DE202017107139U1

DE202017107139U1 - Werkzeug zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks

Info

Publication number: DE202017107139U1
Application number: DE202017107139.1U
Authority: DE
Original assignee: Hartmetall Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH
Current assignee: Hartmetall Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2017-11-24
Publication date: 2019-02-28
Anticipated expiration: 2027-11-25

Abstract

Werkzeug (10) zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks, aufweisend:
- einen Schneidkopf (12) mit einer Hülse (16) und einem an der Hülse (16) befestigten Schneidkörper (18), an dem zumindest eine Schneide (26) angeordnet ist, wobei sich der Schneidkopf (12) entlang einer ersten Längsachse (28) erstreckt; und
- einen Halter (14), an dem sich der Schneidkopf (12) lösbar befestigen lässt, wobei sich der Halter (14) entlang einer zweiten Längsachse (30) erstreckt;
wobei die Hülse (16) eine erste axiale Anlagefläche (36) aufweist, welche die erste Längsachse (28) zumindest teilweise umgibt und orthogonal zu der ersten Längsachse (28) verläuft, wobei die Hülse (16) eine erste konische Anlagefläche (44) aufweist, welche die erste Längsachse (28) zumindest teilweise umgibt und symmetrisch zu der ersten Längsachse (28) verläuft, und wobei zwischen der ersten axialen Anlagefläche (36) und der ersten konischen Anlagefläche (44) ein sich entlang der ersten Längsachse (28) erstreckender Bereich innerhalb der Hülse (16) vorgesehen ist, in dem ein Innengewinde (40) angeordnet ist,
wobei der Halter (14) eine zweite axiale Anlagefläche (38) aufweist, welche die zweite Längsachse (30) zumindest teilweise umgibt und orthogonal zu der zweiten Längsachse (30) verläuft, wobei der Halter (14) eine zweite konische Anlagefläche (46) aufweist, welche die zweite Längsachse (30) zumindest teilweise umgibt und symmetrisch zu der zweiten Längsachse (30) verläuft, und wobei zwischen der zweiten axialen Anlagefläche (38) und der zweiten konischen Anlagefläche (46) ein sich entlang der zweiten Längsachse (30) erstreckender Bereich an dem Halter (14) vorgesehen ist, in dem ein Außengewinde (42) angeordnet ist,
wobei, in montiertem Zustand des Werkzeugs (10), das Innengewinde (40) mit dem Außengewinde (42) verschraubt ist, die erste Längsachse (28) mit der zweiten Längsachse (30) zusammenfällt, die erste axiale Anlagefläche (36) an der zweiten axialen Anlagefläche (38) anliegt und die erste konische Anlagefläche (44) an der zweiten konischen Anlagefläche (46) anliegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks. Das Werkzeug weist einen Schneidkopf mit einer Hülse und einem an der Hülse befestigten Schneidkörper auf, an dem zumindest eine Schneide angeordnet ist. Der Schneidkopf erstreckt sich entlang einer ersten Längsachse. Das Werkzeug weist des Weiteren einen Halter auf, an dem sich der Schneidkopf lösbar befestigen lässt. Der Halter erstreckt sich entlang einer zweiten Längsachse.
Wenngleich sich das erfindungsgemäße Werkzeug generell auf alle Arten von Werkzeugen zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks bezieht, betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere ein Fräswerkzeug, besonders bevorzugt einen Kugelbahnfräser.
Ein gattungsgemäßes Werkzeug ist aus der WO 2010/012367 A1 bekannt.
Beim Fräsen von Gelenkzapfen und Gelenknaben kommen meist Sonderwerkzeuge, sog. Kugelbahnfräser, zum Einsatz. Diese Kugelbahnfräser fräsen stirnseitig bei verschiedenen Eingriffsbreiten und Bearbeitungstiefen, wozu der Kugelbahnfräser normalerweise unter einem Winkel, z.B. 20°, angestellt wird. Teilweise entsprechen die Bahnen Zylinderausschnitten, teilweise sind die Bahnen aber auch gekrümmt, was sehr biegesteife Werkzeuge erforderlich macht. Gefräst wird sowohl in weichen als auch in gehärteten Werkstoffen. Je nach Anwendungszweck kommen derzeit verschiedene Werkzeugtypen zum Einsatz.
