DE202004008566U1

DE202004008566U1 - Heavy duty reamer for MQL

Info

Publication number: DE202004008566U1
Application number: DE200420008566
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-05-26
Filing date: 2004-05-26
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2014-05-27
Also published as: WO2005115666A2; WO2005115666A3

Abstract

Rotierendes Schaftwerkzeug 1 mit einem Scheidkopf 2, bestehend aus Werkzeugschneiden 3 und einem Nutenauslaufbereich 4, einem Reibahlenschaft 5 und einen axial durch den Reibahlenschaft geführten Kühlmittelkanal 6, mit einer zwischen dem Nutenauslaufbereich und dem Schaft erstreckender Hülse 7, dadurch gekennzeichnet, das der Kühlkanal vom Schaftende bis zum Nutenauslaufbereich einen konstanten Querschnitt besitzt.rotating Shank tool 1 with a cutting head 2, consisting of tool cutting 3 and a Nutenauslaufbereich 4, a Reibahlenschaft 5 and a axially guided by the Reibahlenschaft coolant passage 6, with a between the Nutenauslaufbereich and the shaft extending sleeve 7, characterized characterized, which is the cooling channel from the shaft end to the Nutenauslaufbereich a constant cross-section has.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibahle für die Mindermengenschmierung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The The invention relates to a reamer for the minimum quantity lubrication with the features of the preamble of claim 1.

Aus der EP0579371 B1 ist ein rotierendes Schaftwerkzeug bekannt geworden, das in eine Werkzeugbefestigungsbohrung eines Werkzeughalters eingesetzt wird. Die Werkzeugbefestigungsbohrung ist mit einem Hauptkanal verbunden. Das Kühl-/Schmiermittel wird durch den Hauptkanal und dann in die Werkzeugbefestigungsbohrung geleitet. Aus dieser Vorveröffentlichung ist ein rotierendes einstückiges aufgebautes Schaftwerkzeug bekannt, welches parallel zur Achse verlaufende Kühlkanäle besitzt. Das rotierende Schneidwerkzeug dient zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks umfassend einen Schaft, der zum Einsetzen in eine Werkzeugbefestigungsbohrung einer Werkzeughalterung ausgebildet ist, einen Schneidteil, der einstückig mit dem Schaft ausgebildet ist und spiralförmige Schneidkanten aufweist, wobei die Schneidkanten an einem fielen Ende des Schneidwerkzeugs enden und im wesentlichen eine Schneidarbeit an dem freien Ende ausführen und mindest einen Kühlkanal an einer äußeren Oberfläche des Schneidwerkzeugs von dem hinteren Ende des Schaftes zu dem freien Ende des Schneidwerkzeugs in Richtung parallel zu einer Achse des Schneidwerkzeugs verläuft und das die Öffnung des mindestens einen Kühlmittelkanals einer Spanfläche der entsprechenden Schneidkante an dem freien Ende des Schneidwerkzeugs gegenüberliegt, so dass das Kühlmittel direkt auf die Spanflächen der Schneidkanten an dem freien Ende des Schneidwerkzeugs ohne Unterbrechung aufgebracht wird.Out EP0579371 B1, a rotating shaft tool has become known, used in a tool mounting hole of a tool holder becomes. The tool mounting hole is connected to a main channel. The coolant / lubricant is through the main channel and then into the tool mounting hole directed. From this pre-publication is a rotating one-piece constructed shaft tool known which parallel to the axis running Has cooling channels. The rotating cutting tool is used for machining a workpiece comprising a shaft adapted for insertion into a tool mounting bore a tool holder is formed, a cutting part, the one piece formed with the shaft and having spiral cutting edges, wherein the cutting edges on a fallen end of the cutting tool end and essentially a cutting work on the free end To run and at least one cooling channel on an outer surface of the Cutting tool from the rear end of the shaft to the free end of the cutting tool in the direction parallel to an axis of the cutting tool extends and that the opening the at least one coolant channel one clamping surface the corresponding cutting edge at the free end of the cutting tool opposite, leaving the coolant directly on the clamping surfaces the cutting edges at the free end of the cutting tool without interruption is applied.

