DE202013101070U1

DE202013101070U1 - Tool for a machine tool

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Publication number: DE202013101070U1
Application number: DE201320101070
Authority: DE
Original assignee: KARL KEPPLER MASCHB GmbH; KARL KEPPLER MASCHINENBAU GmbH
Current assignee: KARL KEPPLER MASCHB GmbH; KARL KEPPLER MASCHINENBAU GmbH
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2013-03-18
Anticipated expiration: 2023-03-13

Abstract

Werkzeug, insbesondere spanabhebendes Werkzeug, das mit seinem Werkzeugschaft an einer Spindel (12, 32) einer Werkzeugmaschine befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass es einen vollständig in seinem Inneren verlaufenden Kühlmittelkanal (14, 34) aufweist, der sich zwischen einem Kühlmitteleinlass (15, 35) und einem Kühlmittelauslass (16, 36) erstreckt, wobei der Kühlmitteleinlass (15, 35) und der Kühlmittelauslass (16, 36) an einen Kühlmittelkreislauf (19, 20; 39, 40) der Werkzeugmaschine anschließbar sind.Tool, in particular a cutting tool, which can be fastened with its tool shank to a spindle (12, 32) of a machine tool, characterized in that it has a coolant channel (14, 34) extending completely in its interior which extends between a coolant inlet (15, 15). 35) and a coolant outlet (16, 36), wherein the coolant inlet (15, 35) and the coolant outlet (16, 36) can be connected to a coolant circuit (19, 20, 39, 40) of the machine tool.

Description

Bei der spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken entstehen durch die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück hohe Temperaturen. Es werden daher die Werkzeuge und/oder die Werkstücke gekühlt, um die Bearbeitung mit einer hohen Geschwindigkeit zu ermöglichen, eine gute Oberflächenqualität des Werkstücks sowie hohe Standzeiten des Werkzeugs zu erreichen.When machining workpieces, high temperatures occur due to the friction between the tool and the workpiece. Therefore, the tools and / or the workpieces are cooled to allow high speed machining, good surface quality of the workpiece and long tool life.

Die effektivste und am häufigsten bei Werkzeugmaschinen angewendete Art der Kühlung besteht in einer Kühlung mittels eines flüssigen Kühlmittels, mit dem die Schneiden des Werkzeugs und/oder das Werkstück von außen benetzt werden. Nach dieser nassen Bearbeitung der Werkstücke müssen diese in der Regel vor der weiteren Bearbeitung getrocknet werden, was bei metallischen Werkstücken kein größeres Problem darstellt. Die Oberfläche dieser Werkstücke trocknet rasch ab.The most effective and most commonly used in machine tools type of cooling is cooling by means of a liquid coolant, with which the cutting edges of the tool and / or the workpiece are wetted from the outside. After this wet processing of the workpieces they must be dried before further processing, which is not a major problem with metallic workpieces. The surface of these workpieces dries quickly.

Bei Werkstücken aus anderen Materialien, insbesondere aus Faserverbundwerkstoffen, dauert der Trocknungsprozess dagegen deutlich länger. Bei tiefen Bohrungen in Bauteilen aus Glasfaserwerkstoffen können die Trocknungszeiten bis zu 48 Stunden betragen. Diese lange Trocknungszeit ist jedoch mit einer rationellen Werkstückbearbeitung nicht vereinbar.For workpieces made of other materials, in particular made of fiber composites, the drying process, however, takes much longer. For deep holes in components made of glass fiber materials, the drying times can be up to 48 hours. However, this long drying time is incompatible with rational workpiece machining.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug vorzuschlagen, mit dem eine rationelle Bearbeitung von Werkstücken aus unterschiedlichen Materialien möglich ist.The present invention is therefore based on the object to propose a tool with which a rational processing of workpieces made of different materials is possible.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Werkzeug, insbesondere ein spanabhebendes Werkzeug, das mit seinem Werkzeugschaft an einer Spindel einer Werkzeugmaschine befestigbar ist und das dadurch gekennzeichnet ist, dass es einen vollständig in seinem Inneren verlaufenden Kühlmittelkanal aufweist, der sich zwischen einem Kühlmitteleinlass und einem Kühlmittelauslass erstreckt, wobei der Kühlmitteleinlass und der Kühlmittelauslass an einen Kühlmittelkreislauf der Werkzeugmaschine anschließbar sind.The object is achieved by a tool, in particular a cutting tool, which can be fastened with its tool shank to a spindle of a machine tool and which is characterized in that it has a coolant channel extending completely in its interior, which extends between a coolant inlet and a coolant outlet , Wherein the coolant inlet and the coolant outlet can be connected to a coolant circuit of the machine tool.

