DE19730539C1 - Drehmeißel - Google Patents

Drehmeißel

Info

Publication number
DE19730539C1
DE19730539C1 DE19730539A DE19730539A DE19730539C1 DE 19730539 C1 DE19730539 C1 DE 19730539C1 DE 19730539 A DE19730539 A DE 19730539A DE 19730539 A DE19730539 A DE 19730539A DE 19730539 C1 DE19730539 C1 DE 19730539C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
lathe tool
tool according
cooling
channels
cutting edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19730539A
Other languages
English (en)
Inventor
Stefan Kasperowski
Thomas Ebert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE19730539A priority Critical patent/DE19730539C1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19730539C1 publication Critical patent/DE19730539C1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/12Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine
    • B23Q11/126Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine for cooling only
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/10Cutting tools with special provision for cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/10Arrangements for cooling or lubricating tools or work
    • B23Q11/1038Arrangements for cooling or lubricating tools or work using cutting liquids with special characteristics, e.g. flow rate, quality
    • B23Q11/1061Arrangements for cooling or lubricating tools or work using cutting liquids with special characteristics, e.g. flow rate, quality using cutting liquids with specially selected composition or state of aggregation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehmeißel mit einer Halterung, in die eine Schneide auf einem Auflageteil aufliegend eingesetzt ist, und mit einem Kühlsystem, das Kanäle umfaßt, über die ein Kühlfluid in den Bereich der Schneide geführt wird, wobei das Kühlsystem einen Kühlkörper aufweist, der mit mindestens einer Fläche der Schneide in wärmeübertragendem Kontakt steht.
Ein solcher Drehmeißel kann in die Gruppe der zerspanenden Werkzeuge eingeord­ net werden und ist aus der US-PS 3 664 412 Fig. 8A und 8B bekannt. Das dort gezeigte Schneidwerkzeug umfaßt einen Halter mit einem Befestigungsende, in dem ein Schneidstahl auswechselbar gehalten ist. Der Schneidstahl steht an seiner unte­ ren Fläche mit einem Hohlraum in Kontakt, der mit einem Rohr verbunden ist. Das Rohr ist an seinem anderen Ende zu der Atmosphäre offen und mit einem kappilare Eigenschaften aufweisenden Material gefüllt. Dieses Material wird beim Bearbei­ tungsvorgang ständig mit Kühlfluid betropft, das verdampft und Wärme von dem Schneidstahl wegführt. In weiteren Ausführungsformen dieser Druckschrift sind Schneidstähle vorgesehen, die im Bereich der Schneide und der Halterung große, mit Kühlfluid durchströmte Hohräume aufweisen.
Zerspanende Werkzeuge, wie sie heute eingesetzt werden, verwenden zu ihrer Küh­ lung Kühlmedien, die in offenen Kreisläufen geführt werden. Diese Technik wird un­ ter anderem bei Bohrstangen angewandt, wo die Bearbeitungsstelle nur schwer zugänglich ist. Da als Kühlmedium eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser oder Öl, zugeführt wird, wird die Bearbeitungsstelle ständig naß gehalten, was für viele andere Anwendungsgebiete nicht erwünscht ist.
Um das vorstehend angesprochene Problem einer nassen Bearbeitung zu beseiti­ gen, sind beispielsweise Drehmeißel bekannt, bei denen über einen Drehmeißel­ schaft, der eine Aufnahmemöglichkeit für ein Werkzeug, beispielsweise einen Boh­ rer oder Drehmeißel, besitzt, durch axiale oder radiale Kanäle Kühlmittel zu- und ab­ geführt wird. Da aber die Kühlflüssigkeit nur an den Aufnahmekopf bzw. Halter des Bohrers oder Drehmeißels herangeführt wird, findet keine effektive Wärmeabfuhr statt, auch dann nicht, wenn große Mengen an flüssigem Kühlmittel durch den Kühl­ kanal, der einen Durchmesser im Bereich von einigen Millimetern besitzt, geführt werden. Weiterhin ist aus fertigungstechnischen Gründen bei solchen Haltern, die aktiv mit einem geschlossenen System gekühlt werden, oftmals nur ein einzelner Ringkanal um die Aufnahmebohrung für das Werkzeugteil herum mit einem Zulauf und einem Ablauf vorhanden.
Mit einer solchen geschlossenen Kühlstruktur, wie sie vorstehend beschrieben ist, können Drehmeißel, insbesondere im Einsatz und unter hohen Belastungen, nicht effektiv gekühlt werden.
