DE10305991A1

DE10305991A1 - Werkzeug für die spanabhebende Bearbeitung von Werkstückoberflächen

Info

Publication number: DE10305991A1
Application number: DE2003105991
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. Hänle; Andreas Österle
Original assignee: Gühring, Jörg, Dr.
Current assignee: Guehring KG
Priority date: 2003-02-12
Filing date: 2003-02-12
Publication date: 2004-12-16

Abstract

Es wird ein Werkzeug für die spanabhebende Bearbeitung vorgeschlagen, das einen Werkzeugkörper (3) umfasst, der bei einer Werkstückbearbeitung rotiert, an dessen Umfang mehrere Schneiden (11a-11d) vorgesehen sind und der Mittel zur Spanabfuhr besitzt. Erfindungsgemäß ist zur Spanabfuhr ins Innere des Werkzeugkörpers (3) jeder Schneide (11a-11d) ein separater Kanal (10a, 10b) zugeordnet, welcher mit der Schneide (11a-11d) mit rotiert und in radialer Richtung hinter der Schneide (11a-11d), beginnend in Richtung eines Werkzeugspannabschnitts (6) sowie radial nach außen verläuft.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug für die spanabhebende Bearbeitung von Werkstückoberflächen, insbesondere ein Fräswerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Werkzeuge der einleitend bezeichneten Art sind bereits bekannt geworden. Aus dem Abstract zur japanischen Patentanmeldung JP 62199339 A ist ein Fräswerkzeug zum Umfangsfräsen bekannt, bei welchem die Schneiden an einer Nut angeordnet sind, aus welcher mit einer Absaugeinrichtung bei der Bearbeitung einer Werkstückoberfläche entstehende Späne mit einer Absaugeinrichtung abgesaugt werden können. Die Absaugeinrichtung dreht sich mit den Schneiden nicht mit, sondern ist kugelgelagert an einem Werkzeuggrundkörper angeordnet.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 01 657 A1 ist ein Verfahren und eine Anordnung zum spanenden Bearbeiten von Werkstücken mit einem, wenigstens ein spanabhebendes Element aufweisenden Werkzeug offenbart, wobei eine Einrichtung zum Zuführen eines Schmiermittels und eine Einrichtung zum Abführen von Spänen vorgesehen ist. Der Bearbeitungsbereich wird mit einer definierten Schmiermittelmenge sowie einem Unterdruck beaufschlagt. Eine Einrichtung zum Zuführen des Schmiermittels weist eine wählbar einstellbare Dosiervorrichtung und die Einrichtung zum Abführen der Späne eine Unterdruckquelle auf.
Aufgabe und Vorteile der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug für die spanabhebende Bearbeitung, insbesondere ein Fräswerkzeug bereitzustellen, bei welchem eine verbesserte Spanabfuhr ermöglicht ist.
Die Erfindung geht von einem Werkzeug für die spanabhebende Bearbeitung, insbesondere Feinbearbeitung (Schlichten) von Werkstückoberflächen, z.B. Metalloberflächen, beispielsweise einem Fräswerkzeug aus. Das Werkzeug umfasst einen Werkzeugkörper, der bei einer Werkstückbearbeitung rotiert, an dessen Umfang mehrere Schneiden ausgebildet sind und der Mittel zur Spanabfuhr besitzt. Der Kern der Erfindung liegt nun darin, dass zur Spanabfuhr ins Innere des Werkzeugkörpers jeder Schneide ein separater Kanal zugeordnet ist, welcher mit der Schneide mitrotiert und in radialer Richtung hinter der Schneide beginnend in Richtung eines Werkzeugspannabschnittes, z.B. eines Kegelschafts, sowie radial nach außen verläuft. Die Kanäle laufen bevorzugt kontinuierlich nach außen. Sie werden vorzugsweise über eine Absaugvorrichtung mit Unterdruck beaufschlagt, so dass die bei einem Bearbeitungsprozess, z.B. beim Schlichtfräsen, entstehenden Späne abgesaugt werden. Dabei begünstigt die Führung der Kanäle radial nach außen den Absaugprozess, da z.B. Fliehkräfte bei entsprechenden Drehzahlen zum Spantransport beitragen. Die Kanäle im Werkzeug ermöglichen außerdem eine vergleichsweise große freie Verfahrbarkeit des Schneidenbereichs, da eine Absaugeinrichtung des Werkzeugspannabschnitts vergleichsweise weit entfernt von den Schneiden angeordnet werden kann.