Aus der EP 0556801 B1 ist ein rotierendes Schneidwerkzeug bekannt geworden, das aus einem zylindrischen Schaft und einem auf dem Schaft aufgebrachten Schneidkopf besteht. In dem als Formkopf ausgebildeten Schneidkopf sind Spannuten eingebracht, dem sich ein Nutenauslaufbereich anschließt. Konzentrisch zum zylindrischen Schaft ist in diesem ein Hauptkanal für Kühl /-Schmiermittel vorgesehen, von dem in seinem Endbereich bei dem Schneidkopf mindestens zwei Zweigkanäle von dem Hauptkanal senkrecht nach außen führen und dort jeweils eine Mündung bilden. Diese sind jeweils in dem Nutenauslaufbereich angeordnet, der von einer Hülse umgeben ist. Die Hülse erstreckt sich dabei von dem Schaft bis zum Nutenauslaufbereich des Schneidkopfes.From the EP 0556801 B1 is a rotating cutting tool has become known, which consists of a cylindrical shaft and a cutting head mounted on the cutting head. In the cutting head designed as a forming head flutes are introduced, which is followed by a Nutenauslaufbereich. Concentric with the cylindrical shaft, a main channel for cooling / lubricant is provided therein, at least two branch channels of which lead in the end region at the cutting head perpendicular to the outside of the main channel and each form an orifice there. These are each arranged in the Nutenauslaufbereich, which is surrounded by a sleeve. The sleeve extends from the shaft to the Nutenauslaufbereich of the cutting head.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kühlmittelzufuhr zu rotierenden Zerspanungswerkzeugen zu ermöglichen, das mit einem zylindrischen Schaft, sowie einen in den zylindrischen Schaft eingesetzten Schneikopf aufweist, wie dies aus der DE 195 44 556 vorveröffentlicht wurde. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt aufgrund der Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen zu entnehmen und bilden Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.The invention has for its object to provide an improved coolant supply to rotary cutting tools, which has a cylindrical shaft, as well as a used in the cylindrical shaft snow head, as shown in DE 195 44 556 was pre-published. The solution of this object is due to the features of the characterizing part of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are described in the following description of illustrative embodiments and form the subject matter of the dependent claims.

Es zeigen:It demonstrate:

1 die Gesamtansicht einer Reibahle 1 the overall view of a reamer

2 eine stirnseitige Ansicht auf die Schnittstelle nach 1 2 a frontal view of the interface 1

3 einen Axialschnitt durch die Schnittstelle Übergang Schneidkopf /Werkzeugschaft 3 an axial section through the interface transition cutting head / tool shank

4 einen Radialschnitt der Schnittstelle nach 3 4 a radial section of the interface 3

Die Reibahle 1 hat einen Schaft, an dessen vorderen Ende der Schneidkopf in einer Hülse eingeformt ist und dessen hinteres Ende dafür vorgesehen ist, in einem üblichen Aufnahmefutter einer Werkzeugmaschine aufgenommen zu werden. Für die Zufuhr des Kühl- und Schmiermittels erstreckt sich durch den Schaft bis zum Nutenauslaufbereich ein Axialkanal 4, welcher von einer Hülse 7 umgeben ist und zusammen einen Kühlkanal bildet.The reamer 1 has a shaft at the front end of the cutting head is formed in a sleeve and the rear end is intended to be received in a conventional receiving chuck of a machine tool. For the supply of coolant and lubricant extends through the shaft to the Nutenauslaufbereich an axial channel 4 , which of a sleeve 7 is surrounded and together forms a cooling channel.

Für eine möglichst starke Kühl-, Schmier- und Spülwirkung sind in der Reibahle möglichst große Strömungsquerschnitte vorzusehen, wobei die Anforderungen an die Festigkeit zu berücksichtigen sind. In der DE19522141 C2 und EP0556801 Al sind Zweigkanäle beschrieben die vom Hauptkanal in die jeweiligen Nuten führen, wobei bei derartigen rotierenden Schaftwerkzeugen problematisch ist, dass insbesondere Ausbildungen von kleineren Durchmessern, wie beispielsweise unter 6mm, eine derartige Ausführungsform den erforderlichen Kräften nicht standhalten kann, da die wenigstens zwei senkrecht zum Hauptkanal angeordneten Bohrungen den Querschnitt stark schwächen, so das Torsions- und Biegespannungen nicht aufgenommen werden können.For as possible strong cooling, Lubricating and rinsing effect are as possible in the reamer size Flow areas taking into account the requirements of strength. In DE19522141 C2 and EP0556801 Al branch channels are described leading from the main channel in the respective grooves, wherein in such rotating shaft tools is problematic that particular Training of smaller diameters, such as under 6mm, such an embodiment not the necessary forces can withstand, since the at least two perpendicular to the main channel arranged holes greatly weaken the cross section, so the torsional and bending stresses can not be absorbed.

In der US Patentschrift US 3,199,382 ist eine Reibahle beschrieben, die aus einem Schneidkopf und einem Werkzeugschaft besteht. Der Schneidkopf besitzt einen Nutenauslaufbereich, wobei sich der Nutenauslaufbereich im Werkzeugschaft befindet, wobei der Nutenauslaufbereich und der Werkzeugschaft einen geschlossenen Kühlkanal bilden.In the US patent specification US 3,199,382 a reamer is described which consists of a cutting head and a tool shank. The cutting head has a groove outlet region, wherein the groove outlet region is located in the tool shank, wherein the groove outlet region and the tool shank form a closed cooling channel.

