DE9317312U1

DE9317312U1 - Fräswerkzeug

Info

Publication number: DE9317312U1
Application number: DE9317312U
Authority: DE
Original assignee: Link Johann & Ernst & Co GmbH
Current assignee: Link Johann & Ernst & Co GmbH
Priority date: 1993-11-12
Filing date: 1993-11-12
Publication date: 1994-01-20
Anticipated expiration: 2003-11-13

Description

Patentanwälte
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Stuttgarter Stf.*J15 -»70469 ,Stuttgart":

Johann & Ernst Link G 3119.6-kr

GmbH & Co. KG
Industriestr. Il

70565 Stuttgart

Fräswerkzeug

Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es ist bekannt, für unterschiedliche Bearbeitungen an einem Werkstück entsprechend unterschiedlich gestaltete Fräswerkzeuge einzusetzen. Dadurch sind eine Vielzahl von unterschiedlichen Werkzeugen, entsprechend viele Lagerplätze, Werkzeugplätze und Werkzeugaufnahmen erforderlich. Außerdem sind die Haupt- und Nebenzeiten verhältnismäßig lang, da jeweils ein neues Werkzeug in die entsprechende Spindel eingewechselt werden muß. Dies kommt besonders zum Tragen bei neuen Maschinen mit hochtourig drehenden Arbeitsspindeln, welche zum Werkzeugwechsel gestoppt und hiernach wieder beschleunigt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Fräswerkzeug so auszuarbeiten, daß mit ihm ein kostengünstiges Arbeiten möglich ist.

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Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Fräswerkzeug erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Fräswerkzeug hat zusätzlich zum Frästeil auch einen Gewindefrästeil, so daß mit diesen verschiedenen Frästeilen unterschiedliche Bearbeitungen am Werkstück vorgenommen werden können. Ein Auswechseln des Werkzeuges ist hierbei nicht erforderlich. Dadurch ergeben sich sehr kurze Haupt- und Nebenzeiten bei Verwendung des erfindungsgemäßen Fräswerkzeuges. Außerdem ist eine geringere Zahl von Werkzeugen für die unterschiedlichen Bearbeitungen am Werkstück erforderlich, so daß auch entsprechend weniger Lagerplätze, Werkzeugplätze und Werkzeugaufnahmen notwendig sind. Die Lagerkosten werden dadurch erheblich gesenkt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fräswerkzeuges,

Fig. 2
bis

Fig. 4 verschiedene Arbeitsschritte unter Verwendung des Fräswerkzeuges gemäß Fig. 1,

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fräswerkzeuges,

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Fig. 6
und

Fig. 7 verschiedene Arbeitsschritte unter Einsatz des Fräswerkzeuges gemäß Fig. 5,

Fig. 8 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fräswerkzeuges,

Fig.	9
bis
Fig.	11
Fig.	12
bis
Fig.	14

verschiedene Arbeitsschritte unter Einsatz des Fräswerkzeuges gemäß Fig. 8,

weitere Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Fräswerkzeugen.

Das Fräswerkzeug gemäß Fig. 1 hat einen Einspannschaft 1, mit dem es in ein Antriebsaggregat in bekannter Weise eingespannt werden kann. An den Einspannschaft 1 schließt ein kegelförmiger Anfasteil 2 an, der sich in Richtung auf einen Gewindefrästeil 3 verjüngt. Der Gewindefrästeil kann zylindrisch oder kegelig ausgebildet sein. Er hat mehrere axial hintereinander angeordnete Gewindeschneidzähne 4, die keine Steigung haben. An den Gewindefrästeil 3 schließt ein weiterer Anfasteil 5 an, der in einen zylindrischen Frästeil 6 übergeht. Der Anfasteil 5 verjüngt sich in Richtung auf den Frästeil 6, der (nicht dargestellte) Stirnschneiden aufweist. Vorteilhaft ist das Fräswerkzeug einstückig ausgebildet und hat wenigstens eine innere Kühlmittelzuführbohrung, die zentral im Frästeil 6 oder seitlich austreten kann.

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Mit dem Fräswerkzeug können unterschiedliche Arbeitsgänge durchgeführt werden, ohne daß das Werkzeug umgespannt werden muß. Die Antriebsspindel des Antriebsaggregates ist vorteilhaft NC-gesteuert, so daß das zu bearbeitende Werkstück 7 (Fig. 2) schnell bearbeitet werden kann. Anhand der Fig. 2 bis 4 wird beispielhaft eine Arbeitsfolge unter Einsatz des Fräswerkzeuges gemäß Fig. 1 beschrieben.