Weiterhin ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 19 25 071 U1 ein Drehstahl bekannt, der eine an einem Werkzeuggrundkörper angeordnete Schneide aufweist. Dieses Werkzeug ist dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine bei in Tätigkeit befindlichem Werkzeug freiligende Oberfläche des Werkzeuggrundkörpers mit der kalten Seite eines Peletierelements in Berührung steht, um damit die Werkzeug­ schneide zu kühlen.
Schließlich ist in Soviet Engineering Research, 1977, Volume 7, No. 2, Seiten 65-66, ein Schneidzwerkzeug beschrieben, das einen eine Schneide tragenden Halter auf­ weist, der mit einem Hohlraum versehen ist. Das der Schneide gegenüberliegende Ende des Trägers ist mit Kühlrippen versehen. Im Hohlraum ist eine Flüssigkeit ein­ gefüllt, die im Bereich der Schneide beim Bearbeitungsvorgang verdampft, wobei dann der Dampf an dem anderen Ende des Hohlraums im Bereich der Kühlrippen gekühlt wird.
Ausgehend von dem vorstehend angegebenen Stand der Technik liegt der vorlie­ genden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Drehmeißel, wie er vorstehend be­ schrieben ist, derart weiterzubilden, daß eine effektive Kühlung mit einem geschlos­ senen Kühlsystem erzielbar ist, d. h. ohne den Bearbeitungsprozeß durch den Ein­ satz von Kühlschmierstoffen oder Kühlmitteln im offenen System, die an die Schnei­ de des Werkzeugs von außen herangeführt werden, zu beeinflussen.
Die vorstehende Aufgabe wird bei einem Drehmeißel mit den Merkmalen, wie sie eingangs angegeben sind, dadurch gelöst, daß der Kühlkörper aus einem gut wär­ meleitfähigen Material in eine Ausnehmung in der Auflagefläche der Halterung ein­ gesetzt ist, und daß der Kühlkörper eine Mikrokanalstruktur aufweist, wobei die Mi­ krokanalstrukturen durch Stege und/oder Rippen mit einer Breite quer zur Strö­ mungsrichtung des Kühlfluids kleiner 300 µm gebildet sind, die voneinander quer zur Strömungsrichtung eine Breite der Kanäle von kleiner 300 µm bildend beabstandet sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Lösungsweg handelt es sich um die Verknüpfung eines Drehmeißels mit einem Mikrokühlsystem. Das Mikrokühlsystem wird so eingesetzt, daß die Wärmeabfuhr an den kritischen Stellen des Werkzeugs, d. h. unmittelbar im Bereich der Schneide, gewährleistet ist. Hierbei ist wesentlich, daß die Kühlkanäle oder die Kühlstruktur freie Strömungsquerschnitte aufweisen, die kleiner 300 µm be­ tragen, darüberhinaus benachbarte Kühlkanäle oder Strukturen, auch dann, wenn sie durch poröse Materialien gebildet sind, durch Stege getrennt werden, die eine Breite kleiner 300 µm besitzen. Mit solchen Mikrokühlstrukturen ist es möglich, hohe Wärmemengen schnell unmittelbar von der Werkzeugschneide abzuführen, und zwar in Form eines geschlossenen Kühlsystems, so daß die Entsorgungsproblema­ tik der Kühlschmierstoffe, die in der Regel bei herkömmlichen Drehmeiseln für eine effektive Kühlung der Schneide unter Verwendung von offenen Systemen vorliegt, entfällt. Solche Mikrokühlstrukturen können auch an kritischen Stellen im Werkzeug ausgebildet werden, da aufgrund der sehr kleinen Dimensionen der Strömungsquer­ schnitte dieser Strukturen diese sehr nahe an die Schneiden herangeführt werden können. Es besteht auch die Möglichkeit, die Kühlkanäle direkt durch Bereiche der Schneide zu führen, falls eine ausreichende Dicke der Schneide gegeben ist. Auf­ grund der schnellen Abfuhr auch hoher Wärmemengen von der Werkzeugschneide werden durch die prozeßbedingte Erwärmung des Werkzeugs entstehende Formfeh­ ler minimiert. Schließlich können durch den Einsatz der Mikrokühlstrukturen auch die äußeren Dimensionen des Werkzeugs gering gehalten werden.
Die Kühlkanalstrukturen mit den angegebenen Dimensionen quer zur Strömungs­ richtung des Kühlfluids (vorzugsweise eine geeignete Flüssigkeit, allerdings sind auch gasförmige Medien möglich) werden mittels Ätztechniken oder mittels Laserbearbeitungsver­ fahren, wobei letztere zu bevorzugen sind, hergestellt.