Beispielhafte Kugelbahnfräser sind in der DE 199 56 592 A1 und der DE 199 45 360 A1 beschrieben.
Eine besondere Herausforderung bei der Konstruktion von Kugelbahnfräsern liegt darin, eine Schnittstelle zwischen Halter und Schneidkopf zu schaffen, die eine entsprechende Steifigkeit aufweist, um die bei der spanenden Bearbeitung auftretenden Kräfte abzufangen. Aufgrund der gewinkelten Anstellung der Kugelbahnfräser wird die Schnittstelle zwischen Halter und Schneidkopf bei derartigen Werkzeugen einer hohen Biegebeanspruchung ausgesetzt. Die Schnittstelle muss daher dazu geeignet sein, diese Biegebeanspruchung aufzunehmen, ohne Einbußen bezüglich der Genauigkeit des Werkzeugs hinnehmen zu müssen.
Die eingangs bereits genannte internationale Patentanmeldung WO 2010/012367 A1 zeigt mehrere geeignete Schnittstellen-Lösungen, welche den oben genannten Anforderungen für Kugelbahnfräser genügen. Es existiert dennoch Raum für Verbesserungen dieser Schnittstelle.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das eingangs beschriebene Werkzeug für spanende Bearbeitung eines Werkstücks dahingehend zu verbessern, dass die Schnittstelle zwischen Halter und Schneidkopf noch stabiler ist und eine noch genauere Positionierung des Schneidkopfs ermöglicht.
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem eingangs genannten Werkzeug dadurch gelöst, dass die Hülse eine erste axiale Anlagefläche aufweist, welche die erste Längsachse zumindest teilweise umgibt und orthogonal zu der ersten Längsachse verläuft, wobei die Hülse eine erste konische Anlagefläche aufweist, welche die erste Längsachse zumindest teilweise umgibt und symmetrisch zu der ersten Längsachse verläuft, wobei die Hülse ferner ein Innengewinde aufweist, welches innerhalb der Hülse in einem Bereich angeordnet ist, der sich örtlich zwischen der ersten axialen Anlagefläche und der ersten konischen Anlagefläche befindet, wobei der Halter eine zweite Anlagefläche aufweist, welche die zweite Längsachse zumindest teilweise umgibt und orthogonal zu der zweiten Längsachse verläuft, und wobei der Halter eine zweite konische Anlagefläche aufweist, welche die zweite Längsachse zumindest teilweise umgibt und symmetrisch zu der zweiten Längsachse verläuft, wobei der Halter ferner ein Außengewinde aufweist, welches an dem Halter in einem Bereich angeordnet ist, der sich örtlich zwischen der zweiten axialen Anlagefläche und der zweiten konischen Anlagefläche befindet, wobei, in montiertem Zustand des Werkzeugs, das Innengewinde mit dem Außengewinde verschraubt ist, die erste Längsachse mit der zweiten Längsachse zusammenfällt, die erste axiale Anlagefläche an der zweiten axialen Anlagefläche anliegt und die erste konische Anlagefläche an der zweiten konischen Anlagefläche anliegt.
Ähnlich wie bei einer aus der WO 2010/012367 A1 bekannten Lösung wird der Schneidkopf gemäß der vorliegenden Erfindung auf den Halter aufgeschraubt. Neu gegenüber der aus der WO 2010/012367 A1 bekannten Lösung ist jedoch die Art der Positionierung des Schneidkopfes gegenüber dem Halter. Die Positionierung des Schneidkopfes bzw. der Hülse des Schneidkopfes erfolgt erfindungsgemäß über zwei korrespondierende Kegelflächen und zwei korrespondierende Planflächen.