Im Weiteren ist es vorteilhaft, wenn wenigstens ein Kanal, vorzugsweise jeder Kanal entlang der jeweiligen Schneide eine schlitzförmige Öffnung aufweist. Durch die schlitzförmige Öffnung können Späne, die an der Schneide entstehen, in den Kanal abgeführt werden. Eine schlitzförmige Öffnung hat dabei den Vorteil, dass sie durch insbesondere variieren der Schlitzbreite auf die bei einem Bearbeitungsprozess entstehende Spangeometrie derart abgestimmt werden kann, dass eine bestmögliche Spanabfuhr gewährleistet ist. Um eine möglichst vollständige Spanabfuhr zu erzielen, verläuft die schlitzförmige Öffnung vorteilhafter Weise entlang zumindest des größten Teils der Länge 1 einer Schneide.
In diesem Zusammenhang ist es überdies bevorzugt, dass im Bereich der schlitzförmigen Öffnung Mittel vorgesehen sind, um die Schlitzlänge 1 und/oder -breite b einstellen zu können. In diesem Zusammenhang ist es außerdem bevorzugt, wenn im Bereich der schlitzförmigen Öffnungen Mittel vorgesehen sind, um die Schlitzlänge 1 und/oder Breite b einstellen zu können. Die Mittel können beispielsweise eine am Werkzeugkörpergrundteil befestigbare Abdeckung umfassen. Durch die Abdeckung kann die Breite b so eingestellt werden, dass diese in einer zumindest annähernd gleich bleibenden Relation zu einer entstehenden Spangröße steht. Hierdurch wird eine Spanabfuhr und gegebenenfalls das Aufrollen des Spans begünstigt.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung verläuft wenigstens ein Kanal, vorzugsweise verlaufen alle Kanäle zumindest abschnittsweise im Werkzeugkörper wendelförmig, z.B. in der Art einer Spanabfuhrnut in einem Bohrwerkzeug. Durch diese Maßnahme der geometrischen Ausgestaltung der Kanäle wird die Abfuhr von entstehenden Spänen unter Nutzung der Rotationsbewegung des Werkzeugs weiter verbessert. Es ist jedoch auch denkbar, die Kanäle für die Spanabfuhr axial ohne Wendelansatz zu führen.
Um eine weitere Verbesserung der Spanabfuhr zu erzielen, wird außerdem vorgeschlagen, dass sich die Breite wenigstens eines Kanals, vorzugsweise aller Kanäle in Umfangsrichtung in Richtung Werkzeugspannabschnitt vergrößert.
Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass ein Kanal vorzugsweise alle Kanäle zumindest abschnittsweise durch eine Bohrung gebildet sind. Hierdurch ist es vergleichsweise einfach möglich, den Kanal im Vollmaterial des Werkzeugkörpers herzustellen.
Erfindungsgemäß ist überdies vorgesehen, dass wenigstens ein Kanal, vorzugsweise alle Kanäle zumindest abschnittsweise durch eine Ausnehmung ausgebildet sind. Die Ausgestaltung der Kanäle durch eine Ausnehmung kann z.B. durch Fräsen in einfacher weise erzielt werden. Ohnehin müssen die Kanäle jeweils in einem vorgegebenen Bereich frei liegen, um diese mit Unterdruck beaufschlagen zu können.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein Kanal, vorzugsweise sind alle Kanäle an dem dem Werkzeugspannabschnitt entgegengesetzten Ende durch eine radial nach außen gekippte und vorzugsweise auch in eine Richtung senkrecht hierzu gekippte mit der Drehachse einen zusätzlichen Achswinkel einschließende Bohrung und im weiteren Verlauf durch eine wendelförmig verlaufende Ausnehmung gebildet. Bei dieser Vorgehensweise macht man sich die Erkenntnis zunutze, dass radial hinter den Schneiden normalerweise im Vollmaterial des Werkzeugkörpers der Kanal am einfachsten durch Bohren erzeugt werden kann, in Richtung Werkzeugspannabschnitt hinter den Schneiden das Ausbilden des Kanals mit einer Ausnehmung vorteilhaft ist, da sich diese in vielfältigen geometrischen Formen, z.B. eben auch wendelförmig, erzeugen lässt. Damit ist insbesondere in diesem Bereich eine optimierte Geometrie für eine möglichst effektive Spanabfuhr realisierbar.
