EP2601001A2 - Machining tool - Google Patents

Machining tool

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Publication number
EP2601001A2
EP2601001A2 EP11819447.1A EP11819447A EP2601001A2 EP 2601001 A2 EP2601001 A2 EP 2601001A2 EP 11819447 A EP11819447 A EP 11819447A EP 2601001 A2 EP2601001 A2 EP 2601001A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cutting
tool
cutting part
reinforced plastic
cutting tool
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11819447.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Lufti Bozkurt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guehring KG
Original Assignee
Guehring KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Guehring KG filed Critical Guehring KG
Publication of EP2601001A2 publication Critical patent/EP2601001A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/005—Cylindrical shanks of tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23B51/00—Tools for drilling machines
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    • Y10T407/27—Cutters, for shaping comprising tool of specific chemical composition

Definitions

  • the invention relates to a cutting tool with a cutting part and a main body carrying the cutting part.
  • the invention is based on conventional standing or rotary cutting tools, z.
  • drilling, milling or turning tools So far, such tools whose construction and operation are well known, one or more parts made of a metal, ceramic or ceramic composite material.
  • Such tools naturally have a relatively high mass and are relatively stiff. In the machining of a workpiece, therefore, there are regularly vibrations that transmit from the cutting part to the tool body. These vibrations cause vibration noise and may adversely affect the surface finish of the machined workpiece surface.
  • the invention is therefore based on the object to develop a cutting tool, which is characterized by a lower weight and good vibration properties.
  • An inventive cutting tool has a cutting part and a main body carrying the cutting part.
  • the cutting part and the base body may be integrally connected to each other, so that the cutting tool can be composed of a separately produced first cutting part and body integrally or alternatively be made in one piece from a solid material.
  • the cutting part and the base body can also be releasably connected to each other, the cutting tool can therefore be modular. Both the cutting body
  • the cutting part can also be a variety of cutting bodies, for. As inserts or cutting strips, which are connected to a body connected to the body, z. B. on a cartridge bearing a cutting plate are arranged.
  • the main body which carries the cutting part or the aforementioned carrier body and over which the
  • Cutter tool is clamped in, for example, a tool holder, may also be constructed in one piece or in several parts.
  • An inventive cutting tool is characterized in that it is at least partially made of a fiber-reinforced plastic. At least in part in this context means that it is made in one piece from a body made of fiber-reinforced plastic, for. B. an extruded (pultruded) rod, is manufactured, or that one or more selected functional sections are made of fiber-reinforced plastic.
  • Such functional sections are sections which have the function of transmitting forces and / or torques occurring during machining between the cutting part and the base body. Such functional sections can thus be the main body and / or the cutting part.
  • these functional sections but also include functionally or structurally delimitable components of the body and / or cutting part, for example, on the side of the body a shaft portion or on the side of the cutting part, the above-mentioned carrier body, for. B. cassette, or the above-mentioned cutting body.
  • a cutting tool By using a fiber-reinforced plastic, for which in particular CFRP (carbon fiber reinforced plastic) or CFC (carbon fiber reinforced carbon) are suitable, a cutting tool can be produced, which is distinguished from conventional metal or ceramic cutting tools by a lower weight.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • CFC carbon fiber reinforced carbon
  • a fiber-reinforced plastic bearing the special requirements for the respective functional section and corresponding processing, in particular fiber density and fiber orientation the required properties with regard to rigidity, impact resistance and vibration and noise damping can be achieved.
  • Preferred fiber-reinforced plastics are extruded CFRP round rods embedded in a synthetic resin matrix at least for an integrally constructed cutting tool. short fibers, which are aligned substantially unidirectionally in the longitudinal direction of the cutting tool. In addition to the aforementioned properties, such fiber-reinforced plastics can be processed more easily than the conventionally used metal-based or ceramic-based materials.
  • the cutting tool according to the invention in the case of a one-piece construction
  • the at least one functional section in the case of a multi-part construction
  • a tool blank made of a fiber-reinforced plastic.
  • the main and / or secondary cutting geometry required for the cutting for. B. by embedding, incorporated, while processed in the region of the body of the tool blank for recording and tension in a tool holder.
  • the blank of the tool is machined only with regard to the functions intended for the respective functional section.
  • the tool blank can be a cylindrically wound laminate, i. H. the tool blank may be formed of a plurality of fibrous webs embedded in a synthetic resin matrix, which are cylindrically wound, for example, around a core of solid resin material or a hollow core.
  • the tool blank can also be an injection molding, transfer molding or stranding member.
  • Tool blanks which are produced by one of the latter methods, in particular by pultrusion are characterized by short fibers embedded in a matrix of synthetic resin and therefore have the advantage over the laminates, which are usually only long fibers, that clearly defined surfaces, even with small diameters, For example, a driver surface, and defined edges, such as a main and secondary cutting edges, can train exactly.
  • the cutting tool according to the invention is manufactured in one piece. It was recognized that for selected applications, such. As the wood and plastics processing but also the machining of easily machinable light metal materials, a cutting tool that is integrally made of a fiber-reinforced plastic, the Zerspanungsan petitionen quite grown.