Die Kegelflächen werden vorliegend als erste und zweite konische Anlageflächen bezeichnet, wobei die erste konische Anlagefläche an dem Schneidkopf angeordnet ist und die zweite konische Anlagefläche an dem Halter angeordnet ist.
Die Planflächen werden vorliegend als erste und zweite axiale Anlageflächen bezeichnet, wobei die erste axiale Anlagefläche an dem Schneidkopf angeordnet ist und die zweite axiale Anlagefläche an dem Halter angeordnet ist.
Die abstützenden Anlageflächen, d.h. die konischen und axialen Anlageflächen, sind jeweils auf unterschiedlichen Seiten des Innen- bzw. Außengewindes angeordnet, so dass der Schneidkopf und der Halter auf der einen Seite des Gewindes entlang der axialen Anlageflächen aneinander anliegen und auf der anderen Seite des Gewindes entlang der konischen Anlageflächen aneinander anliegen.
Diese Art der Schnittstelle sorgt für eine extrem stabile Abstützung und gleichzeitig für eine sehr genaue Positionierung. Die axialen Anlageflächen nehmen lediglich Kräfte in axialer Richtung auf. Die konischen Anlageflächen dienen dagegen gleichzeitig zur besseren Zentrierung des Schneidkopfes und nehmen sowohl in axialer als auch in radialer Richtung Kräfte auf.
Die Verwendung konischer Anlageflächen zusätzlich zu den axialen Anlageflächen erbringt deutliche Vorteile. Konische Anlageflächen haben insbesondere gegenüber zylindrischen Anlageflächen den Vorteil, der besseren Zentrierung des Schneidkopfes, da sich Fertigungstoleranzen in orthogonaler Richtung zur Längsachse während des zunehmenden Einschraubvorganges verringern. Weiter können die konischen Flächen in Richtung der Längsachse besser zusammengeführt werden, da nur in der endgültigen Positionierung ein Kontakt der konischen Mantelflächen entsteht. Daher verschleißen die konischen Mantelflächen weit weniger als es zylindrische Mantelflächen an dieser Stelle tun würden. Ein weiterer Vorteil liegt in der größeren Fläche des Kegelmantels der konischen Anlageflächen gegenüber einem Zylindermantel von zylindrischen Anlageflächen, womit sich der Traganteil der konischen Anlageflächen erhöht.
Vorzugsweise kontaktieren sich der Schneidkopf und der Halter in montiertem Zustand des Werkzeugs ausschließlich entlang des Innen- bzw. Außengewindes sowie entlang der axialen und konischen Anlageflächen. Weitere Anlageflächen oder Kontaktpunkte existieren gemäß dieser bevorzugten Ausgestaltung nicht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die erste axiale Anlagefläche an einer Stirnseite der Hülse und die erste konische Anlagefläche im Inneren der Hülse angeordnet.
Die erste konische Anlagefläche ist dadurch gut geschützt vor Beschädigung. Dies ist insbesondere für eine exakte Positionierung der Hülse gegenüber dem Halter von Vorteil.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist an einer Stirnseite des Halters eine Fase angeordnet, welche an die zweite konische Anlagefläche angrenzt.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die erste konische Anlagefläche beim Einführen des Halters in den Schneidkopf nicht beschädigt wird. Die an dem Halter angeordnete Fase dient als Einführungsfase.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist an dem Halter zwischen dem Außengewinde und der zweiten axialen Anlagefläche ein Radius angeordnet.
Dieser Radius dient als Übergangsradius zwischen dem Außengewinde und der zweiten axialen Anlagefläche und hat insbesondere den Vorteil, dass hierdurch die Kerbfestigkeit erhöht wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist der Halter einen Schaft auf, an dem das Außengewinde angeordnet ist, wobei der Schaft zumindest teilweise aus Hartmetall ist, und wobei die Hülse zumindest teilweise aus Stahl ist.
Die Fertigung des Halter-Schafts aus Hartmetall sorgt für eine hohe Steifigkeit und Stabilität des Schafts, was insbesondere beim Kugelbahnfräsen von immensem Vorteil ist. Im Vergleich zu einem Halter aus Stahl hat der erfindungsgemäße Schaft aus Hartmetall daher relativ hohe Standzeiten.