Durch den vollständig im Inneren des Werkzeugs verlaufenden Kühlmittelkanal werden weder die Schneiden des Werkzeugs noch das Werkstück selbst mit dem Kühlmittel benetzt. Die Bearbeitung des Werkstücks erfolgt somit vollkommen trocken. Dennoch wird das Werkzeug durch das durch sein Inneres zirkulierendes Kühlmittel ausreichend gekühlt, um hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten zu erlauben. Der Trocknungsvorgang des Werkstücks entfällt, sodass Werkstücke unabhängig von ihrem Material und ihrer Oberflächenbeschaffenheit mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug sehr rationell bearbeitet werden können.Due to the coolant channel running completely inside the tool, neither the cutting edges of the tool nor the workpiece itself are wetted with the coolant. The machining of the workpiece is thus completely dry. Nevertheless, the tool is sufficiently cooled by the coolant circulating through its interior to allow high machining speeds. The drying process of the workpiece is eliminated so that workpieces can be processed very efficiently regardless of their material and their surface finish with the tool according to the invention.

Vorzugsweise können der Kühlmitteleinlass und der Kühlmittelauslass im Einspannbereich des Werkzeugschaftes angeordnet sein. Mit dem Spannen des Werkzeugs kann damit auch der Anschluss des Werkzeugs an den Kühlmittelkreislauf der Werkzeugmaschine erfolgen. Dabei können der Kühlmitteleinlass und der Kühlmittelauslass beispielsweise direkt über eine HSK-, SK-, MAS-BT- oder Capto-Werkzeugaufnahme mit dem Kühlmittelkreislauf der Werkzeugmaschine verbindbar sein. Die Kupplungen zwischen der Werkzeugaufnahme und dem Kühlmittelein- und -auslass rotieren her mit. Dazu ist es besonders vorteilhaft, wenn der Kühlmitteleinlass und der Kühlmittelauslass an der Stirnseite des Werkzeugschaftes angeordnet sind. Der Anschluss des Werkzeugs an den Kühlmittelkreislauf erfolgt dann über die Plananlage der Werkzeugstirnseite an die Werkzeugaufnahme.Preferably, the coolant inlet and the coolant outlet can be arranged in the clamping region of the tool shank. With the clamping of the tool can thus also be the connection of the tool to the coolant circuit of the machine tool. In this case, the coolant inlet and the coolant outlet can be connectable, for example, directly to the coolant circuit of the machine tool via an HSK, SK, MAS-BT or Capto tool holder. The couplings between the tool holder and the coolant inlet and outlet rotate with it. For this purpose, it is particularly advantageous if the coolant inlet and the coolant outlet are arranged on the end face of the tool shank. The connection of the tool to the coolant circuit then takes place via the plane contact of the tool face to the tool holder.