Für eine bestmögliche Spanabfuhr wird in diesem Zusammenhang außerdem vorgeschlagen, dass sich der Querschnitt der Ausnehmung, senkrecht zur Drehachse des Werkzeugs in Richtung Werkzeugspannabschnitt betrachtet, verringert.
Im Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Ausnehmung teilweise durch eine Ringmanschette, z.B. eine geschlitzte Hülse, abgedeckt ist. Damit lässt sich insbesondere im Bereich der Ausnehmung ebenfalls ein geschlossener Kanal erzeugen. Das ermöglicht es, die Absaugvorrichtung weiter in Richtung Werkzeugspannabschnitt zu versetzen, was die freie Positionierbarkeit des Werkzeugs an einem Werkstück verbessert. Das heißt, eine Absaugvorrichtung am äußeren Umfang des Werkzeugkörpers wirkt sich weniger beeinträchtigend im Hinblick auf die Anfahrbarkeit von teilweise schwerer zugänglichen Werkstückoberflächen aus.
Die Manschette beginnt vorzugsweise unmittelbar an der Stelle, an der die Bohrung in die Ausnehmung übergeht bzw. die Bohrung aus der Umfangsoberfläche eines Werkzeugkörpergrundteils stößt. Am Werkzeugkörpergrundteil kann die Hülse z.B. angeschraubt sein.
Die Absaugeinrichtung ist dann vorzugsweise im offenen Bereich der Kanäle nach den Schneiden angeordnet.
In einer überdies bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Stirnseite des Werkzeugs eine separate Abdeckplatte auf, die z.B. angeschraubt ist. Durch die Abdeckplatte lassen sich beispielsweise die Spanabfuhrkanäle an der Stirnseite verschließen.
Um auch im vordersten Bereich, in Richtung Stirnseite des Werkzeugs betrachtet, effektiv Späne absaugen zu können, wird außerdem vorgeschlagen, dass in der Abdeckplatte Ausnehmungen vorgesehen sind, die die Spanabfuhrkanäle etwas zur Stirnseite verlängern.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Abdeckplatte bündig in eine entsprechende Vertiefung der Stirnseite eingesetzt.
Durch diese Vorgehensweise lassen sich auf besonders elegante Art in jeder Schneide Kühl- und/oder Schmiermittelkanäle führen. Hierzu sind vorzugsweise in der Abdeckplatte Nuten vorgesehen, die zusammen mit der Stirnseite eines verbleibenden Werkzeugkörpergrundteils Abschnitte von Kanälen bilden.
Im Weiteren ist es günstig, wenn die Nuten beispielsweise in der Mitte der Abdeckplatte zusammengeführt sind und auf eine Bohrung treffen, die in der Drehachse des Werkzeugkörpergrundteils verläuft.
Damit kann eine zentrale Schmiermittelversorgung realisiert werden.
Weiterhin ist es günstig, wenn die durch die Nuten gebildeten Kühl- und/oder Schmiermittelkanalabschnitte in der Abdeckplatte in Ausnehmungen in einen Ringrandbereich der Stirnseite übergehen, die mit der Abdeckplatte jeweils einen letzten Kühl- und/oder Schmiermittelkanalabschnitt zu vorzugsweise jeder Schneide bilden.
Obwohl damit ein Werkzeug mit einer komplexen Geometrie entsteht, lässt sich dieses vergleichsweise einfach warten, da die Kanäle bzw. Kanalabschnitte durch Abnehmen der Abdeckplatte leicht zugänglich sind.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Schneiden in das Werkzeugkörpergrundteil eingesetzt und bestehen z.B. aus PKD (polykristalline Diamanten).
Es ist jedoch ebenso möglich, die Schneiden aus dem gleichen Material wie das Werkzeugkörpergrundteil zu bilden und z.B. anschließend zu beschichten.