Der Halter weist des Weiteren eine Schaft-Halterung auf, in welcher der Schaft lösbar befestigt werden kann, wobei die Schaft-Halterung zumindest teilweise aus Stahl ist. Somit ergibt sich an den jeweiligen Schnittstellen des erfindungsgemäßen Werkzeugs jeweils ein Übergang von Hartmetall auf Stahl bzw. Stahl auf Hartmetall, was wiederum aus Stabilitätsgründen von Vorteil ist.
Der Schneidkörper ist vorzugsweise aus Hartmetall, kubisch kristallinem Bornitrit (CBN) oder polykristallinem Diamant (PKD). Die Hülse und der Schneidkörper sind vorzugsweise miteinander verlötet. Grundsätzlich kommen jedoch auch andere Verbindungsarten in Frage, z.B. Verschrauben.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die erste konische Anlagefläche unter einem ersten Neigungswinkel relativ zu der ersten Längsachse geneigt. Die zweite konische Anlagefläche ist unter einem zweiten Neigungswinkel relativ zu der zweiten Längsachse geneigt, wobei der erste und der zweite Neigungswinkel gleich groß sind.
Die Neigungswinkel entsprechen also dem halben Öffnungswinkel des jeweiligen Kegels. Die beiden Neigungswinkel sind vorzugsweise im Bereich von 10°-45°, besonders bevorzugt im Bereich von 15°-30°.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das Innengewinde und das Außengewinde jeweils als Trapezgewinde ausgestaltet.
Trapezgewinde sind sehr stabil und eignen sich zur Übertragung hoher Kräfte.
Vorzugsweise weisen das Innengewinde und das Außengewinde jeweils zumindest zwei Gewindegänge auf.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist in dem Halter ein entlang der zweiten Längsachse verlaufender Kühlmittelkanal angeordnet. In der Hülse sind mehrere Verteilerkanäle angeordnet, welche in einen in der Hülse angeordneten Hohlraum müden, der in montiertem Zustand des Werkzeugs mit dem Kühlmittelkanal korrespondiert.
Dies ermöglicht die Kühl- und Schmiermittelzufuhr unmittelbar oder zumindest sehr nahe an den Schneidenbereich. Der Hohlraum in der Hülse dient der Verteilung des Kühl- und Schmiermittels innerhalb der Hülse auf die einzelnen Verteilerkanäle.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist an einer Mantelfläche der Hülse eine plane Fläche angeordnet, welche parallel zu der ersten Längsachse ausgerichtet ist.
Diese plane Fläche dient als Angriffs- bzw. Spannfläche für einen Werkzeugschlüssel zur Montage des Schneidkopfes an dem Halter.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Werkzeugs;
2 eine Explosionsdarstellung des in 1 gezeigten Werkzeugs;
3 eine Schnittansicht des in 1 dargestellten Werkzeugs;
4 eine perspektivische Ansicht eines Schneidkopfes des in 1 gezeigten Werkzeugs;
5 eine Explosionsdarstellung des in 4 gezeigten Schneidkopfes;
6 eine Draufsicht von vorne auf den in 4 gezeigten Schneidkopf;
7 eine erste Schnittansicht des in 6 dargestellten Schneidkopfes;
8 eine zweite Schnittansicht des in 6 dargestellten Schneidkopfes;
9 eine perspektivische Ansicht eines Schneidkopfes gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels; und
10 eine perspektivische Ansicht eines Schneidkopfes gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels.

1-3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Werkzeugs in zusammengebautem Zustand (1), in zerlegtem Zustand (2) sowie in einer Schnittansicht (3). Das Werkzeug ist darin jeweils in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
Das Werkzeug 10 ist als Kugelbahnfräser ausgestaltet. Das Werkzeug 10 umfasst einen Schneidkopf 12 sowie einen Halter 14, in dem der Schneidkopf 12 lösbar befestigt ist. Der Schneidkopf 12 weist eine Hülse 16 sowie einen an der Hülse 16 befestigten Schneidkörper 18 auf.