Um die Kühlkanäle in die gewünschten Bereiche nahe der Schneide des Werkzeugs zu führen, ist es bevorzugt, daß der Kühlkörper aus mehreren plattenförmigen Segmenten aufgebaut ist. Dies bietet die Möglichkeit, in die Flächen der Segmente im Bereich der Trennebene benachbarter Segmente in das eine und/oder das andere Segment Vertie­ fungen einzubringen, die sich mit dem jeweils anderen Segment zu geschlossenen Ka­ nälen ergänzen. Weiterhin werden vorzugsweise in dieser Ausgestaltung die Kanäle, die in den verschiedenen Trennebenen verlaufen, durch Verbindungskanäle miteinan­ der strömungsmäßig verbunden, die sich im wesentlichen senkrecht zu den Trennebe­ nen erstrecken. Hierbei ist es auch möglich, die gesamte Kühlkanalstruktur nur mit ei­ nem Kühlfluid-Zulauf und einem Kühlfluid-Ablauf zu versorgen, indem die Kanalstruktur im Bereich der jeweiligen Trennebene nur an ihrem Anfang und an ihrem Ende mit den Kanälen im Bereich der darüber- oder darunterliegenden Trennebene verbunden wer­ den. Die Kühlkanalstruktur sollte möglichst fein und gleichmäßig verteilt in dem Kühlkör­ per vernetzt sein, so daß mindestens drei Trennebenen, in denen solche Mikrokühlka­ näle verlaufen, bevorzugt vorgesehen werden sollten.
Die einzelnen Kühlkanäle können als fortlaufende Vertiefungen im Bereich der Tren­ nebenen in den Kühlkörper eingebracht werden.
Um einen einfachen Aufbau zu erzielen, sollten die einzelnen plattenförmigen Segmente mit ihren Trennebenen annähernd parallel zu der Auflagefläche der Schneide verlaufen. Dies gilt sowohl dann, wenn die Auflagefläche in einer Ebene verläuft, als auch für ge­ bogene Auflageflächen, die sich beispielsweise um eine gebogene Schneidenkontur herum erstrecken, so daß sich im letzteren Fall ein koaxialer Aufbau der plattenförmigen Segmente ergeben würde.
Die bevorzugte Dicke der einzelnen plattenförmigen Segmente senkrecht zu den Tren­ nebenen beträgt etwa zwischen 0,1 mm und 1,0 mm. Darüberhinaus besitzen die einzel­ nen plattenförmigen Segmente, und zwar für eine gleichmäßige Wärmeverteilung in dem Kühlkörper und eine effektive Wärmeabfuhr, etwa diesselbe Dicke.
Nachdem die einzelnen plattenförmigen Segmente hergestellt sind, können sie durch Schweißen und/oder Bonden und/oder Löten und/oder Kleben miteinander verbunden werden. Vorzugsweise werden sie miteinander durch Diffusionsschweißen oder durch sogenanntes Direct-Copper-Bonding, d. h. es wird zunächst eine Oxidschicht auf den zu verbindenden Flächen gebildet und dann die Teile unter Wärmebehandlung verbunden, da dadurch flächige Verbindungen der einzelnen Lagen erzielt werden.
Die Kühlkanalstrukturen sollten auch in der Trennebene, die entlang der Auflagefläche verläuft, die zumindest durch einen Teil des Kühlkörpers gebildet wird, und der darauf aufliegenden Schneide gebildet werden, um unmittelbar die Schneide aktiv zu kühlen.
Es hat sich herausgestellt, daß der Wärmeübergangsbereich der Auflagefläche der Schneide kleiner 5 cm2 sein kann, um dennoch eine ausreichende Kühlung mittels der Mikrokanalstruktur, wie sie angegeben ist, zu erzielen.
Die vorstehend angegebenen Kühlkanalstrukturen im Bereich des Kühlkörpers des Drehmeißels können den Verdampfer-Teil eines Heat-Pipe-Systems bilden. Bei einer Kühltechnik mittels Wärmerohren, die allgemein bekannt ist, wird eine in dem Wär­ merohr eingeschlossene Flüssigkeit an einer heißen Stelle verdampft (im vorliegenden Fall der mit der Schneide in Kontakt stehende Kühlkörper des Drehmeißels), die dann durch einen Verbindungskanal zu einem Kondensator strömt, wo der Dampf an den ge­ kühlten Wänden kondensiert und die flüssige Phase dann wieder zurück in den Kühlkör­ per bzw. Verdampfer fließt. Hierdurch ergibt sich ein Kreislauf in dem geschlossenen Kühlsystem, ohne daß dazu Pumpen zum Transport des Kühlfluids eingesetzt werden müssen. Da die Wärmeübertragung von der Zone der Wärmezuführung, d. h. dem Kühl­ körper, zu der Wärmeabgabezone, d. h. dem Kondensator, ohne Verluste erfolgt, ist es möglich, den Kondensator auch in größerem Abstand von dem Verdampfer zu installieren.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Drehmeißels mit einer in einer Halte­ rung angeordneten Schneide,
Fig. 2 einen Querschnitt, der entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1 vorgenommen ist, und
Fig. 3 schematisch eine zweite Ausführungsform, bei der die Schneide gegenüber der Ausführungsform der Fig. 1 auf ihrer Ober- und Unterseite von einem Kühlkörper umgeben ist.