Der Kühlmitteleinlass und der Kühlmittelauslass können jedoch auch im Endbereich des Werkzeugschaftes radial nach außen geführt sein. Bei dieser Ausgestaltung können der Kühlmitteleinlass und der Kühlmittelauslass über eine konzentrisch zur HSK-Werkzeugaufnahme angeordnete und mit einem Spindelgehäuse gekoppelte Kühlmittelverteilerplatte mit dem Kühlmittelkreislauf der Werkzeugmaschine verbunden werden. Die Kupplungen zwischen dem Kühlmittelein- und -auslass rotieren hier also nicht mit dem Werkzeug mit.However, the coolant inlet and the coolant outlet can also be guided radially outward in the end region of the tool shank. In this embodiment, the coolant inlet and the coolant outlet can be connected to the coolant circuit of the machine tool via a coolant distributor plate arranged concentrically with the HSK tool holder and coupled to a spindle housing. The couplings between the coolant inlet and outlet therefore do not rotate with the tool here.

Der Verlauf des Kühlmittelkanals im Inneren des Werkzeugs kann unterschiedlich gestaltet und der Form des Werkzeugs angepasst werden. Insbesondere bei länglichen Werkzeugen wie Bohrer oder Fingerfräser kann der Kühlmittelkanal zwei parallel zur Werkzeugachse verlaufende Abschnitte aufweisen, die im Bereich der Werkzeugspitze durch einen quer verlaufenden Abschnitt miteinander verbunden sind.The course of the coolant channel inside the tool can be designed differently and adapted to the shape of the tool. Particularly in the case of elongate tools such as drills or end mills, the coolant channel can have two sections extending parallel to the tool axis, which sections are connected to one another in the region of the tool tip by a transverse section.

Nachfolgend werden zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Werkzeugs mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben.Hereinafter, two preferred embodiments of a tool according to the invention will be described in more detail with reference to the drawing.

Es zeigen:Show it:

1 einen Längsschnitt durch ein erstes Werkzeug mit Spindel und Werkzeugaufnahme einer Werkzeugmaschine; 1 a longitudinal section through a first tool with spindle and tool holder of a machine tool;

2 einen Längsschnitt durch ein zweites Werkzeug mit Spindel und Werkzeugaufnahme einer Werkzeugmaschine. 2 a longitudinal section through a second tool with spindle and tool holder of a machine tool.

Das Werkzeug 10 aus 1 ist über eine Werkzeugaufnahme 11, hier einer HSK-Aufnahme, an einer Spindel 12 einer Werkzeugmaschine, von der ein Spindelgehäuse 13 dargestellt ist, befestigt. Im Inneren des Werkzeugs 10 ist ein Kühlmittelkanal 14 vorgesehen, der sich zwischen einem Kühlmitteleinlass 15 und einem Kühlmittelauslass 16 erstreckt. Der Einlass 15 und der Auslass 16 für das Kühlmittel sind dabei an der Stirnseite des Werkzeugschaftes angeordnet. Sie sind über die Werkzeugaufnahme 11 über Kupplungen 17, 18 mit einem Kühlmittelzulauf 19 bzw. einem Kühlmittelrücklauf 20 der Werkzeugmaschine verbunden. Beim Werkzeug 10 rotieren daher die Kupplungen 17, 18 mit dem Werkzeug 10 mit.The tool 10 out 1 is about a tool holder 11 , here an HSK recording, on a spindle 12 a machine tool, of which a spindle housing 13 is shown attached. Inside the tool 10 is a coolant channel 14 provided, extending between a coolant inlet 15 and a coolant outlet 16 extends. The inlet 15 and the outlet 16 for the coolant are arranged on the front side of the tool shank. They are about the tool holder 11 via couplings 17 . 18 with a coolant inlet 19 or a coolant return 20 connected to the machine tool. At the tool 10 therefore rotate the clutches 17 . 18 with the tool 10 With.