Der Halter 14 umfasst einen Schaft 20 sowie eine Schaft-Halterung 22, in der der Schaft 20 lösbar befestigt ist. Die Schaft-Halterung 22 weist an ihrem hinteren Ende eine Werkzeugschnittstelle 24 auf, mit Hilfe derer das Werkzeug 10 in einer Werkzeugmaschine (nicht gezeigt) einspannbar ist.
Die Hülse 16 des Schneidkopfes 12 ist mit dem Schaft 20 des Halters 14 verschraubt. Der Schaft 20 ist verdrehsicher in der Schaft-Halterung 22 befestigt. Vorzugsweise ist der Schaft 20 in die Schaft-Halterung 22 eingeschrumpft. Grundsätzlich wäre jedoch an dieser Stelle auch eine Schraubverbindung oder eine andere Art der drehfesten Verbindung denkbar.
Der Schneidkopf 12 erstreckt sich im Wesentlichen entlang einer ersten Längsachse 28. Der Halter 14 erstreckt sich im Wesentlichen entlang einer zweiten Längsachse 30. Beide Längsachsen 28, 30 fallen in montiertem Zustand des Werkzeugs 10 zusammen.
Die einzelnen Bauteile des Werkzeugs 10 sind vorzugsweise in abwechselnder Reihenfolge aus Hartmetall und Stahl hergestellt. Der Schneidkörper 18 ist vorzugsweise aus Hartmetall. Die Hülse 16 ist vorzugsweise aus Stahl. Der Schaft 20 ist vorzugsweise aus Hartmetall. Die Schaft-Halterung 22 ist vorzugsweise aus Stahl.
Die Hülse 16 und der Schneidkörper 18 sind miteinander verlötet. Vorzugsweise wird der Schneidkörper 18 mittels eines Hartlots stumpf auf die Hülse 16 aufgelötet. Eine im Schneidkörper 18 zentrisch angeordnete Bohrung 32 (siehe 7) und ein dazu korrespondierender Zapfen 34, welcher an der Hülse 16 angeordnet ist, dienen der Unterstützung der Positionierung während des Lötvorgangs. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass auch andere Arten der Verbindung zwischen Hülse 16 und Schneidkörper 18, beispielsweise eine Schraubverbindung, möglich sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Verbindung zwischen Schneidkopf 12 und Halter 14, genauer gesagt die Verbindung zwischen der Hülse 16 und dem Schaft 20. An dieser Schnittstelle wird auf folgende Weise eine extrem stabile, biegesteife und sehr genau positionierte Verbindung erzielt: Die Hülse 16 weist eine erste axiale Anlagefläche 36 auf, welche mit einer am Schaft 20 angeordneten zweiten axialen Anlagefläche 38 korrespondiert. Zudem weist die Hülse 16 ein Innengewinde 40 auf, welches mit einem entsprechenden Außengewinde 42, das an dem Schaft 20 angeordnet ist, korrespondiert. Des Weiteren weist die Hülse 16 eine erste konische Anlagefläche 44 auf, welche mit einer am Schaft 20 angeordneten zweiten konischen Anlagefläche 46 korrespondiert.
Vorzugsweise treten Schneidkopf 12 und Hülse 20 in montiertem Zustand des Werkzeugs 10 lediglich entlang des Innen- bzw. Außengewindes 40, 42 sowie entlang der axialen und konischen Anlageflächen 36, 38 und 44, 46 miteinander in Kontakt. In Umfangsrichtung wirkende Kräfte werden über das Innengewinde 40 und das Außengewinde 42 aufgenommen. Axiale Kräfte werden sowohl über die konischen Anlageflächen 44, 46 als auch über die axialen Anlageflächen 36, 38 aufgenommen. Die konischen Anlageflächen 44, 46 nehmen aufgrund ihrer Schrägstellung zudem auch Kräfte in Radialrichtung auf. Die konischen Anlageflächen 44, 46 dienen neben der stabilen Abstützung auch einer genauen Positionierung des Schneidkopfes 12 gegenüber dem Schaft 20.
