DE767154C

DE767154C - Werkzeugkuehlung

Info

Publication number: DE767154C
Application number: DEP77311D
Authority: DE
Inventors: Gotthold Dr-Ing Pahlitzsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1938-05-21
Filing date: 1938-05-21
Publication date: 1951-12-03

Description

Werkzeugkühlung Die Erfindung bezweckt, die Zerspanungs-bzw. Schneidleistung von Werkzeugen für spangebende und spanlose Formung an Werkzeugmaschinen bei Anwendung einer im Kreislauf bewegten, zum Kühlen und Schmieren der Schneide der Werkzeuge dienenden Flüssigkeit zu steigern.
Nach der allgemeinen Auffassung genügt es, wenn bei dieser an sich bekannten Kühlung von Werkzeugen mittels einer Flüssigkeit die bei der Bearbeitung entstehende Wärme von der Flüssigkeit aufgenommen und ganz oder teilweise wieder an die umgebende Luft abgegeben wird. Günstigenfalls kann das Kühlmittel dabei Raumtemperatur annehmen. Meistens aber und besonders in den Sommermonaten wird eine Temperatur weit über der Raumtemperatur liegen. Kühlmitteltemperaturen von 30° C und darüber sind keineswegs selten. Auch bei einem bekanntgewordenen Wärmeaustauscher, bei dem die durch den Zerspanungsvorgang erwärmte Kühl- und Schmierflüssigkeit nach feiner Verteilung einem der Umgebung entnommenen Luftstrom ausgesetzt wird, begnügt man sich damit, die von dem Kühlmittel aufgenommene Wärme an die Umgebung abzuführen, wodurch einer zu starken Erwärmung des Kühlmittels vorgebeugt wird. Eine Abkühlung der Kühlflüssigkeit unter die Raumtemperatur kann hierbei nicht erzielt werden. da ja die allgemein verwendeten Bühl- und Schmiermittel keine leicht verdunstbare Flüssigkeiten sind.
Es ist ferner bekannt, spanabhebende Werkzeuge zum Zwecke der Steigerung der Zerspanungsleistung durch gekühlte Gase zu kühlen. Diesem Verfahren haften jedoch erhebliche Mängel an, die sowohl in dem verwendeten -Medium wie auch in dem Verfahren. selbst begründet sind. Was das Medium betrifft, so genügt schon der Hinweis, daß die Wärmeleitfähigkeit eines gasförmigen Kühlmittels, wie z. B. Luft, etwa 3mal kleiner ist als die eines flüssigen Kühlmittels, wie z. B. Wasser. Dazu fehlt gasförmigen Kühlmitteln jegliche schmierende Wirkung. Die an der Werkzeugschneide auftretende Wärme ist ja nicht nur durch die Verformung des Werkstoffes, sondern auch durch die Reibung zwischen Werkstück bzw. ablaufendem Span und Werkzeug bedingt. Soll die Reibungswärme gering bleiben, so muß darauf geachtet werden, daß jede trockene Reibung zwischen Werkstück bzw. Span und Werkzeug vermieden wird. Weiterhin muß die Wärmeaustauschfläche eine möglichst große sein. d.ll. das Kühlmittel muß Werkstück und Werkzeug in gut haftender Schicht umgeben. Gasförmige Kühlmittel sind auch. in dieser Hinsicht infolge ihrer geringen Adhäsionsfähigkeit flüssigen Kühlmitteln `Zeit unterlegen. Die im -'erfahren begründeten Mängel sind folgende: Bei Verwendung gasförmiger Kühlmittel ist ein Kreislauf des Kühlmittels praktisch ausgeschlossen. Da nur ein geringer Teil des Kühlmittels tatsächlich zur Kühlung gelangt, gehen erhebliche Energiemengen, die vorher zur Tiefkühlung des Kühlmittels erforderlich waren, verloren. Das Verfahren ist also höchst unwirtschaftlich. Dazu kommt, daß bei einem nicht im Kreislauf bewegten Kühlmittel eine Anpassung der Kühlleistung an die Zerspanungswärme auf erhebliche Schwierigkeiten stößt, ganz abgesehen davon, daß bei Verwendung eines gasförmigen Kühlmittels die Wärmeableitung an sich nur sehr unvollkommen beherrscht werden kann.
Von besonderer Bedeutung bei der Kühlung ist auch, daß nicht nur die Stelle des Eingriffs des Werkzeugs in das Werkstück, sondern auch das ganze Werkstück in der näheren Umgebung der Schnittstelle intensiv gekühlt wird. je kühler der Werkstoff zur Schnitt- 1 stelle gelangt, um so niedriger wird auch die Werkzeugerwärmung sein. Bei der an sich bekannten Verwendung eines gekühlten Gasstromes bleibt die Kühlung im wesentlichen auf den kleinen Bereich der Schnittstelle beschränkt. Bei Verwendung eines flüssigen Kühlmittels dagegen, wie bei der Erfindung, bedeckt dieses in einem dünnen Film das ganze Werkstück. schafft eine große Wärmeaustauschfläche und bewirkt dank seiner guten Wärmeleitung eine intensive Kühlung des ganzen Werkstücks. Diese gute Kühlung auch des Werkstücks ist abgesehen von der geringeren Wärmebeanspruchung des Werkzeugs, infolge Hintanhaltung von Wärmedehnungen auch von nicht zu unterschätzendem fertigullgstechnischem Vorteil bei engest Toleranzen.
Die -Nachteile der bekannten Verfahren werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden. daß zur Kühlung und Schmierung der Schneide von Werkzeugen für spangebende und spanlose Formung an Werkzeugmaschinen eine weit unter der Raumtemperatur z. B. auf etwa o= C und darunter abgekühlte. z. B. durch eine Umwälzpumpe im Kreislauf zwischen Arbeitsstelle. Sammelbehälter und Kühlvorrichtung bewegte Flüssigkeit benutzt wird. Wie "ersuche gezeigt haben. ergibt diese -Maßnahme eine sprunghafte und überraschend hohe Steigerung der Lebensdauer der Werkzeuge, die sich um so mehr auswirkt, je temperaturempfindlicher die verwendeten Werkzeugbaustoffe sind. .

Claims

PATENTANSPRUCH: Anwendung einer weit unter der Raunttemperatur abgekühlten. im Kreislauf bewegten Flüssigkeit zum Kühlen und Schmieren der Schneide von Werkzeugen für spangebende und spanlose Formung an Werkzeugmaschinen zum Ztvecke der Steigerung der Zerspanungs- bzw. Schneidleistung der Werkzeuge. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften -Nr. 163 1o8. 2;;g 113, 336 960, 361 g16. -136,^1ä: L S A.-Patentschrift -Nr. 1 go-.412; britische Patentschrift 1r. a2 132 v. T. 1g11.