DE3104752A1

DE3104752A1 - Verfahren zum kuehlen eines fraeswerkzeugs, insbesondere an seinen schneidkanten, und dafuer geeignetes fraeswerkzeug

Info

Publication number: DE3104752A1
Application number: DE19813104752
Authority: DE
Inventors: Erhart 8058 Altenerding Hochberger
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Gleason Hurth Tooling GmbH
Priority date: 1981-02-11
Filing date: 1981-02-11
Publication date: 1982-08-19
Also published as: JPS57149112A

Description

Verfahren zum Kühlen eines Fräswerkzeugs, insbesondere
an seinen Schneidkanten, und dafür geeignetes Fräswerkzeug Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen eines Fräswerkzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Fräswerkzeug.
Beim Hochleistungsfräsen ergeben sich in der. Praxis immer wieder Schwierigkeiten wegen einer extrem starken Abnützung des Fräsers. Dieses Problem ergibt sich insbesondere beim Abwälzfräsen von Zahnrädern, wo zwar die Leistung der Maschinen in den letzten Jahren erhöht wurde, die Werkzeuge mit dieser Entwicklung aber nicht Schritt halten konnten. Es hat sich gezeigt, daß die starke Abnützung der Fräser bei Ausnutzung der vollen Maschinenleistung vielfach auf eine unzureichende Kühlung zurückzuführen ist. Die übliche Zufuhr von Schneidöl und/oder Kühlmittel in den Arbeitsbereich der Maschine reicht also zum Kühlen von hochbeanspruchten Schneidkanten nicht aus.
Ausgehend von dieser Erkenntnis liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das eine gezielte Kühlung eines Fräswerkzeugs insbesondere an seinen Schneidkanten ermöglicht. Dem nebengeordnet steht die Aufgabe, ein Fräswerkzeug zu schaffen, das zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist.
Die Lösung der Aufgabe besteht in einem Verfahren, bei dem einem auf einem Fräserdorn od. dgl. aufgenommenen Fräswerkzeug über den Fräserdorn od. dgl. ein Kühlmittel zugeführt wird, das durch Bohrungen innerhalb des Fräswerkzeugs, die in der Nähe der Schneidkanten austreten, an die Schneidkanten geleitet wird. Wenn die Bohrungen ungefähr radial angeordnet sind und jeweils vor der Fräserzahnbrust austreten, fließt das Öl über die Fräserzahnbrust an die Schneidkanten. Vorteilhaft ist es, wenn das Kühlmittel. unter hohem Druck an die Schneidkanten geleitet wird, wobei der Druck zweckmäßigerweise regelbar ist. Die Wirkung wird noch erhöht, wenn die Temperatur des Kühlmittels unter der Umgebungstemperatur liegt.
Zur Durchführung des Verfahrens eignet sich ein Fräswerkzeug mit von seiner Zentrierbohrung zumindest annähernd radial verlaufenden Bohrungen,. die unmittelbar vor den Fräserzahnbrüsten austreten. Das Fräswerkzeug bleibt auch im nachgeschliffenen Zustand für das Verfahren brauchbar, wenn der Querschnitt der radialen Bohrungen im Bereich ihrer Austritte zum Teil von den Zähnen abgedeckt ist. Zweckmäßig sind weitere radiale Bohrungen, die zunächst als Sackbohrungen im Bereich der Zähne enden und erst beim. weiteren Nachschleifen des Fräswerkzeugs vor den dann zurückgesetzten Zahnbrüsten austreten. Zur sicheren Führung des Kühlmittels an die Schneidkanten sollen die radialen Bohrungen mit den Fräserzahnbrüsten einen Winkel von weniger als 1800 einschließen. Die beste Wirkung wird erzielt, wenn die radialen Bohrungen bei allen Fräserzähnen vorhanden sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei..Ausführungsbeispielen beschrieben, die in den Figuren 1 bis 5 dargestellt sind.
Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch einen auf einem Fräser dorn od.. dgl. aufgenommenen Scheibenfräser nach der Erfindung, Figur 2 einen Querschnitt durch den Scheibenfräser, Figur 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 2, Figur 4 einen Schnitt durch einen-Abwälzfräser nach der Erfindung, Figur 5 eine Teilansicht des Abwälzfräsers nach Fig.4.