Wie schematisch die Fig. 1 und 2 zeigen, ist ein Drehmeißel entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung aus einer Halterung 1 aufgebaut, in der eine Schneide 2 auf einer Auflagefläche 3 aufliegend gehalten ist. In der Halterung 1 ist, einen Teil der Auflagefläche 3 bildend, ein Kühlkörper 5 in eine entsprechende Ausnehmung 4 einge­ setzt. Der Kühlkörper 5 selbst ist aus mehreren plattenförmigen Segmenten 6 zusam­ mengesetzt, die mit ihren Trennebenen 7 parallel zu der Auflagefläche 3 ausgerichtet sind. Die plattenförmigen Segmente 6 sind aus Kupfer gebildet und entlang deren Ebe­ nen 7 miteinander verlötet. Der Kühlkörper 5 wird in der Ausnehmung 4 zusätzlich durch die an der Halterung 1 geeignet befestigten Schneide 2 gehalten; zusätzlich kann eine Abdeckplatte 8 vorgesehen werden, die sich über den Kühlkörper 5 erstreckt.
Wie in der Darstellung der Fig. 2 in der Draufsicht auf eines der plattenförmigen Seg­ mente 6 zu sehen ist, sind die Segmente 6 mit einer mäanderförmig verlaufenden Kühl­ kanalstruktur 9 versehen, die an einem Ende einen Zulaufkanal 10, wie auch mit dem entsprechenden Strömungspfeil angedeutet ist, besitzt. Über diesen Zulaufkanal 10 wird ein Kühlfluid, beispielsweise Wasser, zugeführt, das durch die mäanderförmig ver­ laufenden Kanalabschnitte der Kühlkanalstruktur 9 über die gesamte Ebene des Seg­ ments 6 gleichmäßig verteilt geführt wird, bis es an dem anderen Ende in einen senk­ recht zu der Trennebene verlaufenden Verbindungskanal 11 strömt. Dieser Verbin­ dungskanal 11 verbindet sich mit der Kühlkanalstruktur 9, die entsprechend der Darstel­ lung der Fig. 2 aufgebaut sein kann, so daß das Kühlfluid zu dem plattenförmigen Seg­ ment 6 in der darunterliegenden Ebene geführt wird. Mittels solcher beispielhaft in Fig. 2 gezeigten Verbindungskanäle 11 werden die einzelnen Kühlkanalstrukturen der jewei­ ligen plattenförmigen Segmente 6 miteinander verbunden, so daß das Kühlfluid die ge­ samte Kühlkanalstruktur durchströmt und aus dem am weitesten unten liegenden Seg­ ment (siehe Fig. 1) aus dem Kühlkörper 5 bzw. der Halterung 1 über einen Ablauf-Ka­ nal 12 abgeführt wird.
Die Breite der Kühlkanäle der Kühlkanalstruktur 9 beträgt, quer zur Strömungsrichtung gesehen, maximal 300 µm; darüberhinaus sind die einzelnen Kühlkanäle durch Stege 13 voneinander getrennt, die eine Breite, quer zu der Strömungsrichtung des Kühlfluids, nicht größer als 300 µm besitzen (es ist darauf hinzuweisen, daß die Figur nicht maß­ stäblich dargestellt ist).
Die jeweilige Kühlkanalstruktur 9 eines plattenförmigen Segments 6, wie dieses in der Draufsicht in der Fig. 2 zu sehen ist, wird auf der Oberseite durch die Bodenfläche des jeweils darüberliegenden plattenförmigen, ebenen Segments 6 abgedeckt und geschlos­ sen. Es ist aber auch die Möglichkeit gegeben, die eine Kühlkanalstruktur 9, wie sie bei­ spielsweise in Fig. 2 dargestellt ist, dadurch herzustellen, daß ein Teil des Kanalquer­ schnitts in dem einen plattenförmigen Segment 6 gebildet wird, während der andere Teil des Querschnitts in dem darüber- oder darunterliegenden plattenförmigen Segment 6, das diese Struktur abdeckt, gebildet ist, die sich dann zu der gewünschten Kühlkanal­ struktur 9 ergänzen. Diese Strukturen 9 können in die plattenförmigen Segmente 6 aus Kupfer mittels Ätztechniken, vorzugsweise mittels Laserschneidtechniken, eingebracht werden.