Mit dem zylindrischen Frästeil 6 wird zunächst eine Plansenkung am Werkstück 7 vorgenommen. Hierbei wird um den Rand einer Sacklochbohrung 8 des Werkstückes 7 eine ebene, ringförmige Planfläche 9 gefräst. Da der Frästeil 6 nicht nur Stirnschneiden hat, wird gleichzeitig auch eine zylindrische, senkrecht zur Planfläche 9 verlaufende Wand 10 mit den seitlichen Schneiden des Frästeiles 6 gefräst. Ist die Länge des Frästeiles 6 genau auf die Tiefe der Plansenkung 11 des Werkstückes 7 abgestimmt, kann gleichzeitig mit der Herstellung der Plansenkung 11 auch eine Fase am Übergang von der Wand 10 zur Oberseite

12 des Werkstückes 7 mit dem Anfasteil 5 hergestellt werden. Bei der Herstellung der Plansenkung 11 wird das Fräswerkzeug umlaufend bewegt, wobei es gleichzeitig um seine Achse dreht.

Nach diesem zirkulären Fräsvorgang wird mit dem Anfasteil 5 am Übergang von der Planfläche 9 in die zylindrische Wandung 13 der Sacklochbohrung 8 eine Fase 14 zirkulär gefräst (Fig. 3). Der zylindrische Frästeil 6 kommt während dieses Fräsvorganges nicht mit der Wandung

13 der Sacklochbohrung 8 in Berührung. Das Fräswerkzeug wird um 360° umlaufend bewegt und gleichzeitig um seine Achse gedreht.

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In einem nächsten Arbeitsschritt (Fig. 4) wird das Fräswerkzeug wieder zentrisch zur Sacklochbohrung 8 ausgerichtet , axial eingefahren und dann radial gegen die Wandung 13 der Sacklochbohrung 8 zugestellt. Nunmehr wird mit dem Gewindefrästeil 3 in der Wandung 13 ein Gewinde 15 durch eine UmIaufbewegung des Fräswerkzeuges um die Achse der Sacklochbohrung 8 gefräst. Bei diesem Arbeitsgang wird das Gewinde 15 zirkulär gefräst.

Mit dem beschriebenen Fräswerkzeug können somit unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge am Werkstück 7 durchgeführt werden. Da für die verschiedenen Verfahrensschritte nur ein einziges Werkzeug eingesetzt wird, kann die Zahl der Werkzeuge im Vergleich zur üblichen Vorgehensweise erheblich verringert werden, bei der für jeden Bearbeitungsvorgang ein gesondertes Werkzeug eingesetzt wird. Infolge der Einsparung an Werkzeugen wird nicht nur die Lagerhaltung vereinfacht, sondern es werden auch Lagerplätze eingespart, so daß die entsprechenden Speicher an der Maschine oder das Werkzeugmagazin entsprechend klein gehalten werden können.

Das Fräswerkzeug nach Fig. 5 hat den Einspannschaft la, der über den Anfasteil 2a mit dem Gewindefrästeil 3a verbunden ist. An den Gewindefrästeil 3a schließt ein zylindrischer Frästeil 6a an, an dessen Stirnseite ein weiterer, kegelförmiger Anfasteil 16 vorgesehen ist. Er ist mittig auf der Stirnseite des Frästeiles 6a angeordnet und verjüngt sich in Richtung auf sein freies Ende. Auch dieses Fräswerkzeug kann wenigstens eine Kühlmittelbohrung aufweisen, die entweder zentral im Anfasteil 16 oder seitlich austritt. Auch mit diesem Fräswerkzeug können mehrere Bearbeitungen am Werkstück 7 vorgenommen werden, so daß nicht für jeden Bearbeitungsschritt ein

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gesondertes Werkzeug erforderlich ist. Anhand der Fig. und 7 wird beispielhaft die Bearbeitung eines Werkstükkes 7 beschrieben.

Das Werkstück 7 hat die Sacklochbohrung 8 (Fig. 6). Mit dem Frästeil 6a wird zunächst eine Plansenkung 11a im Werkstück 7 hergestellt. Hierbei wird das Fräswerkzeug um die Achse der Sacklochbohrung 8 umlaufend bewegt und um seine Achse gleichzeitig gedreht. Durch den Frästeil 6a wird die den Rand der Sacklochbohrung 8 umgebende ebene Planfläche 9a sowie die zylindrische Wandung 10a der Plansenkung 11a hergestellt. Im gleichen Arbeitsgang wird mit dem Anfasteil 16 gleichzeitig auch eine Fase 14a am Übergang von der Planfläche 9a in die zylindrische Wandung 13 der Sacklochbohrung 8 hergestellt. Die Plansenkung 11a und die Fase 14a werden somit in einem Zirkularfräsvorgang in einem einzigen Arbeitsgang am Werkstück 7 hergestellt.