Ausführungsbeispiele wie diese sind in der EP 0776727 und DE 1012198 A1 beschrieben, welche durch eine konstruktiv verbesserte Lösung die Festigkeit der Reibahle erhöhen.Embodiments such as these are in the EP 0776727 and DE 1012198 A1 described which by a structurally improved solution Increase the strength of the reamer.

All die oben aufgeführten Ausführungsbeispiele haben aber den Nachteil, dass die Kühlkanalquerschnitte vom hinteren Ende des Hauptkanals bis zum Nutenauslaufbereich des Schneidkopfs unterschiedliche Kühlkanalquerschnitte aufweisen. Die unterschiedlichen Kühlkanalquerschnitte haben zur Folge, dass das Schmiermittel (Luft mit feinen Oeltröpfchen) in der Mindermengenschmierung (MMS) stark verwirbelt bzw. abgebremst wird, d.h. in Folge der unterschiedlichen Kühlkanalquerschnitte prallen die feinen Oeltröpfchen auf die vergrößerten bzw. verkleinerten Übergänge, was zur Folge hat, dass die abgelenkten Strömungsanteile wieder auf die in Strömungsrichtung nicht abgelenkten Strömungsanteile treffen und es dadurch zu Verwirbelungen kommt.Alles the ones listed above embodiments But have the disadvantage that the cooling channel cross-sections of the rear End of the main channel to the groove outlet area of the cutting head different cooling channel cross sections exhibit. The different cooling channel cross-sections have the consequence that the lubricant (air with fine oil droplets) in the minimum quantity lubrication (MMS) is strongly swirled or decelerated, i. in consequence of the different ones Cooling channel cross sections the fine oil droplets bounce on the enlarged or reduced transitions, what entails that the deflected flow components back to the in the flow direction meet undistorted flow rates and this causes turbulence.

Es wurde deshalb untersucht, ob bei gattungsgemäßen Vollhartmetall Reibahlen die Möglichkeit besteht, konstante Kühlkanalquerschnitte einzubringen, um dadurch einen konstanten Schmiermittelstrom d.h. reduzierte Verwirbelungen zu erhalten.It was therefore examined whether in generic solid carbide reamers the possibility exists, constant cooling channel cross sections to thereby provide a constant lubricant flow, i. to obtain reduced turbulence.

Mindermengenschmierung (MMS) im Sinne der vorliegenden Anmeldung erfolgt bei einem Luftdruck von 4 bar bis 6 bar und eine Ölzumischung pro Werkzeug von 15ml/h bis 60 ml/h, insbesondere 20 ml/h bis 50 ml/h.Minimal lubrication (MMS) in the context of the present application takes place at an air pressure from 4 bar to 6 bar and a Ölzumischung per tool from 15 ml / h to 60 ml / h, in particular 20 ml / h to 50 ml / h.

Versuche und Simulationen haben ergeben, dass durch die konische Ausgestaltung 3 der Schnittstelle 8 zwischen Werkzeugkopfende und Werkzeugschaft, welche die gleiche Kühlkanalquerschnittsfläche 6 aufweist, die Strömungsbedingungen des Schmiermittelstroms verbessert werden und somit Wirbelbildungen reduziert werden. Die erfinderische Ausführung hat den Vorteil, dass die lokalen Geschwindigkeitskomponenten in Querrichtung, d.h. turbulente Strömungsanteile bzw. die Strömungsverluste verringert werden und somit die Strömungsgeschwindigkeit ansteigt. Mit der erfindungsgemäß bewirkten Dämpfung der Strömungsschwingungen und Wirbelreduzierung konnte eine Steigerung des Kühlmitteldurchsatzes erzielt werden.Experiments and simulations have shown that the conical design 3 the interface 8th between tool head end and tool shank, which have the same cooling channel cross-sectional area 6 has, the flow conditions of the lubricant flow can be improved and thus vortices are reduced. The inventive embodiment has the advantage that the local velocity components in the transverse direction, ie turbulent flow components or the flow losses are reduced and thus the flow velocity increases. With the damping of the flow oscillations and swirl reduction effected according to the invention, an increase in the coolant throughput could be achieved.

Claims

Rotating shaft tool 1 with a separating head 2 consisting of tool cutting 3 and a groove discharge area 4 , a reassessment 5 and a coolant passage guided axially through the reamer shank 6 with a sleeve extending between the groove outlet region and the shaft 7 , characterized in that the cooling channel from the shaft end to the Nutenauslaufbereich has a constant cross section.

Rotary shaft tool according to claim 1 characterized characterized in that the shaft end has a conical end.

Rotary shaft tool according to claim 1 to 2 characterized in that the cooling passage transition to the Nutenauslaufbereich has a conical geometry.

Rotary shaft tool according to claim 1 to 3 characterized in that the Nutenauslauf helically configured is.

Rotary shaft tool according to claim 1 to 4 characterized in that the groove outlet runs in a straight line.