  • the fiber-reinforced plastic material used for tool production is taking into account the respective expected requirements, eg. B. in terms of strength and rigidity, selected accordingly. Therefore CFK and CFC materials are preferably used for the one-piece cutting tools.
  • the cutting part may comprise one or more cutting bodies.
  • the cutting part can therefore be formed in one piece or more cutting body z. B. plates in the form of cutting or cutting strips.
  • the cutting part or the cutting bodies can be made of a steel material, hard metal or a ceramic composite material.
  • the cutting bodies can be arranged, for example glued, to the base body or to a carrier body connected to the base body.
  • the carrier body may be, for example, a cassette on which a cutting body, for. B. an insert, for example, is adjustably mounted.
  • the base body and / or the carrier body may be made of a fiber-reinforced plastic. The bonding of the cutting body to a material made of fiber-reinforced plastic is easy and reliable to implement.
  • the cutting body on the main body or carrier body but also be screwed or held by Spannpratzen.
  • a fiber reinforced plastic for at least one of the functional sections of a cutting tool permits the provision of an internal coolant and / or lubricant supply channel system.
  • this cooling and / or lubricant supply channel system passes through the functional section formed from the fiber-reinforced plastic, the education simplifies enormously compared to conventional steel or ceramic materials.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a cutting tool according to the invention.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a cutting tool according to the invention.
  • FIG 3 shows a third embodiment of a cutting tool according to the invention.
  • the first embodiment shown in FIG. 1 is a
  • the drill 1 has a cutting part and a main body 3 carrying the cutting part 2.
  • the main body 3 and the cutting part 2 are formed as functional sections on a pultruded round rod made of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP), in which short fibers in a Matrix are embedded in synthetic resin.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • the drill 1 is therefore made in one piece.
  • the main body 3 defines a cylindrical shaft portion for clamping in a (not shown) tool holder.
  • main and secondary cutting edges are ground in the manner known per se.
  • the second embodiment shown in FIG. 2 relates to a cutting tool in the form of a multi-part drilling tool 10.
  • the drilling tool 10 has a cutting part 12 and a main body 13 carrying the cutting part 12.
  • the main body 13 has on the side facing away from the cutting part 12 an HSK (hollow shaft cone) section 14 for coupling the drilling tool 10 to a (not shown) machine tool.
  • the cutting part 12 is formed here from a multiplicity of plate-shaped cutting bodies 12a, 12b, 12c, 12d which are arranged at a distance from the end of the main body 13 in the circumferential direction at a distance from the HSK section 14.
  • the base body 13 is made of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP).
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • the base body 13 is made as in the first embodiment by machining a Pultrud striv round rod.
  • the Schneidplatteri 12a, 12b, 12c, 12d are made of a known material, for. B. carbide, PCD, CBN or the like, and glued in formed on the base body 13 pocket-shaped recesses.
  • the cutting tool shown in FIG. 2 also has an internal cooling and lubricant supply channel system formed in the main body 13, which is formed by a central channel 15 which leads via branch channels 16 to the cutting plates 12a, 12b, 12c, 12d.
  • Fig. 3 shows an exploded view of an inventive
  • the multi-stage reamer 100 shown in FIG. 3 has a main body 130, which has a first carrier body 131, a second carrier body 132 and an HSK section 133 for coupling the drilling tool 10 to a machine tool (not shown).
  • the first carrier body 131 and the second carrier body 132 are connected to each other with respect to the tool axis 140 coaxially with the HSK portion 133.
  • the first carrier body 131 is positively frictionally received in an inner bore 134 of the HS K section 133, while the second carrier body 132 is frictionally seated on a cylindrical section 135 of the HSK section 133.
  • the first carrier body 131 and the second cutter carrier 132 are each equipped with a plurality of PCD, CBN or carbide cutting edges, which are fixedly attached or adjustable by means of a fine adjustment device, not shown, on the respective carrier body.
  • the plate-shaped cutting body forming the cutting part designated 121 are directly attached (glued or screwed) to the first carrier body.
  • the plate-shaped cutting bodies forming the cutting parts designated 122 and 123 can be fastened (glued or screwed) on cassettes not shown in detail, which are adjustably fixed in corresponding pocket-shaped recesses of the support body 132.
  • the adjustability is included preferably made such that it has three in Fig. 3 with the arrows R, A and N designated degrees of freedom.
  • the main body 130 13 made of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP).
  • the first carrier body 131, the second carrier body 132 and the HSK portion 133 are made by machining a pultruded round bar.
  • the cassette carrying the plate-shaped cutting body, which are arranged on the second cutter support 132 made of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP).
  • all the other functional portions of the main body and cutting part are made of a fiber-reinforced plastic (CFRP) except for the cutting bodies. But this is not absolutely necessary. It would be conceivable that only selected functional sections, in which multi-stage reamer according to the third embodiment, for example, only the cassettes carrying the cutting bodies, the first carrier body 131 and / or the second carrier body 132 are made of a fiber-reinforced plastic (CFK), while the HSK Section is made of the usual metal materials.