Anschließend wird das Fräswerkzeug zentrisch zur Sacklochbohrung 8 ausgerichtet, in die Sacklochbohrung eingefahren und wieder radial zugestellt. Nunmehr wird mit dem Gewindefrästeil 3a in der Wandung 13 der Sacklochbohrung 8 das Gewinde 15 durch Zirkularfräsen hergestellt. Wie beim vorigen Fräswerkzeug ist der Arbeitsdurchmesser des Gewindefrästeiles 3a größer als der Arbeit sdurchmes ser des stirnseitigen, zylindrischen Frästeiles 6a, so daß es bei der Herstellung des Gewindes nicht mit der Wandung 13 in Berührung kommt.

Das Fräswerkzeug gemäß Fig. 8 hat den Einspannschaft Ib, der über den kegelförmigen Anfasteil 2b in den Gewindefrästeil 3b übergeht. An den Gewindefrästeil 3b schließt ein Frästeil 17 an, der kegelig ausgebildet ist. Er kann

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aber auch Zylinderform haben oder als Formfrästeil ausgebildet sein. In diesem Falle hat der Frästeil 17 im Längsschnitt eine beispielsweise elliptische, S-förmige oder andere Umrißform.

An den Frästeil 17 schließt der Anfasteil 5b an, der wiederum kegelförmig ausgebildet ist und den Frästeil 17 mit dem stirnseitigen zylindrischen Frästeil 6b verbindet. Der Anfasteil 5b verjüngt sich in Richtung auf den stirnseitigen Frästeil 6b.

Das Fräswerkzeug kann wiederum wenigstens eine Kühlmittelbohrung aufweisen, die zentral im Frästeil 6b oder seitlich austritt. Darüberhinaus kann das Fräswerkzeug zusätzlich zur inneren Kühlmittelbohrung wenigstens eine Nut 18 aufweisen, die vom Einspannschaft Ib aus zum Gewindefrästeil 3b verläuft und über die außen Kühlmittel zugeführt werden kann. Es ist auch möglich, das Fräswerkzeug nur mit dieser äußeren Nut 18 zur Kühlmittelzufuhr zu versehen. Die Nut 18 kann auch bei den anderen Fräswerkzeugen in gleicher Weise vorgesehen sein.

Auch mit diesem Fräswerkzeug können am Werkstück 7 unterschiedliche Bearbeitungen durchgeführt werden. Anhand der Fig. 9 bis 11 wird dies beispielhaft näher erläutert. Das Werkstück 7 ist mit einer Durchgangsbohrung 19 versehen. An der Oberseite 12 des Werkstückes 7 wird die Plansenkung 11b durch Zirkularfräsen hergestellt. Die Plansenkung lib wird mit dem stirnseitigen zylindrischen Frästeil 6b gefertigt, wobei mit seinen Stirnschneiden die Planfläche 9b und mit den seitlichen Schneiden die Wand 10b gefräst werden. Das Werkzeug wird um die Achse der Durchgangsbohrung 19 umlaufend bewegt und gleichzeitig um seine Achse gedreht. Es ist möglich, den Frästeil

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6b gleichzeitig mit dem Anfasteil 5b wirksam werden zu lassen. In diesem Falle werden in einem Arbeitsgang die Plansenkung 11b und eine Fase am Übergang von der Wand 10b zur Werkstückoberseite 12 hergestellt.

Nach der Herstellung der Plansenkung 11b wird das Werkzeug in die Mitte der Durchgangsbohrung 19 zurückgeführt, axial abgesenkt und wieder radial zugestellt. Nunmehr wird in einem zweiten Arbeitsgang (Fig. 10) mit dem Formfrästeil 17 in der Wandung 20 der Durchgangsbohrung 19 eine Kegelbohrung 21 durch Zirkularfräsen hergestellt. Die Form dieser Bohrung 21 ist je nach Ausbildung des Formfrästeiles 17 unterschiedlich. Am Übergang vom Formfrästeil 17 in den Gewindefrästeil 3b kann eine Abrundung 22 vorgesehen sein. Dann wird beim beschriebenen Zirkularfräsvorgang am Übergang von der Kegelbohrung 21 in die Planfläche 9b eine entsprechende Rundung 23 gebildet. Gleichzeitig kommt auch der Anfasteil 5b mit der Wandung 20 in der Durchgangsbohrung 19 in Berührung, so daß gleichzeitig auch noch die Fase 24 zwischen der Kegelbohrung 21 und der Wandung 20 der Durchgangsbohrung 19 gefräst wird. Es ist auch möglich, die Fase 24 und den Radius 23 in einem getrennten Arbeitsgang zu fräsen.