Das Werkzeug kann aus einem hochfesten Werkstoff gefertigt sein wie z.B. aus Hartmetall, Schnellstahl, wie HSS, HSSE oder HSSEBM, Keramik, Cermet oder aus einem anderen Sintermetallwerkstoff.
Im Bereich der am höchsten beanspruchten Abschnitte, z.B. im Bereich der Schneiden, lässt sich das Werkzeug mit einer Beschichtung versehen, die vorzugsweise als Hartstoffschicht ausgebildet ist. Für diese Hartstoffschicht kommt z.B. Diamant, vorzugsweise nanokristalliner Diamant, Titan-Nitrid- oder Titan-Aluminium-Nitrid in Frage. Besonders geeignet ist auch u.a. eine Mehrlagenschicht aus Titan-Nitrid und Titan-Aluminium-Nitrid.
Überdies sind auch Verschleißschichten vorteilhaft, die im Wesentlichen aus Nitriden mit den Metallkomponenten Chrom, Titan und Aluminium und vorzugsweise einem geringen Anteil von Elementen zur Kornverfeinerung bestehen. Dabei liegt der Chromanteil, z.B. bei 30 bis 65 %, vorzugsweise 30 bis 60 %, insbesondere 40 bis 60 %, der Aluminiumanteil bei 15 bis 35 %, insbesondere 17 bis 25 %, und der Titananteil bei 16 bis 40 %, vorzugsweise 16 bis 35 %, insbesondere 24 bis 35 %, und zwar jeweils bezogen auf alle Metallatome in der gesamten Schicht. Der Schichtaufbau kann einlagig sein mit einer homogenen Mischphase oder er kann auch aus mehreren homogenen Lagen bestehen, die abwechselnd einerseits aus (TixAlyYz)N mit x = 0,38 bis 0,5 und y = 0,48 bis 0,6 und z = 0 bis 0,04 und andererseits aus CrN bestehen, wobei vorzugsweise die oberste Lage der Verschleißschutzschicht von die Chrom-Nitrid-Schicht bildet ist.
Das Werkzeug kann zusätzlich zur Hartstoffschicht oder auch in Alleinstellung mit einer Festkörperschmierstoffschicht, beispielsweise im Bereich der Spanabfuhrkanäle, versehen sein. Eine solche Oberflächenbeschichtung besteht bevorzugt aus mindestens einer Verbindung aus mindestens einem der Hauptelemente der sechsten Gruppe des Periodensystems einerseits und mindestens einem der Nebengruppenelemente der fünften und sechsten Gruppe des Periodensystems andererseits. Als Hauptelemente der sechsten Gruppe des Periodensystems kommen in Frage: O, S, Se und Te. Als Nebengruppenelemente der fünften und sechsten Gruppe des Periodensystems kommen in Frage: V, Nb, Ta, Cr, Mo und W. Typische Vertreter der für die Beschichtung geeigneten Verbindungen sind: MoS₂, NbS₂, TaS₂ , WS₂ , MoSe₂ , NbSe₂ , TaSe₂ , WSe₂ , MoTe₂ , NbTe₂ , TaTe₂ und WTe₂ oder Mischverbindungen davon. Die Beschichtungsmaterialien sind bekannte Schmier- und Gleitstoffe, welche vorzugsweise nach dem PVD (Physical Vapor Deposition)-System abgeschieden werden. Die Festkörperschmierstoffschicht besteht vorzugsweise aus Molybdändisulfid (MoS₂), das sich ebenfalls nach dem PVD-Verfahren auf die jeweiligen Oberflächen auftragen lässt. Bei der physikalischen Abscheidung nach dem PVD-Verfahren werden bei relativ tiefen Prozesstemperaturen, unter 550° C, durch Kathodenzerstäubung dünne Schichten aufgetragen. Das Verfahren bewirkt keine Deformation an den zu beschichtenden Komponenten, was eine Nachbehandlung erübrigt.
Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und unter Angabe weiterer Einzelheiten und Vorteile näher erläutert.