  • CFRP fiber-reinforced plastic

Abstract

The application relates to a machining tool (1) comprising a cutting part (2) and a base (3) that supports the cutting part (2). According to the invention, the base (3) and/or the cutting part (2) are made at least in part of a fiber-reinforced plastic, especially CFRP or CFC.

Description

Beschreibung  description
Zerspanungswerkzeug cutting tool
Die Erfindung betrifft ein Zerspanungswerkzeug mit einem Schneidteil und einem den Schneidteil tragenden Grundkörper. The invention relates to a cutting tool with a cutting part and a main body carrying the cutting part.
Die Erfindung geht aus von herkömmlichen stehenden oder drehangetriebenen Zerspanungswerkzeugen, z. B. Bohr-, Fräs- oder Drehwerkzeugen. Bislang wurden derartige Werkzeuge, deren Aufbau und Funktionsweise allgemein bekannt sind, ein- oder mehrteilig aus einem Metall-, Keramik- oder Keramikverbundwerkstoff hergestellt. Derartige Werkzeug weisen naturgemäß eine relativ hohe Masse auf und sind relativ steif. Bei der zerspanenden Bearbeitung eines Werkstücks kommt es daher regelmäßig zu Schwingungen, die sich vom Schneidteil auf den Werkzeuggrundkörper übertragen. Diese Schwingungen verursachen Schwingungsgeräusche und können sich auf die Oberflächengüte der bearbeiteten Werkstückoberfläche negativ auswirken. The invention is based on conventional standing or rotary cutting tools, z. As drilling, milling or turning tools. So far, such tools whose construction and operation are well known, one or more parts made of a metal, ceramic or ceramic composite material. Such tools naturally have a relatively high mass and are relatively stiff. In the machining of a workpiece, therefore, there are regularly vibrations that transmit from the cutting part to the tool body. These vibrations cause vibration noise and may adversely affect the surface finish of the machined workpiece surface.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Zerspanungswerkzeug zu entwickeln, das sich durch ein geringeres Gewicht und gute Schwingungseigenschaften auszeichnet. The invention is therefore based on the object to develop a cutting tool, which is characterized by a lower weight and good vibration properties.
Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte oder bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche. This object is achieved by a tool according to claim 1. Advantageous or preferred developments are the subject of dependent claims.
Ein erfindungsgemäßes Zerspanungswerkzeug hat einen Schneidteil und einen den Schneidteil tragenden Grundkörper. Der Schneidteil und der Grundkörper können einstückig miteinander verbunden sein, das Zerspanungswerkzeug kann also aus zunächst separat hergestellten Schneidteil und Grundkörper einstückig zusammengesetzt oder alternativ dazu aus einem Vollmaterial einstückig angefertigt sein. Der Schneidteil und der Grundkörper können aber auch lösbar miteinander verbunden sein, das Zerspanungswerkzeug kann also modular aufgebaut sein. Sowohl der Schneidkörper An inventive cutting tool has a cutting part and a main body carrying the cutting part. The cutting part and the base body may be integrally connected to each other, so that the cutting tool can be composed of a separately produced first cutting part and body integrally or alternatively be made in one piece from a solid material. However, the cutting part and the base body can also be releasably connected to each other, the cutting tool can therefore be modular. Both the cutting body
Bestätigungskopie als auch der Grundkörper können jeweils einstückig ausgebildet sein. Der Schneidteil kann aber auch eine Vielzahl von Schneidkörpern, z. B. Schneidplatten oder Schneidleisten, aufweisen, die auf einem mit dem Grundkörper verbundenen Trägerkörper, z. B. auf einer eine Schneidplatte tragenden Kassette, angeordnet sind. Der Grundkörper, der den Schneidteil oder den vorgenannten Trägerkörper trägt und über den das confirmation copy as well as the main body can each be integrally formed. The cutting part can also be a variety of cutting bodies, for. As inserts or cutting strips, which are connected to a body connected to the body, z. B. on a cartridge bearing a cutting plate are arranged. The main body which carries the cutting part or the aforementioned carrier body and over which the
Zerspanungswerkzeug in beispielsweise einer Werkzeugaufnahme eingespannt wird, kann ebenfalls einstückig oder mehrteilig aufgebaut sein. Cutter tool is clamped in, for example, a tool holder, may also be constructed in one piece or in several parts.