Die erste axiale Anlagefläche 36 ist an der unteren Stirnseite der Hülse 16 angeordnet und verläuft orthogonal zu der ersten Längsachse 28 des Schneidkopfes 12. Die erste axiale Anlagefläche 36 ist vorzugsweise als kreisringförmige Fläche ausgestaltet.
Die zweite axiale Anlagefläche 38 ist an der Oberseite des Schafts 20 angeordnet und verläuft orthogonal zu der zweiten Längsachse 30 des Halters 14. Die zweite axiale Anlagefläche 38 ist vorzugsweise ebenfalls als kreisringförmige Fläche ausgestaltet.
Die erste konische Anlagefläche 44 ist im Inneren der Hülse 16 angeordnet und verläuft quer, also nicht parallel, zu der ersten Längsachse 28 des Schneidkopfes 12. Die erste konische Anlagefläche 44 ist vorzugsweise unter einem ersten Neigungswinkel α₁ relativ zu der ersten Längsachse 28 geneigt (siehe 7). Dieser Neigungswinkel α₁ entspricht dem halben Öffnungswinkel des Kegels, auf dessen Mantelfläche die erste konische Anlagefläche 44 liegt. Der erste Neigungswinkel α₁ ist vorzugsweise im Bereich von 10°-45°, besonders bevorzugt im Bereich von 15°-30°. Die erste konische Anlagefläche 44 umgibt die erste Längsachse 28 vorzugsweise vollständig.
Die zweite konische Anlagefläche 46 ist an der oberen Stirnseite des Schafts 20 angeordnet und unter einem zweiten Neigungswinkel α₂ , welcher gleich groß ist wie der erste Neigungswinkel α₁ , gegenüber der zweiten Längsachse 30 des Halters 14 geneigt. Das im Inneren der Hülse 16 vorgesehene Innengewinde 40 ist in einem Bereich angeordnet, welcher sich örtlich zwischen der ersten axialen Anlagefläche 36 und der ersten konischen Anlagefläche 44 befindet. Ähnlich ist auch das am Schaft 20 angeordnete Außengewinde 42 in einem Bereich angeordnet, welcher sich örtlich zwischen der zweiten axialen Anlagefläche 38 und der zweiten konischen Anlagefläche 46 befindet.
Die Tatsache, dass das Innengewinde 40 in einem Bereich zwischen der ersten axialen Anlagefläche 36 und der ersten konischen Anlagefläche 44 angeordnet ist, impliziert jedoch nicht, dass das Innengewinde 40 an seinen beiden Enden unmittelbar an die erste axiale Anlagefläche 36 und die erste konische Anlagefläche 44 angrenzt. Dies kann, muss jedoch nicht der Fall sein. Dazwischen kann auch jeweils ein Freistich oder ein reiner Abstand vorgesehen sein.
Ebenso können die zweite axiale Anlagefläche 38 und die zweite konische Anlagefläche 46 unmittelbar an die beiden gegenüberliegenden Enden des Außengewindes 42 angrenzen, sie müssen es jedoch nicht. Dazwischen kann auch jeweils ein Freistich oder ein reiner Abstand vorgesehen sein.
Das Innengewinde 40 und das Außengewinde 42 sind vorzugsweise als Trapezgewinde ausgestaltet mit jeweils mindestens zwei Gewindegängen.
Oberhalb der zweiten konischen Anlagefläche 46 ist am Schaft 20 eine Fase 48 angeordnet, welche die Beschädigung der ersten konischen Anlagefläche 44 beim Einführen des Schafts 20 in die Hülse 16 verhindern soll. Die zweite konische Anlagefläche 46 ist also zwischen dieser Fase 48 und dem Außengewinde 42 angeordnet. Am unteren Ende des Außengewindes 42, also zwischen dem Außengewinde 42 und der zweiten axialen Anlagefläche 38, ist ein Übergangsradius 50 angeordnet (siehe 2). Dieser Übergangsradius 50 dient der Verbesserung der Kerbfestigkeit.