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen das Prinzip der Erfindung anhand eines Scheibenfräsers 1, der in einer nicht dargestellten Fräsmaschine unter Verwendung von einer Mutter 3 und von Distanzhülsen 4, 5 gegen den Bund 6 eines Fräserdorns 2 gespannt ist. Der Fräser könnte auch auf einer Frässpindel aufgespannt sein. Der Fräserdorn 2 ist mit einer Längsbohrung 7 und einer radialen Bohrung 8 versehen. Der Fräser 1 ist im Bereich der radialen Bohrung 8 so angeordnet, dnß dio Bohrung 8 in ei1le Ringnut 9 in der Zentrierbohrung 10 des Fräsers 1 mündet Von der Ringnut 9 aus erstrecken sich etwa radial gerichtete Bohrungen 11, die mit einem Teil ihres Querschnitts jeweils vor der Brust 12 der Fräserzähne 13 austreten (Fig.2). Mittels einer bekannten, nicht dargestellten Dreheinleitung wird ein Kühlmittel 14 in die Längsbohrung 7 eingeleitet, das über die radialen Bohrungen 8, 11 an die Brust der Fräserzähne 13 gelangt, wo es an die Schneidkanten 15; 16, 16' strömt. Dabei gelangt das Kühlmittel 14 an die am höchsten beanspruchte Schneidkante 15 am besten, wenn die Bohrung 11 mit der Brust 12 einen Winkel OC von weniger als 1800 einschließt. Zur Erhöhung der Kühlwirkung kann das Kühlen mittel noch mit bekannten Einrichtungen auf eine Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur gebracht werden und soll unter Druck aus den Bohrungen 11 austreten.
Dabei wird zweckmäßigerweise eine Druckregeleinrichtung vorgesehen, um den Druck den jeweiligen Bearbeitungsverhältnissen (Frästiefe, Vorschub, Werkstoff usw.) anpassen zu können. Einem unerwünschten Kühlmittelaustritt, insbesondere im Bereich der Paßfedernut 18, kann mit Dichtungsringen 19 begegnet werden.
Beim Nncllscllleifell des Fräsers wird der freie Querschnitt am Austritt der Bohrungen 11 immer größer, bis der ganze Querschnitt frei ist. Um zu vermeiden, daß beim weiteren Nachschleifen das Kühlmittel nicht mehr auf die Fräserzahnbrust 12 trifft, können versetzt zu den Bohrungen 11 weitere Bohrungen 17tvorgesehen sein, die beim neuen Fräs.er als Sackbohrungen in den Fräser zähnen 13 enden und erst wenn ein beatimmter Betrag an den Zähnen abgeschliffen ist, vor den Zähnen austreten.
In Figur 3 ist ein Zahn 13 vergrößert dargestellt. Die senkrechten Linien zeigen symbolisch die neue Lage der Zahnbrust bei mehrmaligem Nachschleifen. Es ist deutlich sichtbar, daß in dem mit 20 bezeichneten Zustand das durch die Bohrung 11 geführte Kühlmittel noch an die Zahnbrust und damit an die Schneidkanten gelangt, nicht mehr dagegen in dem mit 21 bezeichneten Zustand.
Hier wird aber die bisher als Sackbohrung endende Bohrung 17 mit einem Teil ihres Querschnitts frei und das Kühlmittel gelangt über diese Bohrung an die Zahnbrust Die Bohrungen 11 werden mit geeigneten Mitteln verschlossen, sobald die Bohrungen 17 freigelegt sind.
Als weiteres Anwendungsbeispiel für die Erfindung ist in den Figuren 4 und 5 ein entsprechend -ausgebildeter Abwälzfraser für die Zahnradherstellung dargestellt.
In einen Grundkörper 25, der mit einer Zentrierbohrung 26 versehen ist, sind mit Schneidzähnen 27 versehene Leisten 28 od. dgl. eingelassen, die mit bekannten und deshalb nicht dargestellten Mitteln auf dem Grundkörper befestigt sind. In der Zentrierbohrung 26 ist eine ringförmige Ausnehmung 29 vorhanden, von der aus sich eine Vielzahl etwa radial nach außen gerichteter Bohrungen 30 erstrecken, die am Umfnng des Grundkörpers 25 austreten. Die Austritte und der Winkel « , unter dem die Bohrungen 30 verlaufen, sind wietler so angeordnet, daß das über einen Fräsdorn durch die Bohrungen 30 geführte Kühlmittel schräg auf die Brust 31 der Schneidzähne 27 auftrifft, wo es zu den Schneidkanten 32; 33, 33' strömt. Außerdem sind die Bohrungen 30 so geführt, daß die Kühlwirkung auch nach dem Nachschleifen gegeben ist. Sofern es die räumlichen Gegebenheiten zulassen, können auch den Bohrungen 17 entsprechende Bohrungen vorgesehen sein. Damit alle Schneidzähne und insbesondere die am höchsten beanspruchten Schneidkanten 32 gleichmäßig gekühlt werden, ist jedem Schneidzahn 27 eine Bohrung 30 zugeordnet und die Bohrungen 30 sind entsprechend den schraubenlinienartig hintereinander angeordneten Schneidzähnen 27 versetzt.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf Scheiben-oder Abwälzfräser begrenzt, sondern auch bei anderen Fräsern wie Profilfräsern, Keilwellenfräsern usw. anwendbar, ebenso bei Schaftfräsern, wenn der Schaft entsprechend ausgebildet ist, daß das Kühlmittel hindurchgeführt werden kann.
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Claims