Ein erfindungsgemäßes Zerspanungswerkzeug zeichnet sich dadurch aus, dass es zumindest teilweise aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt ist. Zumindest teilweise heißt in diesem Zusammenhang, dass es einstückig aus einem Körper aus faserverstärktem Kunststoff, z. B. einem stranggezogenen (pultrudierten) Rundstab, hergestellt ist, oder dass ein oder mehrere ausgewählte Funktionsabschnitte aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt sind. Derartige Funktionsabschnitte sind Abschnitte, die die Funktion haben, bei der Zerspanung auftretenden Kräfte und/oder Drehmomente zwischen Schneidteil und Grundkörper zu übertragen. Derartige Funktionsabschnitte können somit der Grundkörper und/oder der Schneidteil sein. Daneben umfassen diese Funktionsabschnitte aber auch funktional oder baulich abgrenzbare Bestandteile des Grundkörpers und/oder Schneidteils, beispielsweise auf der Seite des Grundkörpers einen Schaftabschnitt oder auf der Seite des Schneidteils den oben genannten Trägerkörper, z. B. Kassette, bzw. die oben genannten Schneidkörper. An inventive cutting tool is characterized in that it is at least partially made of a fiber-reinforced plastic. At least in part in this context means that it is made in one piece from a body made of fiber-reinforced plastic, for. B. an extruded (pultruded) rod, is manufactured, or that one or more selected functional sections are made of fiber-reinforced plastic. Such functional sections are sections which have the function of transmitting forces and / or torques occurring during machining between the cutting part and the base body. Such functional sections can thus be the main body and / or the cutting part. In addition, these functional sections but also include functionally or structurally delimitable components of the body and / or cutting part, for example, on the side of the body a shaft portion or on the side of the cutting part, the above-mentioned carrier body, for. B. cassette, or the above-mentioned cutting body.
Durch die Verwendung eines faserverstärkten Kunststoffes, wofür insbesondere CFK (kohlenstofffaserverstärker Kunststoff) oder CFC (kohlenstofffaserverstärkter Kohlenstoff) geeignet sind, lässt sich ein Zerspanungswerkzeug herstellen, das sich gegenüber herkömmlichen Zerspanungswerkzeugen aus Metall- oder Keramikbasis durch ein geringeres Gewicht auszeichnet. Gleichzeitig lassen sich durch Verwendung eines den speziellen Anforderungen an den jeweiligen Funktionsabschnitt Rechnung tragenden faserverstärkten Kunststoffs und eine entsprechende Verarbeitung, insbesondere Faserdichte und Faserorientierung, die erforderlichen Eigenschaften hinsichtlich Steifigkeit, Schlagfestigkeit und Schwingungs- und Geräuschdämpfung erzielen. Bevorzugte faserverstärkte Kunststoffe sind zumindest für ein einstückig aufgebautes Zerspanungswerkzeug stranggezogene CFK-Rundstäbe mit in eine Kunstharzmatrix eingebet- teten Kurzfasern, die im Wesentlichen unidirektional in Längsrichtung des Zerspanungswerkzeugs ausgerichtet sind. Zu den vorgenannten Eigenschaften kommt hinzu, dass sich derartige faserverstärkte Kunststoffe leicher bearbeiten lassen als die herkömmlich verwendeten Werkstoffe auf Metall- oder Keramikbasis. By using a fiber-reinforced plastic, for which in particular CFRP (carbon fiber reinforced plastic) or CFC (carbon fiber reinforced carbon) are suitable, a cutting tool can be produced, which is distinguished from conventional metal or ceramic cutting tools by a lower weight. At the same time, by using a fiber-reinforced plastic bearing the special requirements for the respective functional section and corresponding processing, in particular fiber density and fiber orientation, the required properties with regard to rigidity, impact resistance and vibration and noise damping can be achieved. Preferred fiber-reinforced plastics are extruded CFRP round rods embedded in a synthetic resin matrix at least for an integrally constructed cutting tool. short fibers, which are aligned substantially unidirectionally in the longitudinal direction of the cutting tool. In addition to the aforementioned properties, such fiber-reinforced plastics can be processed more easily than the conventionally used metal-based or ceramic-based materials.
Das erfindungsgemäße Zerspanungswerkzeug (bei einstückigem Aufbau) bzw. der zumindest eine Funktionsabschnitt (bei mehrteiligem Aufbau) kann auf der Basis eines aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellten Werkzeugrohling hergestellt werden. So ist bei einem einstückig aufgebautem Zerspanungswerkzeug in den Werkzeugrohling im Bereich des Schneidteils die für die Zerspanung erforderliche Haupt- und/oder Nebenschneidengeometrie, z. B. durch Einschieifen, eingearbeitet, während im Bereich des Grundkörpers der Werkzeugrohling für die Aufnahme und Spannung in einer Werkzeugaufnahme bearbeitet ist. Bei einem mehrteilig aufgebauten Zerspanungswerkzeug ist der Werkzeugrohling nur hinsichtlich der dem jeweiligen Funktionsabschnitt zugedachten Funktionen entsprechend bearbeitet. The cutting tool according to the invention (in the case of a one-piece construction) or the at least one functional section (in the case of a multi-part construction) can be produced on the basis of a tool blank made of a fiber-reinforced plastic. Thus, in the case of an integrally constructed cutting tool in the tool blank in the area of the cutting part, the main and / or secondary cutting geometry required for the cutting, for. B. by embedding, incorporated, while processed in the region of the body of the tool blank for recording and tension in a tool holder. In a multi-part cutting tool, the blank of the tool is machined only with regard to the functions intended for the respective functional section.