Wie anhand der Beschreibung des Beispiels, das in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, zu erkennen ist, ergibt sich mit dem plattenförmigen Aufbau die Möglichkeit, sehr präzi­ se auch kompliziert aufgebaute Kühlkanalstrukturen zu fertigen, die praktisch in allen Bereichen des Kühlkörpers 5 und somit auch sehr nahe zu der Spitze der Schneide 2 geführt werden können. Solche Kühlkanalstrukturen können aufgrund der plattenförmi­ gen Unterteilung durch die Segmente dreidimensional aufgebaut werden, wobei die Ver­ bindungskanäle 11 nicht exakt senkrecht zu den jeweiligen Trennebenen verlaufen müs­ sen, sondern auch schräg verlaufende Verbindungskanäle 11 möglich sind.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform, bei der die Schneide 2 allseitig in einer Hal­ terung 14 eingebettet ist. Die Anordnung, die in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, ist in Fig. 3 durch eine obere Halterung 1 ergänzt, die in ihrem Aufbau grundsätzlich der un­ teren Halterung 1 der Fig. 1 entspricht, wiederum mit einem Zulauf-Kanal 10 und ei­ nem Ablauf-Kanal 12. Es ist aber auch die Möglichkeit gegeben, die gesamte Halterung 13 mit einem einzelnen Kühlkörper auszustatten, der aus einzelnen, plattenförmigen Segmenten 6 besteht, allerdings unter Verwendung nur eines einzelnen Zulauf-Kanals 10 und eines einzelnen Ablauf-Kanals 12.
Der Kühlkörper 5, wie er in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, kann einen Teil, eines ge­ schlossenen Heat-Pipe-Systems bilden, und zwar den Verdampfer, wobei in einem solchen Fall die Kanäle 10, 12 zu einem Kondensator führen, der nicht näher dargestellt ist.
Es sollte verständlich werden, daß in den vorstehend beschriebenen Beispielen zwei Ausführungsformen eines Drehmeißels mit einem Mikrokühlsystem schematisch ange­ geben sind, die, unter Beibehaltung der erfindungsgemäßen Prinzipien, modifiziert wer­ den können, insbesondere im Hinblick auf den Verlauf und die Anordnung der Kühlka­ nalstruktur 9 sowie der Verbindungskanäle 11 und der Zulauf-Kanäle 10 und der Ablauf- Kanäle 12.

Claims (16)

1. Drehmeißel mit einer Halterung, in die eine Schneide auf einem Auflageteil auf­ liegend eingesetzt ist, und mit einem Kühlsystem, das Kanäle umfaßt, über die ein Kühlfluid in den Bereich der Schneide geführt wird, wobei das Kühlsystem einen Kühlkörper (5) aufweist, der mit mindestens einer Fläche der Schneide in wärmeübertragendem Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühl­ körper (5) aus einem gut wärmeleitfähigen Material in eine Ausnehmung (4) in der Auflagefläche (3) der Halterung (1) eingesetzt ist, und daß der Kühlkörper (5) eine Mikrokanalstruktur (9) aufweist, wobei die Mikrokanatstrukturen (9) durch Stege und/oder Rippen mit einer Breite quer zur Strömungsrichtung des Kühlfluids kleiner 300 µm gebildet sind, die voneinander quer zur Strömungs­ richtung eine Breite der Kanäle von kleiner 300 µm bildend beabstandet sind.
2. Drehmeißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper aus Kupfer aufgebaut ist.
3. Drehmeißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (5) aus mehreren plattenförmigen Segmenten (6) aufgebaut ist, wobei in die Flä­ chen der Segmente (6) im Bereich der Trennebene (7) benachbarter Segmente (6) in das eine und/oder das andere Segment (6) Vertiefungen eingebracht sind, die mit dem jeweils anderen Segment (6) zu geschlossenen Kanälen (9) ergänzt werden.
4. Drehmeißel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (9), die entlang verschiedener Trennebenen (7) verlaufen, durch Verbindungskanäle (11) miteinander strömungsmäßig verbunden sind, die sich im wesentlichen senkrecht zu den Trennebenen (7) erstrecken.
5. Drehmeißel nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Trennebenen (7) vorgesehen sind, im Bereich derer Kanäle oder Kanalstrukturen (9) verlaufen.
6. Drehmeißel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen plattenförmigen Segmente (6) mit ihren Trennebenen (7) annä­ hernd parallel zu der Auflagefläche (3) für die Schneide (2) verlaufen.
7. Drehmeißel nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Segmente (6) eine Dicke, in Richtung senkrecht zu den Trennebenen (7) gesehen, zwischen 0,1 mm und 1,0 mm aufweisen.