Es zeigen
1 ein Fräswerkzeug mit einem Werkzeugkörper und einer Absaugeinrichtung in perspektivischer Darstellung,
2 das Fräswerkzeug gemäß 1 ohne Absaugeinrichtung in einer perspektivischen Darstellung,
3 den vorderen Teil des Fräswerkzeugs ohne eine aufgeschraubte Abdeckplatte in perspektivischer Darstellung,
4 das Fräswerkzeug ohne Absaugeinrichtung und stirnseitiger Abdeckplatte sowie Befestigungsschrauben in einer Draufsicht,
5 ein Werkzeugkörpergrundteil des Fräswerkzeugs gemäß 1 in einer Seitenansicht,
5a + 5b zwei Schnitte des Werkzeugkörpergrundteils entlang der Schnittlinien A-A (5a) bzw. der Schnittlinie B-B (5b) in 5,
6, 6a – 6f die gleiche Seitenansicht wie in 5, jedoch mit sechs Schnittbildern (6a bis 6f) entlang der entsprechend bezeichneten Schnittlinien jedoch in einer Blickrichtung nach links (s. Pfeile),
7a + 7b eine teilweise geschnittene Draufsicht (Stirnseite) sowie Seitenteilansicht des Werkzeugkörpers gemäß 2,
8 in Seitenansicht den Werkzeugkörper gemäß 2,
8a ein Schnittbild des Werkzeugkörpers entlang der Schnittlinie A-A in 8,
9 eine zu 5 und 6 entsprechende Abbildung mit der Schnittlinie A-A,
9a ein Schnittbild des Werkzeugkörpergrundteils entlang der Schnittlinie A-A in 9,
10 – 13 eine Stirnplatte des Fräswerkzeugs in Draufsicht (10), Seitenansicht (11), Unteransicht (12), Unteransicht mit eingezeichneten Schnittlinien (13) und
10a, 13a und 13b die zu den 10 und 13 zugehörigen Schnitte entlang der jeweiligen Schnittlinien A-A (10a) bzw. A-A und B-B in 13 (13a sowie 13b).
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 ist ein Fräswerkzeug 1 mit Absaugeinrichtung 2 und einem Werkzeugkörper 3 abgebildet.
Die Absaugeinrichtung 2 ist auf den Werkzeugkörper 3 über Federkugeln (nicht dargestellt), die in entsprechende Bohrungen bzw. Ausnehmungen 4 auf einem Kragenteil 5 des Werkzeugkörpers 3 passen, aufgeclipst. Damit ist die Absaugeinrichtung 2 leicht abnehmbar, kann aber auch in einfacher Weise vor der Montage des Werkzeugs an einer Maschine an diesem eingerastet werden.
Für einen Maschineneinsatz wird zunächst der Werkzeugkörper 3 über den Kegelschaft 6 montiert. Anschließend wird der Haltebolzen 7 (s. 1) an der Absaugeinrichtung 2 mit einer entsprechenden Halterung an der Maschine in Verbindung gebracht. Hierzu werden die Rastkugeln aus den Bohrungen 4 ausgeclipst, so dass diese über der Ringnut 8 des Werkzeugkörpers 3 positioniert sind. Über den Haltebolzen 7 wird die Absaugeinrichtung derart zum Werkzeugkörper 3 positioniert, dass diese an keiner Stelle mehr mit dem Werkzeugkörper 3 in Berührung steht. Dadurch kann der Werkzeugkörper 3 berührungslos in der Absaugeinrichtung 2 rotieren, die in Bezug auf den Werkzeugkörper 3 positionsgenau festgelegt ist, sich also nicht bewegt. An der Öffnung 9 der Absaugeinrichtung 2 ist ein Absaugschlauch oder -rohr angebracht, mit dem sich in dem dahinter liegenden Volumen ein Unterdruck erzeugen lässt.
Der Unterdruck wirkt auf Absaugkanäle 10a bis 10b (s. hierzu z.B. 2 und 4), über welche die an Schneiden 11a beim Bearbeitungsprozess entstehenden Späne abgesaugt werden können. Hierzu sind in Arbeitsrichtung vor den Schneiden Schlitze 12a bis 12d vorhanden, so dass jeweils ein Zugang zum darunter liegenden Kanal entsteht. Die Schlitze 11a bis 11d verlaufen für eine effektive Spanabfuhr zumindest über den größten Teil der Schneide (s. 3). Damit können in diesem Bereich Späne in den jeweils darunter verlaufenden Kanal eingesaugt werden. Die Schlitze 11a bis 11d besitzen eine Breite b und eine Länge l (s. 3).