Bei dem Werkzeug rohling kann es sich um ein zylindrisch gewickeltes Laminat handeln, d. h. der Werkzeugrohling kann aus mehreren in eine Kunstharzmatrix eingebetteten Fasergeweben gebildet sein, die beispielsweise um einen Kern aus Vollharzmaterial oder einen Hohlkern zylindrisch gewickelt sind. Bei dem Werkzeugrohling kann es sich aber auch um ein Spritzguss-, Spritzpress- oder Strangziehteii handeln. Werkzeugrohlinge, die nach einem der letztgenannten Verfahren, insbesondere durch Strangziehen, hergestellt sind, zeichnen sich durch in eine Matrix aus Kunstharz eingebettete Kurzfasern aus und haben daher gegenüber den meist nur Langfasern enthaltenden Laminaten den Vorteil, dass sich auch bei kleinen Durchmessern klar umrissene Flächen, beispielsweise eine Mitnehmerfläche, und definierte Kanten, beispielsweise eine Haupt- und Nebenschneidkanten, exakt ausbilden lassen. The tool blank can be a cylindrically wound laminate, i. H. the tool blank may be formed of a plurality of fibrous webs embedded in a synthetic resin matrix, which are cylindrically wound, for example, around a core of solid resin material or a hollow core. The tool blank can also be an injection molding, transfer molding or stranding member. Tool blanks which are produced by one of the latter methods, in particular by pultrusion, are characterized by short fibers embedded in a matrix of synthetic resin and therefore have the advantage over the laminates, which are usually only long fibers, that clearly defined surfaces, even with small diameters, For example, a driver surface, and defined edges, such as a main and secondary cutting edges, can train exactly.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Zerspanungswerkzeug einstückig gefertigt. Es wurde erkannt, dass für ausgewählte Anwendungsgebiete, wie z. B. die Holz- und Kunststoffbearbeitung aber auch die Bearbeitung leicht zerspanbarer Leichtmetallwerkstoffe, ein Zerspanungswerkzeug, dass einstückig aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt ist, den Zerspanungsanforderungen durchaus gewachsen ist. Selbstverständlich wird der für die Werkzeugherstellung verwendete faserverstärkte Kunststoffwerkstoff unter Berücksichtigung der jeweils zu erwartenden Anforderungen, z. B. hinsichtlich Festigkeit und Steifigkeit, entsprechend gewählt. Bevorzugt werden für die einstückig gefertigten Zerspanungswerkzeuge daher CFK- und CFC-Werkstoffe verwendet. In a preferred embodiment, the cutting tool according to the invention is manufactured in one piece. It was recognized that for selected applications, such. As the wood and plastics processing but also the machining of easily machinable light metal materials, a cutting tool that is integrally made of a fiber-reinforced plastic, the Zerspanungsanforderungen quite grown. Of course, the fiber-reinforced plastic material used for tool production is taking into account the respective expected requirements, eg. B. in terms of strength and rigidity, selected accordingly. Therefore CFK and CFC materials are preferably used for the one-piece cutting tools.
Der Schneidteil kann einen oder mehrere Schneidkörper umfassen. Der Schneidteil kann daher einstückig ausgebildet sein oder mehrere Schneidkörper z. B. in Form von Schneid platten oder Schneidleisten umfassen. In jedem Fall lassen sich bei dieser Bauweise verschiedene Materialien mit verschiedenen Eigenschaften hinsichtlich Härte, Schwingungsdämpfung, Gewicht, Temperaturbeständigkeit, etc. zweckmäßig und vorteilhaft miteinander kombinieren. Beispielsweise kann der Schneidteil oder können die Schneidkörper aus einem Stahl Werkstoff, Hartmetall oder einem Keramikverbundwerkstoff hergestellt sein. Die Schneidkörper können auf den Grundkörper oder einem mit dem Grundkörper verbundenen Trägerkörper angeordnet, beispielsweise geklebt sein. Bei dem Trägerkörper kann es sich beispielsweise um eine Kassette handeln, auf der ein Schneidkörper, z. B. eine Schneidplatte, beispielsweise verstellbar befestigt ist. Der Grund körper und/oder der Trägerkörper können aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt sein. Die Klebung der Schneidkörper an einem Werkstoff aus faserverstärktem Kunststoff ist einfach und zuverlässig zu realisieren. Alternativ dazu können die Schneidkörper am Grundkörper oder Trägerkörper aber auch angeschraubt sein oder mittels Spannpratzen gehalten werden. The cutting part may comprise one or more cutting bodies. The cutting part can therefore be formed in one piece or more cutting body z. B. plates in the form of cutting or cutting strips. In any case, in this construction, different materials with different properties in terms of hardness, vibration damping, weight, temperature resistance, etc. can be useful and advantageous combined. For example, the cutting part or the cutting bodies can be made of a steel material, hard metal or a ceramic composite material. The cutting bodies can be arranged, for example glued, to the base body or to a carrier body connected to the base body. The carrier body may be, for example, a cassette on which a cutting body, for. B. an insert, for example, is adjustably mounted. The base body and / or the carrier body may be made of a fiber-reinforced plastic. The bonding of the cutting body to a material made of fiber-reinforced plastic is easy and reliable to implement. Alternatively, the cutting body on the main body or carrier body but also be screwed or held by Spannpratzen.
Die Verwendung eines faserverstärkten Kunststoffs für zumindest einen der Funktionsabschnitte eines Zerspanungswerkzeugs gestattet die Vorsehung eines internen Kühl- und/oder Schmiermittelzufuhrkanalsystems. Insbesondere dann, wenn dieses Kühl- und/oder Schmiermittelzufuhrkanalsystem durch den aus dem faserverstärkten Kunststoff gebildeten Funktionsabschnitt geht, vereinfacht sich die Ausbildung gegenüber herkömmlichen Stahl- oder Keramikwerkstoffen enorm. The use of a fiber reinforced plastic for at least one of the functional sections of a cutting tool permits the provision of an internal coolant and / or lubricant supply channel system. In particular, when this cooling and / or lubricant supply channel system passes through the functional section formed from the fiber-reinforced plastic, the education simplifies enormously compared to conventional steel or ceramic materials.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsformen erläutert. Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zerspanungswerkzeugs. In the following the invention will be explained with reference to two embodiments. Fig. 1 shows a first embodiment of a cutting tool according to the invention.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zerspanungswerkzeugs. Fig. 2 shows a second embodiment of a cutting tool according to the invention.
Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zerspanungswerkzeugs. 3 shows a third embodiment of a cutting tool according to the invention.
Bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform handelt es sich um ein The first embodiment shown in FIG. 1 is a
Zerspanungswerkzeug in Form eines Bohrers 1. Der Bohrer 1 hat einen Schneidteil und einen den Schneidteil 2 tragenden Grundkörper 3. Der Grundkörper 3 und der Schneidteil 2 sind als Funktionsabschnitte an einem pultrudierten Rundstab aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) ausgebildet, bei dem Kurzfasern in eine Matrix aus Kunstharz eingebettet sind. Der Bohrer 1 ist daher einstückig gefertigt. Der Grundkörper 3 definiert einen zylindrischen Schaftabschnitt zum Einspannen in eine (nicht gezeigte) Werkzeugaufnahme. Im Schneidteil 2 sind in der an sich bekannten Weise Haupt- und Nebenschneidkanten eingeschliffen. Cutting tool in the form of a drill 1. The drill 1 has a cutting part and a main body 3 carrying the cutting part 2. The main body 3 and the cutting part 2 are formed as functional sections on a pultruded round rod made of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP), in which short fibers in a Matrix are embedded in synthetic resin. The drill 1 is therefore made in one piece. The main body 3 defines a cylindrical shaft portion for clamping in a (not shown) tool holder. In the cutting part 2 main and secondary cutting edges are ground in the manner known per se.
Die in Fig. 2 gezeigte zweite Ausführungsform betrifft ein Zerspanungswerkzeug in Form eines mehrteilig aufgebauten Bohrwerkzeugs 10. Das Bohrwerkzeug 10 weist einen Schneidteil 12 und einen den Schneidteil 12 tragenden Grundkörper 13 auf. Der Grundkörper 13 hat auf der dem Schneidteil 12 abgewandten Seite einen HSK (Hohl- schaftkegel)-Abschnitt 14 zur Ankopplung des Bohrwerkzeugs 10 an eine (nicht gezeigte) Werkzeugmaschine. Der Schneidteil 12 ist hier gebildet aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung um das dem HSK-Abschnitt 14 abgewandte Ende des Grundkörpers 13 beabstandet angeordneten plattenförmigen Schneidkörpern 12a, 12b, 12c, 12d. The second embodiment shown in FIG. 2 relates to a cutting tool in the form of a multi-part drilling tool 10. The drilling tool 10 has a cutting part 12 and a main body 13 carrying the cutting part 12. The main body 13 has on the side facing away from the cutting part 12 an HSK (hollow shaft cone) section 14 for coupling the drilling tool 10 to a (not shown) machine tool. The cutting part 12 is formed here from a multiplicity of plate-shaped cutting bodies 12a, 12b, 12c, 12d which are arranged at a distance from the end of the main body 13 in the circumferential direction at a distance from the HSK section 14.
Im Unterschied zum Bohrer 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist bei dem Bohrwerkzeug 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der Grundkörper 13 aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) hergestellt. Der Grundkörper 13 ist wie in der ersten Ausführungsform durch spanende Bearbeitung eines pultrudierten Rundstabs angefertigt. Die Schneidplatteri 12a, 12b, 12c, 12d sind aus einem bekannten Material, z. B. Hartmetall, PKD, CBN oder dergleichen hergestellt, und in am Grundkörper 13 ausgebildeten taschenförmigen Ausnehmungen eingeklebt. In contrast to the drill 1 according to the first embodiment, in the drilling tool 10 according to the second embodiment, the base body 13 is made of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP). The base body 13 is made as in the first embodiment by machining a Pultrudierten round rod. The Schneidplatteri 12a, 12b, 12c, 12d are made of a known material, for. B. carbide, PCD, CBN or the like, and glued in formed on the base body 13 pocket-shaped recesses.
Das in Fig. 2 gezeigte Zerspanungswerkzeug weist zudem ein im Grundkörper 13 ausgebildetes internes Kühl- und Schmiermittelzufuhrkanalsystem auf, das aus einem zentralen Kanal 15 gebildet ist, der über Zweigkanäle 16 zu den Schneidplatten 12a, 12b, 12c, 12d führt. The cutting tool shown in FIG. 2 also has an internal cooling and lubricant supply channel system formed in the main body 13, which is formed by a central channel 15 which leads via branch channels 16 to the cutting plates 12a, 12b, 12c, 12d.
Fig. 3 zeigt in auseinander gezogener Darstellung ein erfindungsgemäßes Fig. 3 shows an exploded view of an inventive
Zerspanungswerkzeug in Form einer mehrteilig aufgebauten Mehrschneiden-Reibahle 100. Die Mehrschneiden-Reibahle 100 ist in der DE 102006016290 A1 gezeigt (vgl. Fig. 1) beschrieben, so dass bezüglich des Aufbaus und der Funktionsweise auf die Angaben in der DE 102006016290 A1 verwiesen wird. Die in Fig. 3 gezeigte Mehrstufen- Reibahle 100 hat einen Grundkörper 130, der einen ersten Trägerkörper 131 , einen zweiten Trägerkörper 132 und einen HSK-Abschnitt 133 zur Ankopplung des Bohrwerkzeugs 10 an eine (nicht gezeigte) Werkzeugmaschine aufweist. Der erste Trägerkörper 131 und der zweite Trägerkörper 132 sind bezüglich der Werkzeugachse 140 zueinander koaxial mit dem HSK-Abschnitt 133 verbunden. Der erste Trägerkörper 131 ist hierzu im Besonderen in einer Innenbohrung 134 des HS K-Abschnitts 133 kraftschlüssig aufgenommen, während der zweite Trägerkörper 132 kraftschlüssig auf einem zylindrischen Abschnitt 135 des HSK-Abschnitts 133 sitzt. Cutting tool in the form of a multi-section multi-blade reamer 100. The multi-blade reamer 100 is described in DE 102006016290 A1 (see Fig. 1), so that reference is made to the information in DE 102006016290 A1 with regard to the construction and the mode of operation , The multi-stage reamer 100 shown in FIG. 3 has a main body 130, which has a first carrier body 131, a second carrier body 132 and an HSK section 133 for coupling the drilling tool 10 to a machine tool (not shown). The first carrier body 131 and the second carrier body 132 are connected to each other with respect to the tool axis 140 coaxially with the HSK portion 133. For this purpose, the first carrier body 131 is positively frictionally received in an inner bore 134 of the HS K section 133, while the second carrier body 132 is frictionally seated on a cylindrical section 135 of the HSK section 133.
Der erste Trägerkörper 131 und der zweite Schneidenträger 132 sind jeweils mit mehreren PKD-, CBN- oder Hartmetall-Schneiden bestückt, die fest oder mittels einer nicht gezeigten Feinjustiereinrichtung einstellbar an dem jeweiligen Trägerkörper befestigt sind. Die den mit 121 bezeichneten Schneidteil bildenden plattenförmigen Schneidkörper sind unmittelbar am ersten Trägerkörper befestigt (angeklebt oder festgeschraubt). Die die mit 122 und 123 bezeichneten Schneidteile bildenden plattenförmigen Schneidkörper können auf nicht näher gezeigten Kassetten befestigt (angeklebt oder festgeschraubt) sein, die in entsprechend ausgebildeten taschenförmigen Ausnehmungen des Trägerkörpers 132 einstellbar fixiert sind. Die Einstellbarkeit ist dabei vorzugsweise so getroffen, dass sie drei in den Fig. 3 mit den Pfeilen R, A und N bezeichnete Freiheitsgrade hat. The first carrier body 131 and the second cutter carrier 132 are each equipped with a plurality of PCD, CBN or carbide cutting edges, which are fixedly attached or adjustable by means of a fine adjustment device, not shown, on the respective carrier body. The plate-shaped cutting body forming the cutting part designated 121 are directly attached (glued or screwed) to the first carrier body. The plate-shaped cutting bodies forming the cutting parts designated 122 and 123 can be fastened (glued or screwed) on cassettes not shown in detail, which are adjustably fixed in corresponding pocket-shaped recesses of the support body 132. The adjustability is included preferably made such that it has three in Fig. 3 with the arrows R, A and N designated degrees of freedom.
Analog zum Bohrwerkzeug 10 gemäß der zweiten Ausführungsform ist bei der Mehrstufen-Reibahle 100 gemäß der dritten Ausführungsform der Grundkörper 130 13 aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) hergestellt. Im Besonderen sind der erste Trägerkörper 131 , der zweite Trägerkörper 132 und der HSK-Abschnitt 133 durch eine spanende Bearbeitung eines pultrudierten Rundstabs angefertigt. Ebenso können die die plattenförmigen Schneidkörper tragenden Kassetten, die am zweiten Schneidenträger 132 angeordnet sind, aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) hergestellt. Analogous to the drilling tool 10 according to the second embodiment, in the multi-stage reamer 100 according to the third embodiment, the main body 130 13 made of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP). In particular, the first carrier body 131, the second carrier body 132 and the HSK portion 133 are made by machining a pultruded round bar. Likewise, the cassette carrying the plate-shaped cutting body, which are arranged on the second cutter support 132, made of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP).
Bei den oben beschriebenen Zerspanungswerkzeugen gemäß der zweiten und dritten Ausführungsform sind mit Ausnahme der Schneidkörper alle weiteren Funktionsabschnitt des Grundkörpers und Schneidteils aus einem faserverstärkten Kunststoff (CFK) hergestellt. Dies ist aber nicht zwingend notwendig. Denkbar wäre, dass nur ausgewählte Funktionsabschnitte, bei der Mehrstufen-Reibahle gemäß der dritten Ausführungsform beispielsweise nur die die Schneidkörper tragenden Kassetten, der erste Trägerkörper 131 und/oder der zweite Trägerkörper 132 aus einem faserverstärkten Kunststoff (CFK) hergestellt sind, während der HSK-Abschnitt aus den üblichen Metallwerkstoffen hergestellt ist. In the above-described cutting tools according to the second and third embodiments, all the other functional portions of the main body and cutting part are made of a fiber-reinforced plastic (CFRP) except for the cutting bodies. But this is not absolutely necessary. It would be conceivable that only selected functional sections, in which multi-stage reamer according to the third embodiment, for example, only the cassettes carrying the cutting bodies, the first carrier body 131 and / or the second carrier body 132 are made of a fiber-reinforced plastic (CFK), while the HSK Section is made of the usual metal materials.

Claims

Ansprüche claims
1. Zerspanungswerkzeug (1 ; 10; 100) mit einem Schneidteil (2; 12; 120) und einem den Schneidteil (2; 12; 120) tragenden Grundkörper (3; 13; 130), dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3; 13; 130) und/oder der Schneidteil (2; 12; 120) zumindest teilweise aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet sind. A cutting tool (1; 10; 100) having a cutting part (2; 12; 120) and a base body (3; 13; 130) carrying the cutting part (2; 12; 120), characterized in that the base body (3; 13; 130) and / or the cutting part (2; 12; 120) are formed at least partially from a fiber-reinforced plastic.
2. Zerspanungswerkzeug (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es einstückig gefertigt ist. 2. Cutting tool (1) according to claim 1, characterized in that it is made in one piece.
3. Zerspanungswerkzeug (10; 100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es mehrteilig aufgebaut ist, wobei zumindest der Grundkörper (13) aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet ist. 3. Cutting tool (10; 100) according to claim 1, characterized in that it is constructed in several parts, wherein at least the base body (13) is formed from a fiber-reinforced plastic.
4. Zerspanungswerkzeug (10; 100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidteil (12; 120) einen oder mehrere Schneid körper umfasst. 4. Cutting tool (10; 100) according to claim 3, characterized in that the cutting part (12; 120) comprises one or more cutting body.
5. Zerspanungswerkzeug (10; 100) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Schneidkörper aus einem Stahlwerkstoff, Hartmetall oder einem Keramikverbundwerkstoff, insbesondere PKD oder CBN, hergestellt sind. 5. Cutting tool (10, 100) according to claim 3 or 4, characterized in that the one or more cutting body made of a steel material, carbide or a ceramic composite material, in particular PCD or CBN, are made.
6. Zerspanungswerkzeug (10; 100)nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidteil (12; 120) kraft- und/oder formschlüssig mit dem Grundkörper (13) oder einem zwischen den Grundkörper (130) und dem Schneidteil (120) angeordneten Trägerkörper (131 , 132) verbunden ist. 6. Cutting tool (10; 100) according to one of claims 3 to 6, characterized in that the cutting part (12; 120) non-positively and / or positively with the base body (13) or between the base body (130) and the cutting part (120) arranged carrier body (131, 132) is connected.
7. Zerspanungswerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein internes Kühl- und/oder Schmiermittelzufuhrkanalsystem (15, 16). 7. Cutting tool (10) according to any one of claims 1 to 6, characterized by an internal cooling and / or lubricant supply channel system (15, 16).
8. Zerspanungswerkzeug (1 ; 10; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der faserverstärkte Kunststoff kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFC) und kohlenstofffaserverstärkten Kohlenstoff (CFC) umfasst. 8. The cutting tool (1; 10; 100) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the fiber-reinforced plastic comprises carbon fiber reinforced plastic (CFC) and carbon fiber reinforced carbon (CFC).
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