Anschließend wird das Werkzeug wieder radial in die Mitte der Durchgangsbohrung 19 zurückgefahren und axial so weit abgesenkt, bis der Gewindefrästeil 3b in Höhe der zylindrischen Wandung 20 der Durchgangsbohrung 19 liegt (Fig. 11). Das Werkzeug wird dann radial zugestellt und anschließend umlaufend bewegt, so daß durch Zirkularfräsen in der Wandung 20 mit dem Gewindefrästeil 3b das Gewinde 15 gefräst wird. Die Frästeile 5b, 6b und 17 ragen bei diesem Arbeitsgang aus der Durchgangsbohrung 19.

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• *

Mit den beschriebenen Fräswerkzeugen gemäß den Fig. 1 bis 11 ist jeweils eine Mehrzahl von unterschiedlichen Bearbeitungen am Werkstück 7 möglich. Der Benutzer dieser Werkzeuge benötigt darum für die verschiedenen Bearbeitungen nur eine geringe Zahl von Werkzeugen und dementsprechend weniger Lagerplätze, weniger Werkzeugplätze und weniger Werkzeugaufnahmen. Die Lagerkosten können dadurch gering gehalten werden. Außerdem werden die Haupt- und Nebenzeiten erheblich verringert, da nicht bei jedem wechselnden Bearbeitungsvorgang ein Werkzeug ausgewechselt werden muß.

Fig. 12 zeigt ein Fräswerkzeug mit dem zylindrischen Einspannschaft Ic, an den über ein abgesetztes zylindrisches Zwischenstück 25 ein Formfrästeil 17c anschließt, der kegelförmig ausgebildet ist und dessen Arbeitsdurchmesser vom Zwischenstück 25 aus zunimmt. Zwischen dem Zwischenstück 25 und dem Formfrästeil 17c befindet sich der Anfasteil 2c, der kegelförmig ausgebildet ist und sich in Richtung auf den Formfrästeil 17 verjüngt. Mit dem Formfrästeil 17c ist es möglich, kegelige Bohrungen 26 im Werkstück 7 zirkulär zu fräsen. Der maximale Arbeitsdurchmesser des Formfrästeiles 17c ist größer als der Durchmesser des Zwischenstückes 25 und des Anfasteiles 2c.

Zum Zirkularfräsen der Kegelbohrung 26 wird das Werkzeug umlaufend bewegt und gleichzeitig um seine Achse gedreht. Während des Zirkularfräsens wird das Fräswerkzeug in Richtung des Pfeiles 27 zugestellt. Auf diese Weise wird die Kegelbohrung 26 von ihrem kleinen Durchmesser her fortschreitend hergestellt. In Fig. 12 ist der letzte Arbeitsschritt dargestellt, bei dem das Fräswerkzeug

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außer mit dem Formfrästeil 17c auch mit dem Anfasteil 2c das Werkstück 7 bearbeitet.

Der Formfrästeil kann die unterschiedlichsten Formgestaltungen haben. So kann er auch in Richtung auf sein freies Ende verjüngt ausgebildet sein.

In Fig. 13 ist beispielhaft ein Fräswerkzeug dargestellt, bei dem der Formfrästeil 17d in Richtung auf sein freies Ende kegelförmig verjüngt ausgebildet ist und unmittelbar an den Einspannschaft Id anschließt. Zwischen dem Einspannschaft Id und dem Formfrästeil 17d kann entsprechend dem vorigen Ausführungsbeispiel auch ein Anfasteil vorgesehen sein. Mit dem Formfrästeil 17d wird die kegelförmige Wandung 28 der Durchgangsbohrung 26d im Zirkularfräsverfahren hergestellt. Das Fräswerkzeug wird während des Zirkularfräsvorganges wiederum in Richtung des Pfeiles 27 zugestellt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 14 hat der Formfrästeil 17e eine im Querschnitt gekrümmte Umrißform. Sie richtet sich nach der Form der herzustellenden Bohrung 26e. So kann der Formfrästeil 17e auch jede andere Umrißform haben. Der Formfrästeil 17e schließt an den Einspannschaft Ie an und verbindet ihn mit dem stirnseitigen Frästeil 6e, der beispielsweise zylindrisch oder kegelförmig ausgebildet sein kann. Auch mit diesem Fräswerkzeug wird die Wandung 28e der Bohrung 26e im Zirkularfräsverfahren bearbeitet. Hierbei wird das Fräswerkzeug umlaufend bewegt und um seine Achse gedreht. Wie Fig. 14 zeigt, ist im Endstadium der Bearbeitung des Werkstückes 7 der Formfrästeil 17e und der stirnseitige Frästeil 6e in Eingriff mit der Wandung 28e. Während der Bearbeitung wird das Fräswerkzeug in Pfeilrichtung 27 zugestellt.