In 3 ist eine Stirnplatte 13 (s. 1 oder 2) nicht dargestellt, um den Blick auf die dahinter liegend ankommenden Kanäle 10a bis 10d freizugeben.
In 4 sind zusätzlich die in 3 noch angeordneten Schneiden entfernt.
Im Folgenden wird der Verlauf der Kanäle 10a bis 10d zur Spanabfuhr an den 5 bis 7b detailliert erläutert.
In 5 ist hierzu ein Werkzeugkörpergrundteil 14 dargestellt. Das Werkzeugkörpergrundteil 14 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel einstückig. Entfernt wurden die Absaugeinrichtung 2, die Stirnplatte 13 samt Befestigungsschrauben 13a bis 13d sowie eine geschlitzte Abdeckhülse 15 mit Befestigungsschrauben 16 (s. hierzu insbesondere 2 sowie 8) und die Schneiden 11a bis 11d.
In 8 ist ein Schlitz 17 in der Abdeckhülse 15 ersichtlich. Durch den Schlitz lässt sich die Abdeckhülse 15 in ihrem Durchmesser aufweiten und so vom Werkzeugkörpergrundteil 14 abziehen.
Mit der Abdeckhülse 15 werden Ausnehmungen 17a bis 17d zur Ausbildung der Kanäle 10a bis 10d über einem Bereich von einem ersten Absatz 18 bis zu einem zweiten Absatz 19 (s. hierzu 5 oder 9) abgedeckt.
Die Kanäle 10a bis 10d werden wie folgt aufgebaut: Bis zur Schnittlinie A-A in 5 bestehen die Kanäle aus Bohrungen, die von der Stirnseite her in den Werkzeugkörpergrundteil eingebracht sind, wobei die Bohrungen nicht nur radial nach außen verlaufen, sondern darüber hinaus zur Drehachse des Werkzeugs einen zusätzlichen Achswinkel α einschließbar.
Die geometrische Anordnung der Bohrungen ist auch in 4 deutlich erkennbar.
Ab der Schnittlinie A-A sind die Kanäle durch die Ausnehmungen 17a bis 17d definiert, deren Querschnitt in Richtung Kegelschaft 6 beim wendelförmigen Verlauf stetig abnimmt. Die abnehmenden Querschnitte der Ausnehmungen 17a bis 17d werden an den Schnittbildern 5a und 5d deutlich. Den Wendelverlauf der Ausnehmungen 17a bis 17d kann man überdies an den Schnittbildern 6a bis 6e deutlich nachvollziehen. Bei diesen Schnittbildern wird jedoch in eine zu den Schnittbildern gemäß 5a und 5b entgegengesetzte Blickrichtung geschaut. Die Stelle der Schnittlinie B-B in 6 entspricht dabei der Schnittlinie A-A in 5.
Dadurch, dass die Bohrungen 20 radial nach außen verlaufen, durchstoßen diese, bevor sie vollständig in die Ausnehmungen 17a bis 17d übergehen, bereits die Oberfläche des Werkzeugkörpergrundteils. Dies erfolgt in einem Bereich kurz nach dem Absatz 18 bis zur Schnittlinie B-B in 6.
Die Ausnehmungen 17a bis 17d sind hier beispielhaft in einer weise wendelförmig ausgestaltet, so dass sich der jeweilige Kanal bis ans Ende der Ausnehmungen, in Richtung Kegelschaft 6 betrachtet, um ca. 45° verdreht. Dies ist ebenfalls insbesondere an den Schnittbildern gemäß 5a und 5b nachvollziehbar. Im vorliegenden Beispiel verdrehen sich auf einer Länge, die ungefähr dem mittleren Durchmesser des Werkzeugkörpergrundteils entspricht, die Ausnehmungen 17a bis 17d um ungefähr 45° wendelförmig. In den teilweise geschnittenen Ansichten des Werkzeugkörpers 3 gemäß den 7a bzw. 7b lässt sich insbesondere aus 7b klar entnehmen, wie die jeweilige Bohrung 20 im Werkzeugkörpergrundteil 14 radial nach außen läuft. Außerdem ist in 7b der Schlitz 12a nach der Schneide 11a zur Bohrung 20 (bzw. zum Kanal 10a) erkennbar.