Wie des Weiteren aus 8 ersichtlich ist, grenzt das Innengewinde 40 nicht unmittelbar an die erste konische Anlagefläche 44 an. Zwischen dem Innengewinde 40 und der ersten konischen Anlagefläche 44 ist ein Innenfreistich 52 angeordnet. Am gegenüberliegenden Ende des Innengewindes 40 ist ebenfalls ein Innenfreistich 54 angeordnet.
Das erfindungsgemäße Werkzeug 10 weist des Weiteren einen Kühlmittelkanal 56 auf, welcher im Inneren des Halters 14 verläuft. Der Kühlmittelkanal 56 erstreckt sich unter anderem im Inneren des Schafts 20 entlang der Längsachse 30. An der Oberseite des Schafts 20 mündet der Kühlmittelkanal 56 in einen Hohlraum 58 im Inneren der Hülse 16. Aus diesem Hohlraum 58 heraus verteilt sich das Kühl- und Schmiermittel auf mehrere Verteilerkanäle 60, welche sich im Inneren der Hülse 16 befinden und an deren Oberseite aus der Hülse 16 austreten.
Auf der Außenseite der Hülse 16 ist ferner eine plane Fläche 62 vorgesehen, welche als Angriffsfläche für einen Gabelschlüssel zur Montage des Schneidkopfes 12 dient. Diese plane Fläche 62 verläuft vorzugsweise parallel zu der ersten Längsachse 28 des Schneidkopfes 12.
9 und 10 zeigen weitere mögliche Ausführungsbeispiele von Schneidköpfen 12', 12". Sie unterscheiden sich von dem Schneidkopf 12 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels im Wesentlichen in der Geometrie der Schneiden. Beispielsweise handelt es sich bei den in 9 gezeigten Schneidkörpern 18' um plattenförmige Schneidkörper aus CBN, welche auf die Hülse 16' einzeln aufgelötet sind. Der in 10 gezeigte Schneidkörper 18" ist beispielsweise für einen Fräser zum Nutfräsen geeignet.
Der Innenaufbau sowie die erfindungsgemäße Schnittstelle zwischen Hülse 16 und Schaft 20 unterscheidet sich bei den in 9 und 10 gezeigten Ausführungsbeispielen jedoch nicht oder für die Erfindung lediglich unwesentlich von dem in 1-8 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel, weshalb diesbezügliche Ausführungen an dieser Stelle nicht nochmals wiederholt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2010/012367 A1 [0003, 0007, 0010]
DE 19956592 A1 [0005]
DE 19945360 A1 [0005]

Claims

Werkzeug (10) zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks, aufweisend: - einen Schneidkopf (12) mit einer Hülse (16) und einem an der Hülse (16) befestigten Schneidkörper (18), an dem zumindest eine Schneide (26) angeordnet ist, wobei sich der Schneidkopf (12) entlang einer ersten Längsachse (28) erstreckt; und - einen Halter (14), an dem sich der Schneidkopf (12) lösbar befestigen lässt, wobei sich der Halter (14) entlang einer zweiten Längsachse (30) erstreckt; wobei die Hülse (16) eine erste axiale Anlagefläche (36) aufweist, welche die erste Längsachse (28) zumindest teilweise umgibt und orthogonal zu der ersten Längsachse (28) verläuft, wobei die Hülse (16) eine erste konische Anlagefläche (44) aufweist, welche die erste Längsachse (28) zumindest teilweise umgibt und symmetrisch zu der ersten Längsachse (28) verläuft, und wobei zwischen der ersten axialen Anlagefläche (36) und der ersten konischen Anlagefläche (44) ein sich entlang der ersten Längsachse (28) erstreckender Bereich innerhalb der Hülse (16) vorgesehen ist, in dem ein Innengewinde (40) angeordnet ist, wobei der Halter (14) eine zweite axiale Anlagefläche (38) aufweist, welche die zweite Längsachse (30) zumindest teilweise umgibt und orthogonal zu der zweiten Längsachse (30) verläuft, wobei der Halter (14) eine zweite konische Anlagefläche (46) aufweist, welche die zweite Längsachse (30) zumindest teilweise umgibt und symmetrisch zu der zweiten Längsachse (30) verläuft, und wobei zwischen der zweiten axialen Anlagefläche (38) und der zweiten konischen Anlagefläche (46) ein sich entlang der zweiten Längsachse (30) erstreckender Bereich an dem Halter (14) vorgesehen ist, in dem ein Außengewinde (42) angeordnet ist, wobei, in montiertem Zustand des Werkzeugs (10), das Innengewinde (40) mit dem Außengewinde (42) verschraubt ist, die erste Längsachse (28) mit der zweiten Längsachse (30) zusammenfällt, die erste axiale Anlagefläche (36) an der zweiten axialen Anlagefläche (38) anliegt und die erste konische Anlagefläche (44) an der zweiten konischen Anlagefläche (46) anliegt.