8. Drehmeißel nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen plattenförmigen Segmente (6) eine etwa gleiche Dicke aufweisen.
9. Drehmeißel nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen plattenförmigen Segmente (6) durch Schweißen und/oder Bon­ den und/oder Löten und/oder Kleben miteinander verbunden sind.
10. Drehmeißel nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Kanäle oder Kanalstrukturen (9) in der Trennebene (7) zwischen der Auflage­ fläche (3) und der daraufliegenden Schneide (2) verlaufend gebildet sind.
11. Drehmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (9) mäanderförmig verlaufend angeordnet sind.
12. Drehmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübergangsfläche im Bereich der Auflagefläche (3) der Schneide (2) kleiner 5 cm2 beträgt.
13. Drehmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanalstrukturen (9) den Verdampfer-Teil eines Heat-Pipe-Systems (Wärmerohr) bilden.
14. Drehmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Kühlkörper (5) vorgesehen sind, die auf zwei Seiten der Schneiden (2) in wärmeübertragendem Kontakt stehen.
15. Drehmeißel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörper (5) auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Schneide (2) angeordnet sind.
16. Drehmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle (9) in den Kühlkörper (5) eingeätzte oder durch Laserstrahlbe­ arbeitungsverfahren gebildete Kühlkanäle sind.
DE19730539A 1997-07-16 1997-07-16 Drehmeißel Expired - Fee Related DE19730539C1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19730539A DE19730539C1 (de) 1997-07-16 1997-07-16 Drehmeißel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19730539A DE19730539C1 (de) 1997-07-16 1997-07-16 Drehmeißel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19730539C1 true DE19730539C1 (de) 1999-04-08

Family

ID=7835925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19730539A Expired - Fee Related DE19730539C1 (de) 1997-07-16 1997-07-16 Drehmeißel

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19730539C1 (de)

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19958536A1 (de) * 1999-12-04 2001-06-13 Bosch Gmbh Robert Werkzeug für eine Werkzeugmaschine
DE10101451A1 (de) * 2001-01-15 2002-08-01 Bosch Gmbh Robert Schneidewerkzeug
EP1637257A1 (de) * 2004-09-16 2006-03-22 Air Products And Chemicals, Inc. Verfahren und Vorrichtung zum Zerspanen von Werkstücken wobei das Werkzeug gekühlt wird
US7390240B2 (en) 2005-10-14 2008-06-24 Air Products And Chemicals, Inc. Method of shaping and forming work materials
US7434439B2 (en) 2005-10-14 2008-10-14 Air Products And Chemicals, Inc. Cryofluid assisted forming method
WO2008140999A1 (en) 2007-05-09 2008-11-20 Michigan Technological University Cutting tool insert having internal microduct for coolant
US7513121B2 (en) 2004-03-25 2009-04-07 Air Products And Chemicals, Inc. Apparatus and method for improving work surface during forming and shaping of materials
US7637187B2 (en) 2001-09-13 2009-12-29 Air Products & Chemicals, Inc. Apparatus and method of cryogenic cooling for high-energy cutting operations
CN102458731A (zh) * 2009-04-06 2012-05-16 克雷雷有限公司 切削刀具的间接冷却
US8220370B2 (en) 2002-02-04 2012-07-17 Air Products & Chemicals, Inc. Apparatus and method for machining of hard metals with reduced detrimental white layer effect
CN102632262A (zh) * 2012-05-08 2012-08-15 山东大学 一种振荡热管冷却的硬质合金可转位刀具及其制备方法
US8439609B2 (en) 2010-10-04 2013-05-14 Michigan Technological University Micro-jet cooling of cutting tools
EP2607001A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-26 Technische Universität Darmstadt Kühlung von spanenden Werkzeugen
CN104259495A (zh) * 2014-09-26 2015-01-07 安徽省捷甬达智能机器有限公司 一种自冷却立式刀具
