kühlmittelkanal 70d einen Kühlmittelstrom 74d von der Auslassöffnung 72d, der auf einen zweiten Abschnitt der Hauptschneidkante 13a gerichtet ist.
Es sollte auch beachtet werden, dass die vier Kühlmittelkanäle 70a-d eine kleinere Querschnittsfläche aufweisen und daher weniger Kühlmittel verwenden als ein herkömmliches Schneidwerkzeug mit einem einzelnen Kühlmittelkanal mit einem relativ größeren Durchmesser. Wenn beispielsweise ein Kühlmittelkanal einen Durchmesser von 1,0 mm aufweist und drei Kühlmittelkanäle einen Durchmesser von 1,5 mm aufweisen, dann ist die Querschnittsfläche kleiner als ein einzelner Kühlmittelkanal mit einem Durchmesser von 3,5 mm.
In dem Fall, in dem ein Kühlmittelkanal einen Durchmesser von 1,0 mm aufweist und drei Kühlmittelkanäle einen Durchmesser von 1,5 mm aufweisen: $Fl \ddot{a} che (1 \times 1,0 - mm - Loch + 3 \times 1,5 - mm - Loch) = π ({0,5}^{2}) + 3 π ({0,75}^{2}) = 1,94 π .$
Im Falle eines einzelnen Kühlmittelkanals mit einem Durchmesser von 3,5 mm, $Fl \ddot{a} che (1 \times 3,5 - mm - Loch) = π ({1,75}^{2}) = 3,06 π .$
Daher ist die Gesamtfläche für vier Kühlmittelkanäle, in der ein Kühlmittelkanal einen Durchmesser von 1,0 mm aufweist und drei Kühlmittelkanäle einen Durchmesser von 1,5 mm aufweisen, immer noch kleiner als ein einzelner Kühlmittelkanal mit einem Durchmesser von 3,5 mm. Infolgedessen verwendet das Schneidwerkzeug weniger Kühlmittel als ein konventionelles Schneidwerkzeug mit einem einzelnen, größeren Kühlmittelkanal.
Wie vorstehend beschrieben, weist das Drehschneidwerkzeug 10 eine neuartige Kühltechnologie mit den folgenden Vorteilen auf:

1) effektive Kühlung bei geringerem Kühlmittelverbrauch;
2) erhöhter Kühlmitteldruck;
3) mehrere genau ausgerichtete Kühlmittelströme pro Spannut; und
4) praktikabler und wirtschaftlicher Herstellungsprozess ohne Engpässe.

Während die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen beschrieben sind, kann die Offenbarung innerhalb des Umfangs der angefügten Ansprüche anderweitig verkörpert werden.