Aus 7b ist außerdem ersichtlich, dass der Kanal 10a sich auch in der Stirnplatte 13 in einer Ausnehmung 21 fortsetzt (s. hierzu auch 12 bzw. 13a sowie 13b). Hier ist erkennbar, dass dies für alle vier Kanäle 10a bis 10d gleichermaßen zutrifft. Überdies wird deutlich, dass die Ausnehmungen 21 jeweils einen Ausbruch 22 (s. z.B. 7b oder 12) besitzen, durch den der jeweilige Schlitz 12a bis 12d soweit wie möglich in die Stirnplatte 13 verlängert wird, um eine bestmögliche Absaugung von an der jeweiligen Schneide 11a bis 11d entstehenden Spänen zu erhalten.
7b zeigt zusätzlich einen Justierstift 23, der in einer Weise exzentrisch in der Stirnplatte 13 und dem Werkzeugkörpergrundteil angebracht ist, dass sich die Stirnplatte in Bezug zum Werkzeugkörpergrundteil 14 nur in einer eindeutigen Position montieren lässt. Hierzu ist im Werkzeugkörpergrundteil 14 eine Bohrung 24 und in der Stirnplatte 13 eine Bohrung 25 vorgesehen.
Die Schneiden 11a bis 11d werden über eine zentrale Bohrung 26 konzentrisch zur Drehachse 27 mit Kühl- und/oder Schmiermittel versorgt. Hierzu mündet die Bohrung 26 in der Stirnplatte 13 in Nuten 28 (s. hierzu 8a oder 12 bzw. 13). Im aufgeschraubten Zustand der Stirnplatte 13 wird über die Nuten und die Stirnseite 29 des Werkzeugkörpergrundteils 14 (s. 3) jeweils ein Kühl- und/oder Schmiermittelkanal 34 definiert. Dieser würde an sich am Rand 30 (s. 3), der die bündig eingebettete Stirnplatte 13 umgibt, enden. Um eine Fortführung dieses Kanals 34 zu der jeweiligen Schneide zu erreichen, sind im Rand 30 über der Stirnfläche 29 hier säbelzahnförmige Ausnehmungen 31 in den Rand 30 eingebracht. In 8 ist im Schnitt zu sehen, wie im radial äußeren Bereich die jeweilige Nut 28 auf einer Seite eine Rundung 32 und an der gegenüberliegenden Begrenzung 33 eine Rundung 32 in der Ausnehmung 31 ausgebildet ist, um den Schmiermittel- und/oder Kühlungskanal in diesem Bereich möglichst ohne wirbelbildende Kanten in den Abschnitt 31 im Rand 30 zu überführen.

1: Fräswerkzeug
2: Absaugeinrichtung
3: Werkzeugkörper
4: Bohrung
5: Kragenteil
6: Kegelschaft
7: Bolzen
8: Ringnut
9: Öffnung
10a-d: Kanal
11a-d: Schneide
12a-d: Schlitz
13: Stirnplatte
13a-d: Schraube
14: Werkzeugkörpergrundteil
15: Abdeckhülse
16: Schraube
17a-d: Ausnehmung
18: Absatz
19: Absatz
20: Bohrung
21: Ausnehmung
22: Ausbruch
23: Justierstift
24: Bohrung
25: Bohrung
26: Bohrung
27: Drehachse
28: Nute
29: Stirnseite
30: Rand
31: Ausnehmung
32: Rundung
33: Rundung
34: Kühl- und/oder Schmiermittelkanal

Claims

Werkzeug (1) für die spanabhebende Bearbeitung von Werkstückoberflächen, das einen Werkzeugkörper (3) umfasst, der bei einer Werkstückbearbeitung rotiert, an dessen Umfang mehrere Schneiden (11a – 11d) vorgesehen sind und der Mittel zur Spanabfuhr besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Spanabfuhr ins Innere des Werkzeugkörpers (3) jeder Schneide (11a – 11d) ein separater Kanal (10a – 10d) zugeordnet ist, welcher mit der Schneide (11a – 11d) mit rotiert und in radialer Richtung hinter der Schneide (11a – 11d) beginnend in Richtung eines Werkzeugspannabschnitts (6) sowie radial nach außen verläuft.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kanal, vorzugsweise jeder Kanal (10a – 10d) entlang der jeweiligen Schneide eine schlitzförmige Öffnung (12a – 12d) aufweist.
Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der schlitzförmigen Öffnung (12a – 12d) Mittel vorgesehen sind, um die Schlitzlänge 1 und/oder -breite b einstellen zu können.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kanal, vorzugsweise alle Kanäle (10a – 10d) zumindest abschnittsweise im Werkzeugkörper wendelförmig verlaufen.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kanal, vorzugsweise alle Kanäle (10a – 10d) zumindest abschnittsweise im Werkzeugkörper axial entsprechend den Schneiden eines gerade genuteten Werkzeugs verlaufen.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Breite wenigstens eines Kanals, vorzugsweise aller Kanäle (10a – 10d) in Umfangsrichtung in Richtung Werkzeugspannabschnitt (6) vergrößert.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kanal vorzugsweise alle Kanäle (10a – 10d) zumindest abschnittsweise durch eine Bohrung (20) gebildet sind.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kanal, vorzugsweise alle Kanäle (10a – 10d) zumindest abschnittsweise durch eine Ausnehmung (17a – 17d) gebildet sind.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kanal, vorzugsweise alle Kanäle (10a – 10d) an dem dem Werkzeugspannabschnitt (6) gegenüber liegenden Ende durch eine radial nach außen gekippte und vorzugsweise auch in eine Richtung senkrecht hierzu gekippte mit der Drehachse (27) einen zusätzlichen Achswinkel einschließende Bohrung (20) und im weiteren Verlauf durch eine wendelförmig verlaufende Ausnehmung (17a – 17d) gebildet sind.
Werkzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt der Ausnehmung (17a – 17d) senkrecht zur Drehachse (27) des Werkzeugs in Richtung Werkzeugspannabschnitt (6), insbesondere kontinuierlich verringert.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (17a – 17d) teilweise durch eine Ringmanschette (15) abgedeckt ist.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein offener Bereich der Kanäle (17a – 17d) nach den Schneiden (11a – 11d) einer Absaugeinrichtung (2) zugeordnet ist.
Werkzeug, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite des Werkzeugs eine separate Abdeckplatte (13) aufweist.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abdeckplatte (13) Ausnehmungen (21) vorgesehen sind, die die Kanäle (10a – 10d) für die Spanabfuhr weiterführen.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abdeckplatte (13) Nuten (28) vorgesehen sind, die zusammen mit der Stirnseite (29) eines Werkzeugkörpergrundteils (14) Abschnitte von Kühl- und/oder Schmiermittelkanälen (34) vorzugsweise zu jeder Schneide (11a – 11d) bilden.
Werkzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (28) der Abdeckplatte (13) im montierten Zustand der Abdeckplatte (13) auf eine Bohrung (26) im Werkzeugkörpergrundteil (14) in der Drehachse (27) des Werkzeugs treffen.
Werkzeug nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühl- und/oder Schmiermittelkanalabschnitte in der Abdeckplatte (13) in Ausnehmungen (31) in einem Ringrandbereich (30) der Stirnseite (29), der die Abdeckplatte (13) zumindest teilweise einschließt und vorzugsweise bündig mit dieser ist, übergehen, wobei die Ausnehmungen (31) mit der Abdeckplatte (13) jeweils einen letzten Kühl- und/oder Schmiermittelkanalabschnitt des jeweiligen Kühl- und/oder Schmiermittelkanal (34) zu vorzugsweise jeder Schneide (11a – 11d) bilden.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden (11a – 11d) am Umfang des Werkzeugkörpers (3) eingesetzt sind.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug zumindest teilweise, z.B. im Bereich der Schneiden (11a – 11b) mit einer Mehrlagenschicht aus Titan-Nitrid und Titan-Aluminium-Nitrid beschichtet ist.