WO2015006846A1 (pt) * 2013-07-17 2015-01-22 Universidade Estadual Paulista "Julio De Mesquita Filjho" Porta-ferramentas com sistema interno de transferência de calor com fluido em mudança de fase
EP2865472A1 (de) 2013-10-24 2015-04-29 Jakob Lach GmbH & Co. KG Zerspanungswerkzeug und Verfahren zum Kühlen eines solchen
DE102014207510A1 (de) * 2014-04-17 2015-10-22 Kennametal Inc. Zerspanungswerkzeug sowie Verfahren zum Herstellen eines Zerspanungswerkzeugs
DE102014207507A1 (de) * 2014-04-17 2015-10-22 Kennametal Inc. Zerspanungswerkzeug sowie Verfahren zum Herstellen eines Zerspanungswerkzeugs
DE102016117059A1 (de) 2016-09-12 2018-03-15 H&H Gerätebau Gmbh Zerspanungswerkzeug, Werkzeuganordnung und Schneidelement-Temperierverfahren
CN107900430A (zh) * 2017-12-28 2018-04-13 南京信息职业技术学院 一种用于干式铣削的传导冷却铣削刀具
EP3587031A1 (de) * 2018-06-28 2020-01-01 United Technologies Corporation Kühlsystem für drehende schneidwerkzeuge
CN112045422A (zh) * 2020-08-28 2020-12-08 江西江南新材料科技有限公司 磷铜挤压机
DE102019005486A1 (de) * 2019-08-05 2021-02-11 Nils Haneklaus Zerspanungswerkzeug

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3664412A (en) * 1968-04-04 1972-05-23 Neal P Jeffries Cooling system for cutting tool and the like

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3664412A (en) * 1968-04-04 1972-05-23 Neal P Jeffries Cooling system for cutting tool and the like

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Sciet Engineering Research, 1977, Vol. 7, No. 2, S. 65-66 *

Cited By (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19958536C2 (de) * 1999-12-04 2002-08-14 Bosch Gmbh Robert Werkzeug für eine Werkzeugmaschine
DE19958536A1 (de) * 1999-12-04 2001-06-13 Bosch Gmbh Robert Werkzeug für eine Werkzeugmaschine
DE10101451B4 (de) * 2001-01-15 2010-04-01 Robert Bosch Gmbh Schneidewerkzeug
DE10101451A1 (de) * 2001-01-15 2002-08-01 Bosch Gmbh Robert Schneidewerkzeug
US7000604B2 (en) 2001-01-15 2006-02-21 Robert Bosch Gmbh Cutting tool
US7637187B2 (en) 2001-09-13 2009-12-29 Air Products & Chemicals, Inc. Apparatus and method of cryogenic cooling for high-energy cutting operations
US8220370B2 (en) 2002-02-04 2012-07-17 Air Products & Chemicals, Inc. Apparatus and method for machining of hard metals with reduced detrimental white layer effect
US7513121B2 (en) 2004-03-25 2009-04-07 Air Products And Chemicals, Inc. Apparatus and method for improving work surface during forming and shaping of materials
EP1637257A1 (de) * 2004-09-16 2006-03-22 Air Products And Chemicals, Inc. Verfahren und Vorrichtung zum Zerspanen von Werkstücken wobei das Werkzeug gekühlt wird
US7434439B2 (en) 2005-10-14 2008-10-14 Air Products And Chemicals, Inc. Cryofluid assisted forming method
US7390240B2 (en) 2005-10-14 2008-06-24 Air Products And Chemicals, Inc. Method of shaping and forming work materials
WO2008140999A1 (en) 2007-05-09 2008-11-20 Michigan Technological University Cutting tool insert having internal microduct for coolant
EP2152468A1 (de) * 2007-05-09 2010-02-17 Michigan Technological University Schneidwerkzeugeinsatz mit innerem mikrokanal für das kühlmittel
EP2152468A4 (de) * 2007-05-09 2011-07-27 Univ Michigan Tech Schneidwerkzeugeinsatz mit innerem mikrokanal für das kühlmittel
US8047748B2 (en) 2007-05-09 2011-11-01 Michigan Technology University Cutting tool insert having internal microduct for coolant
CN102458731A (zh) * 2009-04-06 2012-05-16 克雷雷有限公司 切削刀具的间接冷却
CN102458731B (zh) * 2009-04-06 2015-08-19 克雷雷有限公司 用于间接地冷却切削刀具元件的装置
US8439609B2 (en) 2010-10-04 2013-05-14 Michigan Technological University Micro-jet cooling of cutting tools
EP2607001A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-26 Technische Universität Darmstadt Kühlung von spanenden Werkzeugen
CN102632262A (zh) * 2012-05-08 2012-08-15 山东大学 一种振荡热管冷却的硬质合金可转位刀具及其制备方法