Claims

Drehschneidwerkzeug, umfassend: einen Adapter einschließlich eines internen Hauptkühlmittelkanals und eines sekundären Kühlmittelkanals, der sich von dem internen Hauptkühlmittelkanal zu einer vorderen Endfläche des Adapters erstreckt; und einen Fräser, der an dem Adapter befestigt ist, wobei der Fräser umfasst: einen Fräserkörper mit mehreren Spannuten und mehreren Auflageflächen, die angepasst sind, einen Schneideinsatz darauf anzubringen, wobei der Fräserkörper ferner eine Führungsschaftbohrung umfasst, die angepasst ist, den Führungsschaft des Adapters aufzunehmen; einen Kühlmittelverteiler in Fluidverbindung mit dem inneren Hauptkühlmittelkanal des Adapters; mindestens einen Kühlmittelvorratsbehälter in Fluidverbindung mit dem Kühlmittelverteiler; und mehrere Kühlmittelkanäle in Fluidverbindung mit dem mindestens einen Kühlmittelvorratsbehälter zum Bereitstellen eines Kühlmittelstroms, der auf mehrere spezifische kritische Schneidbereiche des Schneideinsatzes gerichtet ist, wobei sich der mindestens eine Kühlmittelvorratsbehälter entlang einer kreisförmigen Schnittlinie eines Kühlmittelverteilers befindet, wobei der mindestens eine Kühlmittelvorratsbehälter eine Längsachse aufweist, und wobei die Längsachse des mindestens einen Kühlmittelvorratsbehälters unter einem Nicht-Null-Winkel A in Bezug auf eine zentrale Längsachse des Fräsers ausgerichtet ist, und wobei jeder Kühlmittelkanal eine Querschnittsfläche aufweist, die kleiner ist als eine Querschnittsfläche des mindestens einen Kühlmittelvorratsbehälters.
Drehschneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei eine Gesamtzahl an Kühlmittelvorratsbehältern gleich einer Gesamtzahl an Schneideinsätzen ist.
Drehschneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei mehrere Kühlmittelvorratsbehälter in gleichen Abständen um die zentrale Längsachse des Fräsers angeordnet sind.
Drehschneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei der Fräser einen Schulterfräser umfasst.
Drehschneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei der sekundäre Kühlmittelkanal in der Querschnittsform ringförmig ist.
Drehschneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei ein Boden jedes Kühlmittelvorratsbehälters in einem vorbestimmten Abstand D von jeder Spannut des Fräsers endet.
Drehschneidwerkzeug nach Anspruch 6, wobei der vorbestimmte Abstand D in einem Bereich zwischen ungefähr 0,5 mm und ungefähr 2,0 mm liegt.
Drehschneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei jeder Kühlmittelvorratsbehälter eine nicht-kreisförmige Querschnittsform aufweist.
Drehschneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei die mehreren spezifischen kritischen Schneidbereiche mindestens zwei von einer Hauptschneidkante, einer Schneidecke und einer Abstreiferfacette des Schneideinsatzes umfassen.
Drehschneidwerkzeug, umfassend: einen Adapter einschließlich eines internen Hauptkühlmittelkanals und eines sekundären Kühlmittelkanals, der sich von dem internen Hauptkühlmittelkanal zu einer vorderen Endfläche des Adapters erstreckt; und einen Fräser, der an dem Adapter befestigt ist, wobei der Fräser umfasst: einen Fräserkörper mit mehreren Spannuten und mehreren Auflageflächen, die angepasst sind, einen Schneideinsatz darauf anzubringen, wobei der Fräserkörper ferner eine Führungsschaftbohrung umfasst, die angepasst ist, den Führungsschaft des Adapters aufzunehmen; einen Kühlmittelverteiler in Fluidverbindung mit dem inneren Hauptkühlmittelkanal des Adapters; mehrere Kühlmittelvorratsbehälter in Fluidverbindung mit dem Kühlmittelverteiler; und mehrere Kühlmittelkanäle in Fluidverbindung mit jedem Kühlmittelvorratsbehälter zum Bereitstellen eines Kühlmittelstroms, der auf mehrere spezifische kritische Schneidbereiche des Schneideinsatzes gerichtet ist, wobei ein Boden jedes Kühlmittelvorratsbehälters in einem vorbestimmten Abstand D von jeder Spannut des Fräsers endet, und wobei der vorbestimmte Abstand D in einem Bereich zwischen ungefähr 0,5 mm und ungefähr 2,0 mm liegt.
Drehschneidwerkzeug nach Anspruch 10, wobei der Fräser ferner einen Kühlmittelverteiler umfasst, der durch eine zylindrische Seitenfläche, eine Bodenfläche und eine kreisförmige Schnittlinie zwischen einer zylindrischen Seitenfläche und der Bodenfläche gebildet ist, und wobei sich jeder Kühlmittelvorratsbehälter entlang der kreisförmigen Schnittlinie des Kühlmittelverteilers befindet.
Drehschneidwerkzeug nach Anspruch 10, wobei jeder Kühlmittelvorratsbehälter eine Längsachse aufweist, und wobei eine Längsachse jedes Kühlmittelvorratsbehälters unter einem Nicht-Null-Winkel A in Bezug auf eine zentrale Längsachse des Fräsers ausgerichtet ist.
Drehschneidwerkzeug nach Anspruch 10, wobei jeder Kühlmittelvorratsbehälter eine Querschnittsfläche aufweist und wobei jeder Kühlmittelkanal eine Querschnittsfläche aufweist, die kleiner ist als die Querschnittsfläche jedes Kühlmittelvorratsbehälters.
Drehschneidwerkzeug nach Anspruch 10, wobei eine Gesamtzahl an Kühlmittelvorratsbehältern gleich einer Gesamtzahl an Schneideinsätzen ist.
Drehschneidwerkzeug nach Anspruch 10, wobei die mehreren Kühlmittelvorratsbehälter in gleichen Abständen um eine zentrale Längsachse des Fräsers angeordnet sind.
Fräser, umfassend einen Fräserkörper mit mehreren Spannuten und mehreren Auflageflächen, die zum Anbringen eines Schneideinsatzes darauf angepasst sind, wobei der Fräserkörper einen Kühlmittelverteiler in Fluidverbindung mit einem inneren Hauptkühlmittelkanal eines Adapters, mehrere Kühlmittelvorratsbehälter in Fluidverbindung mit dem Kühlmittelverteiler und mehrere Kühlmittelkanäle in Fluidverbindung mit jedem Kühlmittelvorratsbehälter umfasst, um einen Kühlmittelstrom bereitzustellen, der auf mehrere spezifische kritische Schneidbereiche des Schneideinsatzes gerichtet ist, wobei sich jeder Kühlmittelvorratsbehälter entlang einer kreisförmigen Schnittlinie des Kühlmittelverteilers befindet, wobei jeder Kühlmittelvorratsbehälter eine Längsachse aufweist, und wobei eine Längsachse jedes Kühlmittelvorratsbehälters unter einem Nicht-Null-Winkel A in Bezug auf eine zentrale Längsachse des Fräsers ausgerichtet ist, und wobei jeder Kühlmittelvorratsbehälter eine Querschnittsfläche aufweist, und wobei jeder Kühlmittelkanal eine Querschnittsfläche aufweist, die kleiner ist als die Querschnittsfläche jedes Kühlmittelvorratsbehälters.
Fräser nach Anspruch 16, wobei die mehreren Kühlmittelvorratsbehälter in gleichen Abständen um die zentrale Längsachse des Fräsers angeordnet sind.
Fräser nach Anspruch 16, wobei der Fräser einen Schulterfräser umfasst.
Drehschneidwerkzeug nach Anspruch 16, wobei ein Boden jedes Kühlmittelvorratsbehälters in einem vorbestimmten Abstand D von jeder Spannut des Fräsers in einem Bereich zwischen ungefähr 0,5 mm und ungefähr 2,0 mm endet.
Drehschneidwerkzeug nach Anspruch 16, wobei jeder Kühlmittelvorratsbehälter eine nicht-kreisförmige Querschnittsform aufweist.
Drehschneidwerkzeug nach Anspruch 16, wobei die mehreren spezifischen kritischen Schneidbereiche mindestens zwei von einer Hauptschneidkante, einer Schneidecke und einer Abstreiferfacette des Schneideinsatzes umfassen.
Drehschneidwerkzeug nach Anspruch 16, wobei die kreisförmige Schnittlinie durch einen Schnittpunkt zwischen einer zylindrischen Seitenfläche und einer Bodenfläche des Kühlmittelverteilers gebildet wird.