Claims

Patentanwälte A. K. Jackisch-Kohl u. K. H. Kohl Stuttgarter Str. 115 - 70469 Stuttgart Johann & Ernst Link G 3119.6-kr Industriestr. 11 I .'.!:. *..! *. 70565 Stuttgart 11. November 1993 Ansprüche

1. Fräswerkzeug mit einem Einspannschaft und wenigstens einem Frästeil,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einspannschaft (1, la, Ib) und dem Frästeil (6, 6a, 6b) mindestens ein Gewindefrästeil (3, 3a, 3b) vorgesehen ist.

2. Fräswerkzeug nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindefrästeil (6, 6a, 6b) über wenigstens einen Anfasteil (2, 2a, 2b) an den Einspannschaft (1, la, Ib) anschließt.

3. Fräswerkzeug nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Anfasteil (2, 2a, 2b) in Richtung auf den Gewindefrästeil (6, 6a, 6b) kegelförmig verjüngt ausgebildet ist.

4. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindefrästeil (3a) unmittelbar an den Frästeil (6a) anschließt.

G 3119.6 - 2 - 11. November 1993

5. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gewindefrästeil (3₇ 3b) und dem Frästeil {6, 6b) wenigstens ein weiterer Anfasteil {5, 5b) liegt.

6. Fräswerkzeug nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Anfasteil (5, 5b) in Richtung auf den Frästeil (6, 6b) kegelförmig verjüngt ausgebildet ist.

7. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 oder 6,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gewindefrästeil (3b) und dem Frästeil (6b) wenigstens ein Formfrästeil (17) vorgesehen ist.

8. Fräswerkzeug nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß der Formfrästeil (17) über den weiteren Anfasteil (5b) in den Frästeil (6b) übergeht.

9. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Frästeil (6, 6a, 6b) an dem dem Einspannschaft (1, la, Ib) gegenüberliegenden Ende des Fräswerkzeuges vorgesehen ist.

10. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Frästeil (6a) stirnseitig einen dritten Anfasteil (16) aufweist.

11. Fräswerkzeug nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Anfasteil (16) zentrisch auf der Stirnseite des Frästeiles (6a) vorgesehen ist.

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12. Fräswerkzeug mit einem Einspannschaft und wenigstens einem Frästeil,

dadurch gekennzeichnet, daß der Frästeil (17c bis 17e) eine von der Zylinderform abweichende Formgebung hat.

13. Fräswerkzeug nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß der Frästeil (17c, 17d) kegelförmig ausgebildet ist.

14. Fräswerkzeug nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, daß der Frästeil (17c) von dem dem Einspannschaft (Ic) zugewandten Ende aus kegelförmig verbreitert ausgebildet ist.

15. Fräswerkzeug nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, daß der Frästeil (17d) von dem dem Einspannschaft (Id) zugewandten Ende aus kegelförmig verjüngt ausgebildet ist.

16. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Frästeil (17c bis 17e) unmittelbar an den Einspannschaft (Ic bis Ie) anschließt.

17. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Frästeil (17c) und dem Einspannschaft (Ic) wenigstens ein Anfasteil (2c) vorgesehen ist.

18. Fräswerkzeug nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß der Frästeil (17e) im Längsschnitt eine gekrümmte Umrißform hat.

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19. Fräswerkzeug nach Anspruch 18,

dadurch gekennzeichnet, daß an den Frästeil (17e) stirnseitig ein weiterer Frästeil (6e) anschließt.

20. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens eine Kühlmittelbohrung aufweist.

21. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Kühlmittelzufuhr wenigstens eine Nut (18) aufweist, die sich vom Einspannschaft (1, la bis Ie) aus erstreckt.