PatentansDrüche S Verfahren zum Kühlen eines auf einem Fräserdorn od.

dgl. aufgenommenen Fräswerkzeugs, insbesondere an den Schneidkanten, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fräswerkzeug über den Fräserdorn od. dgl. ein Kühlmittel zugeführt wird, das durch Bohrungen innerhalb des Fräswerkzeugs, die in der Nähe der Schneidkanten austreten, an die Schneidkanten geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel unmittelbar vor den Fräserzähnen aus zumindest ungefähr radial gerichteten Bohrungen austritt und über die Fräserzahnbrüste an die Schneidkanten fließt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel unter hohem. Druck an die Schneidkanten geleitet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck regelbar ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das der Frässpindel od. dgl.

zugeführte Kühlmittel eine unter der Umgebungstemperasur liegende Temperatur aufweist.
6. Fräswerkzeug mit einer Zentrierbohrung zur Aufnahme auf einem Fräserdorn od. dgl. und auf seinem Umfang angeordneten Zähnen, dadurch gekennzeichnet, daß von der Zentrierbohrung (10,26) zumindest annähernd radial verlaufende Bohrungen (11,30) ausgehen, die unmittelbar vor den Zahnbrüsten (12,31) austreten.
7. Fräswerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Neuzustand des Fräsers der Querschnitt der Bohrungen (11) im Bereich ihrer Austritte zum Teil von den Zähnen (13) abgedeckt ist.
8. Fräswerkzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß von der Zentrierbohrung (10) zusätzlich ebenfalls zumindest annähernd radial verlaufende Bohrungen (17) ausgehen, die im Neuzustand des Fräsers als Sackbohrungen innerhalb der Zähne (13) enden.
9. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die annähernd radial verlaufenden Bohrungen (11,17,30) mit den Zahnbrüsten (12,31) einen Winkel (oel) von weniger als 1800 einschließen.
10. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Bohrungen (11,30) an allen Zähnen (13,27) vorhanden sind.