Beim Werkzeug 30 gemäß 2 sind dagegen der Kühlmitteleinlass 35 und der Kühlmittelauslass 36 des Kühlmittelkanals 34 am Werkzeugschaft radial nach außen geführt und münden in Öffnungen in der Werkzeugaufnahme 31, die in umlaufenden Nuten am äußeren Umfang der Werkzeugaufnahme 31 enden. Die Nuten 41, 42 wiederum sind über eine ringförmige Kühlmittelverteilerplatte 43 mit einem Kühlmittelzulauf 39 und einem Kühlmittelrücklauf 40 im Spindelgehäuse 33 der Werkzeugmaschine über Kupplungen 37, 38 verbunden. Die Kühlmittelverteilerplatte 43 ist daher ortsfest mit dem Spindelgehäuse 33 verbunden und rotiert nicht mit der Spindel 32 und dem Werkzeug 30 mit. Um einen Kühlmittelaustritt zwischen der feststehenden Verteilerplatte 43 und der rotierenden Werkzeugaufnahme 31 zu verhindern, ist zwischen der Verteilerplatte 43 und der Werkzeugaufnahme 31 eine Spaltdichtung 44 vorgesehen.At the tool 30 according to 2 on the other hand are the coolant inlet 35 and the coolant outlet 36 of the coolant channel 34 guided radially outward on the tool shank and open into openings in the tool holder 31 in circumferential grooves on the outer circumference of the tool holder 31 end up. The grooves 41 . 42 in turn are via an annular coolant distribution plate 43 with a coolant inlet 39 and a coolant return 40 in the spindle housing 33 the machine tool via couplings 37 . 38 connected. The coolant distribution plate 43 is therefore stationary with the spindle housing 33 connected and does not rotate with the spindle 32 and the tool 30 With. To a coolant outlet between the fixed distributor plate 43 and the rotating tool holder 31 to prevent is between the distributor plate 43 and the tool holder 31 a gap seal 44 intended.

Bei beiden Werkzeugen 10, 30 sind die Kühlmittelkanäle 14, 34 im Wesentlichen U-förmig ausgeführt. Es versteht sich, dass auch ein anderer Verlauf der Kühlmittelkanäle 14, 34 möglich ist. Der Verlauf kann der Form des Werkzeugs angepasst und hinsichtlich der Kühlwirkung optimiert werden.For both tools 10 . 30 are the coolant channels 14 . 34 essentially U-shaped. It is understood that also a different course of the coolant channels 14 . 34 is possible. The course can be adapted to the shape of the tool and optimized with regard to the cooling effect.

Claims

Tool, in particular a cutting tool, with its tool shank on a spindle ( 12 . 32 ) of a machine tool can be fastened, characterized in that it has a coolant channel running completely in its interior ( 14 . 34 ) located between a coolant inlet ( 15 . 35 ) and a coolant outlet ( 16 . 36 ), wherein the coolant inlet ( 15 . 35 ) and the coolant outlet ( 16 . 36 ) to a coolant circuit ( 19 . 20 ; 39 . 40 ) of the machine tool can be connected.

Tool according to claim 1, characterized in that the coolant inlet ( 15 . 35 ) and the coolant outlet ( 16 . 36 ) are arranged in the clamping region of the tool shank.

Tool according to claim 1 or 2, characterized in that the coolant inlet ( 15 . 35 ) and the coolant outlet ( 16 . 36 ) via an HSK, SK, MAS-BT or Capto tool holder ( 11 . 31 ) with the coolant circuit ( 19 . 20 ; 39 . 40 ) of the machine tool is connectable.

Tool according to one of claims 1 to 3, characterized in that the coolant inlet ( 15 . 35 ) and the coolant outlet ( 16 . 36 ) are arranged on the front side of the tool shank.

Tool according to one of claims 1 to 3, characterized in that the coolant inlet ( 15 . 35 ) and the coolant outlet ( 16 . 36 ) are guided radially outward in the end region of the tool shank.

Tool according to claim 3 and 5, characterized in that the coolant inlet ( 15 . 35 ) and the coolant outlet ( 16 . 36 ) via a concentric with the HSK tool holder ( 31 ) and with a spindle housing ( 33 ) coupled coolant distribution plate ( 43 ) with the coolant circuit ( 39 . 40 ) of the machine tool is connectable.

Tool according to one of the preceding claims, characterized in that the coolant channel ( 14 . 34 ) has two parallel to the tool axis extending portions which are connected to each other in the region of the tool tip by a transverse portion.