Werkzeug nach Anspruch 1, wobei die erste axiale Anlagefläche (36) an einer Stirnseite der Hülse (16) angeordnet ist, und wobei die erste konische Anlagefläche (44) im Inneren der Hülse (16) angeordnet ist.
Werkzeug nach Anspruch 2, wobei im Inneren der Hülse (16) zwischen der ersten konischen Anlagefläche (44) und dem Innengewinde (40) ein Innenfreistich (52) angeordnet ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1-3, wobei an einer Stirnseite des Halters (14) eine Fase (48) angeordnet ist, welche an die zweite konische Anlagefläche (46) angrenzt.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1-4, wobei an dem Halter (14) zwischen dem Außengewinde (42) und der zweiten axialen Anlagefläche (38) ein Radius (50) angeordnet ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1-5, wobei der Halter (14) einen Schaft (20) aufweist, an dem das Außengewinde (42) angeordnet ist, wobei der Schaft (20) zumindest teilweise aus Hartmetall ist, und wobei die Hülse (16) zumindest teilweise aus Stahl ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1-6, wobei der Halter (14) eine Schaft-Halterung (22) aufweist, in welcher der Schaft (20) lösbar befestigbar ist, wobei die Schaft-Halterung (22) zumindest teilweise aus Stahl ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1-7, wobei die Hülse (16) und der Schneidkörper (18) miteinander verlötet sind.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1-8, wobei die erste konische Anlagefläche (44) unter einem ersten Neigungswinkel (α₁) relativ zu der ersten Längsachse (28) geneigt ist, und wobei die zweite konische Anlagefläche (46) unter einem zweiten Neigungswinkel (α₂) relativ zu der zweiten Längsachse (30) geneigt ist, wobei der erste und der zweite Neigungswinkel gleich groß sind.
Werkzeug nach Anspruch 9, wobei für den ersten und den zweiten Neigungswinkel gilt: 10°≤ α₁ = α₂ ≤ 45°.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1-10, wobei das Innengewinde (40) und das Außengewinde (42) als Trapezgewinde ausgestaltet sind.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1-11, wobei das Innengewinde (40) und das Außengewinde (42) jeweils zumindest zwei Gewindegänge aufweisen.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1-12, wobei in dem Halter (14) ein entlang der zweiten Längsachse (30) verlaufender Kühlmittelkanal (56) angeordnet ist, und wobei in der Hülse (16) mehrere Verteilerkanäle (60) angeordnet sind, welche in einen in der Hülse (16) angeordneten Hohlraum (58) müden, der in montiertem Zustand des Werkzeugs (10) mit dem Kühlmittelkanal (56) korrespondiert.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1-13, wobei an einer Mantelfläche der Hülse (16) eine plane Fläche (62) angeordnet ist, welche parallel zu der ersten Längsachse (28) ausgerichtet ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1-14, wobei das Werkzeug (10) ein Fräswerkzeug ist.