CN102632262B (zh) * 2012-05-08 2013-10-16 山东大学 一种振荡热管冷却的硬质合金可转位刀具及其制备方法
WO2015006846A1 (pt) * 2013-07-17 2015-01-22 Universidade Estadual Paulista "Julio De Mesquita Filjho" Porta-ferramentas com sistema interno de transferência de calor com fluido em mudança de fase
EP2865472A1 (de) 2013-10-24 2015-04-29 Jakob Lach GmbH & Co. KG Zerspanungswerkzeug und Verfahren zum Kühlen eines solchen
DE102013111741A1 (de) 2013-10-24 2015-04-30 Jakob Lach Gmbh & Co. Kg Zerspanungswerkzeug und Verfahren zum Kühlen eines solchen
US10105769B2 (en) 2014-04-17 2018-10-23 Kennametal Inc. Machining tool and method for manufacturing a machining tool
DE102014207510A1 (de) * 2014-04-17 2015-10-22 Kennametal Inc. Zerspanungswerkzeug sowie Verfahren zum Herstellen eines Zerspanungswerkzeugs
DE102014207507A1 (de) * 2014-04-17 2015-10-22 Kennametal Inc. Zerspanungswerkzeug sowie Verfahren zum Herstellen eines Zerspanungswerkzeugs
CN105033291A (zh) * 2014-04-17 2015-11-11 钴碳化钨硬质合金公司 切削加工工具和用于制造切削加工工具的方法
DE102014207507B4 (de) 2014-04-17 2021-12-16 Kennametal Inc. Zerspanungswerkzeug sowie Verfahren zum Herstellen eines Zerspanungswerkzeugs
DE102014207510B4 (de) 2014-04-17 2021-12-16 Kennametal Inc. Zerspanungswerkzeug sowie Verfahren zum Herstellen eines Zerspanungswerkzeugs
US10369636B2 (en) 2014-04-17 2019-08-06 Kennametal Inc. Machining tool and method for manufacturing a machining tool
CN104259495A (zh) * 2014-09-26 2015-01-07 安徽省捷甬达智能机器有限公司 一种自冷却立式刀具
CN104259495B (zh) * 2014-09-26 2016-06-08 安徽省捷甬达智能机器有限公司 一种自冷却立式刀具
WO2018046489A1 (de) * 2016-09-12 2018-03-15 Mas Gmbh Zerspanungswerkzeug, werkzeuganordnung und schneidelement-temperierverfahren
DE102016117059A1 (de) 2016-09-12 2018-03-15 H&H Gerätebau Gmbh Zerspanungswerkzeug, Werkzeuganordnung und Schneidelement-Temperierverfahren
CN107900430A (zh) * 2017-12-28 2018-04-13 南京信息职业技术学院 一种用于干式铣削的传导冷却铣削刀具
EP3587031A1 (de) * 2018-06-28 2020-01-01 United Technologies Corporation Kühlsystem für drehende schneidwerkzeuge
US10786853B2 (en) 2018-06-28 2020-09-29 United Technologies Corporation Cooling system for rotating cutting tools
DE102019005486A1 (de) * 2019-08-05 2021-02-11 Nils Haneklaus Zerspanungswerkzeug
CN112045422A (zh) * 2020-08-28 2020-12-08 江西江南新材料科技有限公司 磷铜挤压机
CN112045422B (zh) * 2020-08-28 2021-09-03 江西江南新材料科技股份有限公司 磷铜挤压机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19730539C1 (de) Drehmeißel
DE19506093C2 (de) Diodenlaserbauelement
DE112007000829B4 (de) Anordnung aus Wechselrichter und Kühler und ihre Verwendung
DE19519740B4 (de) Wärmetauscher
DE112017002842T5 (de) Kühlkörper und Kühleinrichtung
DE69730601T2 (de) Kühlmittel-Verteiler mit für Elektronik-Komponenten selektiv verteilten Kühlspitzen
DE10313685A1 (de) Mikroreaktor
EP0978874A2 (de) Kühler
DE102010017001A1 (de) Wärmesenke und Verfahren zu deren Herstellung
DE19710716C2 (de) Vorrichtung zum Kühlen von elektronischen Bauelementen
DE10324190B4 (de) Wärmetauscher
DE102017222350A1 (de) Wärmetauscher für eine doppelseitige kühlung von elektronikmodulen
EP3997730B1 (de) Verfahren zur herstellung eines kühlelements und kühlelement hergestellt mit einem solchen verfahren
DE102013109246B4 (de) Kühlanordnung und Anordnung damit
DE3408771A1 (de) Kuehldose fuer ein elektrisches bauelement
EP0823196B1 (de) Kühlkörper zum kühlen von leistungsbauelementen
DE102020104493B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kühlelements und Kühlelement hergestellt mit einem solchen Verfahren
DE10207671B4 (de) Wärmetauscher
DE102015114291B4 (de) Kühlanordnung
DE20302430U1 (de) Halbleitervorrichtung mit Kühlelement
DE102007044537A1 (de) Kühlkörper
DE19506091A1 (de) Kühlelement
DE19814028A1 (de) Doppel-Wärmetauscher
DE19514544A1 (de) Mikrokühleinrichtung
AT520693B1 (de) Akkumulator

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee