EP4284583A1 - Bearbeitungswerkzeug - Google Patents

Bearbeitungswerkzeug

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Publication number
EP4284583A1
EP4284583A1 EP22700805.9A EP22700805A EP4284583A1 EP 4284583 A1 EP4284583 A1 EP 4284583A1 EP 22700805 A EP22700805 A EP 22700805A EP 4284583 A1 EP4284583 A1 EP 4284583A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
damping element
machining
workpiece
contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22700805.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Kopton
Attila Bugár
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.)
Audi AG
Audi Hungaria Kft
Original Assignee
Audi AG
Audi Hungaria Kft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG, Audi Hungaria Kft filed Critical Audi AG
Publication of EP4284583A1 publication Critical patent/EP4284583A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/003—Milling-cutters with vibration suppressing means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/28—Features relating to lubricating or cooling

Definitions

  • the invention relates to a machining tool according to the preamble of claim 1 .
  • such a machining tool can be implemented as a milling tool for plunge milling or face milling.
  • the tool may have face cutting edges.
  • the milling tool rotates around a tool axis perpendicular to the workpiece surface and moves along the workpiece surface with a feed movement transverse to the tool axis.
  • the face cutting edges of the milling tool are subjected to a cutting force.
  • the cutting force attempts to translate the tool, resulting in tool deflection.
  • the tool is bent until it builds up enough pre-tension, which means that it returns to its original state for a short time. This is repeated very quickly during the milling process, which can lead to tool vibration, which affects the surface quality of the workpiece surface.
  • a tool carrier equipped with a damping means is known from EP 2 399 698 B1.
  • a tool for machining metals with a vibration damping means is known from EP 1 339 517 B1.
  • a drill with a vibration damper is known from EP 1 292 417 B1.
  • the object of the invention is to provide a machining tool in which a structurally simple manner Tool vibration during chip processing can be avoided.
  • the invention is generally based on a machining tool with which, when the tool rotates about a tool axis, chip machining can be carried out on a workpiece surface or in a workpiece bore.
  • the machining tool has at least one flexible damping element.
  • the processing tool is in contact with the workpiece surface or the workpiece bore via its damping element, in particular with pressure contact, as a result of which tool and workpiece vibrations are reduced.
  • the core of the invention is that, in order to avoid/dampen vibrations, the workpiece is prestressed with the aid of the damping element, which is attached to the machining tool, by means of a pressing force and prevents it from vibrating.
  • the machining tool can be used for plunge milling, for example.
  • the chip processing tool makes initial contact with the workpiece via the damping element.
  • the pressing force exerted by the damping element increases with the tool infeed.
  • the processing tool can be used when milling the workpiece from one side (in one plane). This is where the first contact of the milling tool with the workpiece takes place via the cutting edges. If the tool continues to dip into the workpiece material, the damping element will collide with the workpiece. The pressing force that builds up in this way prevents the workpiece or tool from vibrating.
  • the damping element can protrude beyond at least one tool cutting edge or a tool tip with a projection when it is not in use.
  • the damping element can be adjusted into a position of use in which the damping element is adjusted to the level of the tool cutting edge, using up the excess length and preferably building up a restoring force, in order to ensure chipping engagement of the tool cutting edge with the workpiece surface.
  • the damping element can be mounted in the machining tool in a stroke-adjustable manner.
  • the damping element can be supported in the non-use position by means of a damping mass against a pre-stroke stop of the tool.
  • the damping element can be set back from the pre-stroke stop in the position of use, in particular when the restoring force builds up.
  • the damping element can be brought into contact, in particular pressure contact, with the workpiece surface or the workpiece bore in the axial direction and/or in the radial direction during machining.
  • the damping element can be stroke-adjusted in the axial direction and/or in the radial direction between the use position and the non-use position.
  • the tool cutting edge can be a face cutting edge, which is arranged together with the damping element on a tool tip of the machining tool.
  • the damping element can be adjusted between the forward stroke stop and a return stroke stop.
  • the axial or radial distance between the pre-stroke stop and the return stroke stop defines a maximum stroke.
  • the damping element, the forward stroke stop, the return stroke stop and/or the damping mass can be part of a stroke adjustment unit. This can be arranged in a, in particular hollow-cylindrical, receiving profile of the processing tool.
  • the hollow-cylindrical receiving profile can be open at the end at the tool tip.
  • the pre-stroke stop can preferably be implemented as a stop sleeve, through which the damping element is guided in a stroke-adjustable manner.
  • the return stroke stop may be axially spaced from the prestroke stop to form an axial gap.
  • the damping element can have an annular collar with a larger diameter, which interacts with the forward stroke stop and the return stroke stop.
  • the annular collar with the larger diameter can overlap an end face of the stop sleeve and can be guided in a stroke-adjustable manner between the end face of the stop sleeve and the return stroke stop.
  • the damping mass can, for example, be an elastomer body and/or can be supported between the return stroke stop and the damping element, in particular the annular collar of the damping element with the larger diameter.
  • the forward stroke stop and/or the return stroke stop can be adjusted in height, for example along the tool axis.
  • the position of the forward stroke stop and/or the return stroke stop can be adjusted, as a result of which the position of the use position and/or the non-use position can be varied in the axial direction.
  • the damping element can be a sleeve-shaped hollow profile part that is guided coaxially along the tool axis in a stroke-adjustable manner.
  • the damping element can alternatively and / or additionally have an element head which can be brought into contact with the workpiece surface during machining.
  • a coolant supply is assigned to the machining tool in order to cool or lubricate the contact point between the damping element and the workpiece.
  • the coolant supply can preferably have a coolant channel within the tool.
  • the coolant channel can have at least one channel exit in the area of the contact point of the damping element with the workpiece surface. It is preferred if the hollow profile of the damping element is part of the coolant channel. In this case, at least one channel outlet can be formed in the element head of the damping element.
  • the element head of the damping element can be spherical in shape with a vertex lying on the tool axis. During chip processing, the element head of the damping element is in punctiform pressure contact with the workpiece surface at its apex.
  • the damping element can be designed in the form of a ring, so that there is a ring-shaped pressure contact during machining.
  • the milling tool has a cylindrical base body which, at its tool tip 1 Facing away from a (not shown) has a clamping shank.
  • a total of three circumferentially distributed end cutting edges 3, 5, 7 are arranged circumferentially distributed.
  • the damping element 9 can be stroke-adjusted between a forward stroke stop 11 and a return stroke stop 13 by a maximum stroke distance h (FIG. 2).
  • the pre-stroke stop 11 is implemented as a stop sleeve, within which the damping element 9 is guided.
  • the stop sleeve 11 is screwed into a hollow-cylindrical receptacle 10 of the milling tool, which is open at the end of the tool tip 1 .
  • the return stroke stop 13 is spaced at an axial distance a from a stop sleeve end face 15 , forming an axial intermediate space 14 .
  • the damping element 9 is implemented as a sleeve-shaped hollow profile part which is coaxially adjustable along the tool axis W in terms of stroke.
  • the damping element 9 has on the one hand an annular collar 17 of large diameter, which engages over the end face 15 of the stop sleeve and can be adjusted in stroke between the end face 15 of the stop sleeve and the return stroke stop 13 .
  • the damping mass 19 is designed as an elastomer body, which is supported between the return stroke stop 13 and the annular collar 17 of the damping element 9 with a large diameter.
  • both the stop sleeve 11 and the return stroke stop 13 are in threaded engagement 21 with the hollow-cylindrical tool holder 10. In this way, the axial position of the stop sleeve 11 and/or the return stroke stop 13 can be adjusted.
  • the damping element 9 is shown in a non-use position N in FIG. In the non-use position N, an element head 23 of the damping element protrudes beyond the end cutting edges 3, 5, 7 with a projection Ax.
  • FIG. 3 shows the milling tool during machining of a workpiece surface 25 .
  • the damping element 9 is in a position of use G in which the Damping element 9 is adjusted by using up the overhang Ax and building up a restoring force up to the height of the tool cutting edges 3, 5, 7 in order to ensure chipping engagement of the tool cutting edges 3, 5, 7 with the workpiece surface 25.
  • a coolant supply with a coolant channel 27 is assigned to the milling tool. This extends in the milling tool coaxially to the tool axis W. Part of the coolant channel 27 is also the inner hollow profile of the damping element 9, via which the coolant is routed directly to the element head 23 and is routed there via channel outlets 29 to the contact point.
  • the stroke h of the damping element provided by the stroke adjustment unit must be larger than the overhang Ax of the damping element 9 in the non-use position N.
  • FIG. 4 A further embodiment variant is shown in FIG. 4 in a view corresponding to FIG. Their structure and mode of operation are identical to those in the previous exemplary embodiment.
  • the element head 23 in FIG. 4 is not flat, but bulges out spherically, with an apex S lying on the tool axis W.
  • the channel exit 29 is located directly at the apex S. In comparison to the previous exemplary embodiment, this results in an essentially punctiform pressure contact between the damping element 9 and the workpiece surface 25.
  • 5 shows a further exemplary embodiment, in which the milling tool does not have any end cutting edges 3, 5, 7, but rather side cutting edges 31, 33 spaced axially from the tool tip 1.
  • a first tool contact with the workpiece surface 25 takes place via the lateral tool cutting edges 31, 33 in an infeed movement.
  • the damping element 9 comes into contact with the workpiece surface 25 only after a delay.
  • FIG. 6 Another machining tool is indicated in FIG. 6 .
  • the damping element 9 is annular in FIG. 6 .
  • a ring-shaped pressure contact results during machining, with the tool cutting edges 37 being formed radially outside of the ring-shaped damping element 9 .
  • the channel outlets 29 of the coolant channel 27 are positioned directly in the ring-shaped damping element 9 .
  • the channel outlets 29 are positioned both in the ring-shaped damping element 9 and also radially inside the ring-shaped damping element 9 .
  • the damping element 9 is free of channel outlets 29 , while a channel outlet 29 of the coolant channel 27 is positioned only radially inside the annular damping element 9 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungswerkzeug, mit dem bei Werkzeugrotation um eine Werkzeugachse (W) eine Spanbearbeitung an einer Werkstückfläche (25) oder in einer Werkstück-Bohrung durchführbar ist, wobei das Bearbeitungswerkzeug zumindest ein nachgiebiges Dämpfungselement (9) aufweist, und wobei während der Spanbearbeitung das Bearbeitungswerkzeug über sein Dämpfungselement (9) in Anlage mit der Werkstückfläche (25) oder der Werkstück-Bohrung ist, wodurch Werkzeug- und Werkstückschwingungen reduzierbar sind. Erfindungsgemäß weist das Werkzeug einen Kühlmittelkanal (27) mit zumindest einem Kanalaustritt (29) im Bereich der Kontaktstelle des Dämpfungselements (9) mit der Werkstückfläche (25) auf.

Description

Bearbeitungswerkzeug
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungswerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 .
Beispielhaft kann ein solches Bearbeitungswerkzeug als ein Fräswerkzeug zum Eintauchfräsen oder zum Stirnfräsen realisiert sein. In diesem Fall kann das Werkzeug Stirnschneiden aufweisen. Beim Fräsvorgang rotiert das Fräswerkzeug um eine zur Werkstückfläche rechtwinklige Werkzeugachse und bewegt sich mit einer Vorschubbewegung quer zur Werkzeugachse entlang der Werkstückfläche.
Während des Fräsprozesses werden die Stirnschneiden des Fräswerkzeugs mit einer Schnittkraft beaufschlagt. Die Schnittkraft versucht, das Werkzeug translatorisch zu verlagern, was zu einer Werkzeugbiegung führt. Das Werkzeug wird dabei gebogen, bis es genügend Vorspannung aufbaut, wodurch es kurzfristig wieder in den Ursprungszustand zurückkehrt. Dies wiederholt sich beim Fräsvorgang sehr schnell, was zu Werkzeugschwingungen führen kann, wodurch die Oberflächenqualität der Werkstückfläche beeinträchtigt wird.
Aus der EP 2 399 698 B1 ist ein mit einem Dämpfungsmittel ausgestatteter Werkzeugträger bekannt. Aus der EP 1 339 517 B1 ist ein Werkzeug zur Bearbeitung von Metallen mit einem Schwingungsdämpfungsmittel bekannt. Aus der EP 1 292 417 B1 ist ein Bohrer mit Schwingungsdämpfer bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Bearbeitungswerkzeug bereitzustellen, bei dem in konstruktiv einfacher Weise eine Werkzeugschwingung während der Spanbearbeitung vermieden werden kann.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Die Erfindung geht allgemein von einem Bearbeitungswerkzeug aus, mit dem bei Werkzeugrotation um eine Werkzeugachse eine Spanbearbeitung an einer Werkstückfläche oder in einer Werkstück-Bohrung durchführbar ist. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 weist das Bearbeitungswerkzeug zumindest ein nachgiebiges Dämpfungselement auf. Während der Spanbearbeitung ist das Bearbeitungswerkzeug über sein Dämpfungselement in Anlage, insbesondere Druckanlage, mit der Werkstückfläche oder der Werkstück-Bohrung, wodurch Werkzeug- und Werkstückschwingungen reduziert werden.
Der Kem der Erfindung besteht darin, dass zur Schwingungsvermeidung/- dämpfung das Werkstück mit Hilfe des Dämpfungselementes, das am Bearbeitungswerkzeug angebracht ist, über eine Andrückkraft vorspannt und am Schwingen hindert. Beispielhaft kann das Bearbeitungswerkzeug beim Eintauchfräsen genutzt werden. In diesem Fall erfolgt ein erster Kontakt des Spanbearbeitungswerkzeugs mit dem Werkstück über das Dämpfungselement. Die vom Dämpfungselement ausgeübte Andrückkraft steigt mit der Werkzeug-Zustellung.
Alternativ dazu kann das Bearbeitungswerkzeug beim Anfräsen des Werkstückes von einer Seite (in einer Ebene) eingesetzt werden. In diesem erfolgt der erste Kontakt des Fräswerkzeugs mit dem Werkstück über die Schneiden. Bei weiterem Eintauchen des Werkzeugs in das Werkstück- Material, kommt es zu einer Kollision des Dämpfungselements mit dem Werkstück. Die sich so aufbauende Andrückkraft hindert das Werkstück bzw. das Werkzeug am Schwingen. In einer technischen Umsetzung kann das Dämpfungselement in einer Nichtgebrauchslage mit einem Überstand zumindest eine Werkzeugschneide oder eine Werkzeugspitze überragen. Das Dämpfungselement kann während der Spanbearbeitung in eine Gebrauchslage verstellt sein, in der das Dämpfungselement unter Aufbrauch des Überstands sowie bevorzugt unter Aufbau einer Rückstellkraft bis auf Höhe der Werkzeugschneide verstellt ist, um einen Spaneingriff der Werkzeugschneide mit der Werkstückfläche zu gewährleisten.
Bevorzugt kann das Dämpfungselement hubverstellbar im Bearbeitungswerkzeug gelagert sein. Das Dämpfungselement kann in der Nichtgebrauchslage mittels einer Dämpfungsmasse gegen einen Vorhub- Anschlag des Werkzeugs abgestützt sein. Zudem kann das Dämpfungselement in der Gebrauchslage, insbesondere unter Aufbau der Rückstellkraft, vom Vorhub-Anschlag zurückgesetzt sein. Bei einer Krafteinleitung während der Spanbearbeitung erfolgt eine Energieabsorption, bei der sich die Dämpfungsmasse verformt und dabei die eingeleiteten Kräfte zumindest teilweise abbaut.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante kann das Dämpfungselement bei der Spanbearbeitung in Axialrichtung und/oder in Radialrichtung in Anlage, insbesondere Druckanlage, mit der Werkstückfläche oder der Werkstück- Bohrung bringbar sein. In diesem Fall kann das Dämpfungselement in Axialrichtung und/oder in Radialrichtung zwischen der Gebrauchslage und der Nichtgebrauchslage hubverstellt werden.
In einer konkreten Ausführungsvariante kann die Werkzeugschneide eine Stirnschneide sein, die zusammen mit dem Dämpfungselement an einer Werkzeugspitze des Bearbeitungswerkzeugs angeordnet ist.
Zur Realisierung der Hubbewegung kann das Dämpfungselement zwischen dem Vorhub-Anschlag und einem Rückhub-Anschlag verstellt werden. Der Axial- oder Radialabstand zwischen dem Vorhub-Anschlag und dem Rückhub- Anschlag definiert einen maximalen Hubweg. In einer technischen Realisierung kann das Dämpfungselement, der Vorhub- Anschlag, der Rückhub-Anschlag und/oder die Dämpfungsmasse Bestandteil einer Hubverstelleinheit sein. Diese kann in einem, insbesondere hohlzylindrischen Aufnahmeprofil des Bearbeitungswerkzeugs angeordnet sein. Das hohlzylindrische Aufnahmeprofil kann an der Werkzeugspitze stirnseitig offen sein.
Bevorzugt kann der Vorhub-Anschlag als eine Anschlaghülse realisiert sein, durch die das Dämpfungselement hubverstellbar geführt ist. Der Rückhub- Anschlag kann unter Bildung eines axialen Zwischenraums mit einem Axialabstand von dem Vorhub-Anschlag beabstandet sein. Zudem kann das Dämpfungselement einen durchmessergrößeren Ringbund aufweisen, der mit dem Vorhub-Anschlag und dem Rückhub-Anschlag zusammenwirkt. Der durchmessergrößere Ringbund kann eine Stirnseite der Anschlaghülse übergreifen sowie zwischen der Anschlaghülsen-Stirnseite und dem Rückhub- Anschlag hubverstellbar geführt sein.
Die Dämpfungsmasse kann beispielhaft ein Elastomerkörper sein und/oder zwischen dem Rückhub-Anschlag sowie dem Dämpfungselement abgestützt sein, insbesondere dem durchmessergrößeren Ringbund des Dämpfungselements.
Im Hinblick auf eine Funktionserweiterung ist es bevorzugt, wenn der Vorhub- Anschlag und/oder der Rückhub-Anschlag zum Beispiel entlang der Werkzeugachse höhenverstellbar sind. In diesem Fall kann eine Lage- Einstellung des Vorhub-Anschlags und/oder des Rückhub-Anschlags erfolgen, wodurch die Position der Gebrauchslage und/oder der Nichtgebrauchslage in Axialrichtung variierbar ist.
In einer Ausführungsvariante kann das Dämpfungselement ein hülsenförmiges Hohlprofilteil sein, das koaxial entlang der Werkzeugachse hubverstellbar geführt ist. Das Dämpfungselement kann alternativ und/oder zusätzlich einen Elementkopf aufweisen, der während der Spanbearbeitung in Kontakt mit der Werkstückfläche bringbar ist.
Bevorzugt ist es, wenn dem Bearbeitungswerkzeug eine Kühlmittelversorgung zugeordnet ist, um die Kontaktstelle zwischen dem Dämpfungselement und dem Werkstück zu kühlen bzw. zu schmieren. Bevorzugt kann die Kühlmittelversorgung einen Kühlmittelkanal innerhalb des Werkzeugs aufweisen. Der Kühlmittelkanal kann zumindest einen Kanalaustritt im Bereich der Kontaktstelle des Dämpfungselements mit der Werkstückfläche aufweisen. Bevorzugt ist es, wenn das Hohlprofil des Dämpfungselements Bestandteil des Kühlmittelkanals ist. In diesem Fall kann im Elementkopf des Dämpfungselementes zumindest ein Kanalaustritt ausgebildet sein.
In einer ersten Ausführungsvariante kann der Elementkopf des Dämpfungselements kugelförmig mit einer auf der Werkzeugachse liegenden Scheitelstelle ausgebildet sein. Bei der Spanbearbeitung ist der Elementkopf des Dämpfungselements an seiner Scheitelstelle in punktförmiger Druckanlage mit der Werkstückfläche.
Alternativ dazu kann das Dämpfungselement ringförmig ausgebildet sein, so dass sich bei der Spanbearbeitung eine ringförmige Druckanlage ergibt.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 und 2 jeweils unterschiedliche Ansichten eines Fräswerkzeugs;
Fig. 3 bis 9 jeweils unterschiedliche Ansichten weiterer Ausführungsbeispiele.
In der Fig. 1 ist in einer perspektivischen Teilansicht ein Fräswerkzeug im Bereich seiner Werkzeugspitze 1 gezeigt. Das Fräswerkzeug weist einen zylindrischen Grundkörper auf, der an seiner, der Werkzeugspitze 1 abgewandten Seite einen (nicht gezeigten) Spannschaft aufweist. An der Werkzeugspitze 1 des Fräswerkzeugs sind insgesamt drei umfangsverteilte Stirnschneiden 3, 5, 7 umfangsverteilt angeordnet.
Das Dämpfungselement 9 ist zwischen einem Vorhub-Anschlag 11 und einem Rückhub-Anschlag 13 maximal um einen Hubweg h (Fig. 2) hubverstellbar. In der Fig. 2 ist der Vorhub-Anschlag 11 als eine Anschlaghülse realisiert, innerhalb der das Dämpfungselement 9 geführt ist. Die Anschlaghülse 11 ist in eine hohlzylindrische Aufnahme 10 des Fräswerkzeugs eingeschraubt, die an der Werkzeugspitze 1 stirnseitig offen ist. Der Rückhub-Anschlag 13 ist unter Bildung eines axialen Zwischenraums 14 mit einem Axialabstand a von einer Anschlaghülsen-Stirnseite 15 beabstandet. Das Dämpfungselement 9 ist als ein hülsenförmiges Hohlprofilteil realisiert, das koaxial entlang der Werkzeugachse W hubverstellbar ist. Das Dämpfungselement 9 weist einerseits einen durchmessergroßen Ringbund 17 auf, der die Anschlaghülsen-Stirnseite 15 übergreift sowie zwischen der Anschlaghülse- Stirnseite 15 und dem Rückhub-Anschlag 13 hubverstellbar ist. Zudem ist gemäß der Fig. 2 die Dämpfungsmasse 19 als Elastomerkörper ausgebildet, der zwischen dem Rückhub-Anschlag 13 und dem durchmessergroßen Ringbund 17 des Dämpfungselements 9 abgestützt ist.
In der Fig. 2 ist sowohl die Anschlaghülse 11 als auch der Rückhub-Anschlag 13 in Gewindeeingriff 21 mit der hohlzylindrischen Werkzeugaufnahme 10. Auf diese Weise kann die Axialposition der Anschlaghülse 11 und/oder des Rückhub-Anschlags 13 eingestellt werden.
In der Fig. 2 ist das Dämpfungselement 9 in einer Nichtgebrauchslage N gezeigt. In der Nichtgebrauchslage N ragt ein Elementkopf 23 des Dämpfungselements mit einem Überstand Ax über die Stirnschneiden 3, 5, 7 hinaus.
In der Fig. 3 ist das Fräswerkzeug während der Spanbearbeitung einer Werkstückfläche 25 gezeigt. In diesem Fall befindet sich das Dämpfungselement 9 in einer Gebrauchslage G, in der das Dämpfungselement 9 unter Aufbrauch des Überstands Ax sowie unter Aufbau einer Rückstellkraft bis auf Höhe der Werkzeugschneiden 3, 5, 7 verstellt ist, um einen Spaneingriff der Werkzeugschneiden 3, 5, 7 mit der Werkstückfläche 25 zu gewährleisten.
In der, in der Fig. 3 gezeigten Gebrauchslage G befindet sich das Dämpfungselement 9 mit seinem Elementkopf 23 in Druckanlage mit der Werkstückfläche 25, wodurch Werkzeug- und Werkstückschwingungen reduziert sind.
Um an der Kontaktstelle zwischen dem Elementkopf 23 des Dämpfungselements 9 und der Werkstückfläche 25 eine Beschädigung der Werkstückfläche 25 zu vermeiden, ist dem Fräswerkzeug eine Kühlmittelversorgung mit einem Kühlmittelkanal 27 zugeordnet. Dieser erstreckt sich im Fräswerkzeug koaxial zur Werkzeugachse W. Bestandteil des Kühlmittelkanals 27 ist auch das Innen-Hohlprofil des Dämpfungselements 9, über das das Kühlmittel direkt zum Elementkopf 23 geführt wird und dort über Kanalaustritte 29 zur Kontaktstelle geführt wird.
Der von der Hubverstelleinheit bereitgestellte Hubweg h des Dämpfungselementes muss dabei größer bemessen sein als der in der Nichtgebrauchslage N vorhandene Überstand Ax des Dämpfungselements 9.
In der Fig. 4 ist in einer Ansicht entsprechend der Fig. 2 eine weitere Ausführungsvariante gezeigt. Deren Aufbau sowie Funktionsweise sind identisch wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zur Fig. 1 oder 2 ist in der Fig. 4 der Elementkopf 23 nicht flach ausgebildet, sondern vielmehr kugelförmig ausgebaucht, und zwar mit einer auf der Werkzeugachse W liegenden Scheitelstelle S. Der Kanalaustritt 29 befindet sich dabei unmittelbar an der Scheitelstelle S. Auf diese Weise ergibt sich im Vergleich zum vorangegangenen Ausführungsbeispiel eine im Wesentlichen punktförmige Druckanlage zwischen dem Dämpfungselement 9 und der Werkstückfläche 25. In der Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem das Fräswerkzeug keine Stirnschneiden 3, 5, 7 aufweist, sondern vielmehr axial von Werkzeugspitze 1 beabstandete Seiten-Schneiden 31 , 33. Mit dem in der Fig. 5 angedeuteten Fräswerkzeug erfolgt ein Anfräsen einer Werkstückseite 35, die parallel zur Werkzeugachse W ausgerichtet ist. Beim Start der Spanbearbeitung erfolgt in einer Zustellbewegung ein erster Werkzeugkontakt mit der Werkstückfläche 25 über die seitlichen Werkzeugschneiden 31 , 33. Bei weiterem Werkzeug-Eintauchen in das Werkstück-Material kommt es erst zeitlich verzögert zu einer Druckanlage des Dämpfungselements 9 mit der Werkstückfläche 25.
In der Fig. 6 ist ein weiteres Bearbeitungswerkzeug angedeutet. Im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ist in der Fig. 6 das Dämpfungselement 9 ringförmig ausgebildet. In diesem Fall ergibt sich bei der Spanbearbeitung eine ringförmige Druckanlage, wobei die Werkzeugschneiden 37 radial außerhalb des ringförmigen Dämpfungselements 9 ausgebildet sind. In der Fig. 6 sind die Kanalaustritte 29 des Kühlmittelkanals 27 unmittelbar im ringförmigen Dämpfungselement 9 positioniert. In der Fig. 7 sind dagegen die Kanalaustritte 29 sowohl im ringförmigen Dämpfungselement 9 als auch radial innerhalb des ringförmigen Dämpfungselements 9 positioniert. Im Unterschied dazu ist in der Fig. 8 das Dämpfungselement 9 frei von Kanalaustritten 29, während nur radial innerhalb des ringförmigen Dämpfungselements 9 ein Kanalaustritt 29 des Kühlmittelkanals 27 positioniert ist.
In der Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, in dem das Dämpfungselement 9 nicht nur in Axialrichtung nachgiebig gelagert ist, sondern vielmehr auch in Radialrichtung nachgiebig gelagert ist. Auf diese Weise kann sich das Fräswerkzeug während der Spanbearbeitung zusätzlich auch seitlich am Werkstück abstützen. BEZUGSZEICHEN:
I Werkzeugspitze
3, 5, 7 Werkzeugschneiden
9 Dämpfungselement
10 Aufnahmeprofil
I I Anschlaghülse
13 Rückhub-Anschlag
15 Anschlaghülsen-Stirnseite
17 durchmessergrößerer Ringbund
19 Dämpfungsmasse
21 Gewindeeingriff
23 Elementkopf
25 Werkstückfläche
27 Kühlmittelkanal
29 Kanalaustritt
31 , 33 Werkzeugschneiden
35 Werkstück-Seite
37 Werkzeugschneide a Axialabstand h Hubweg
Ax Überstand
G Gebrauchslage
N Nichtgebrauchslage
S Scheitelstelle

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Bearbeitungswerkzeug, mit dem bei Werkzeugrotation um eine Werkzeugachse (W) eine Spanbearbeitung an einer Werkstückfläche (25) oder in einer Werkstück-Bohrung durchführbar ist, wobei das Bearbeitungswerkzeug zumindest ein nachgiebiges Dämpfungselement (9) aufweist, und wobei während der Spanbearbeitung das Bearbeitungswerkzeug über sein Dämpfungselement (9) in Anlage, insbesondere Druckanlage, mit der Werkstückfläche (25) oder der Werkstück-Bohrung ist, wodurch Werkzeug- und Werkstückschwingungen reduzierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug einen Kühlmittelkanal (27) mit zumindest einem Kanalaustritt (29) im Bereich der Kontaktstelle des Dämpfungselements (9) mit der Werkstückfläche (25) aufweist.
2. Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (9) in einer Nichtgebrauchslage (N) mit einem Überstand (Ax) in Axialrichtung und/oder in Radialrichtung zumindest eine Werkzeugschneide (3, 5, 7) oder eine Werkzeugspitze (1 ) überragt, und dass insbesondere das Dämpfungselement (9) während der Spanbearbeitung in einer Gebrauchslage (G) verstellt ist, und zwar unter Aufbrauch des axialen und/oder radialen Überstands (Ax) sowie bevorzugt unter Aufbau einer Rückstellkraft, und/oder dass insbesondere in der Gebrauchslage (G) das Dämpfungselement (9) bis auf Höhe der Werkzeugschneide (3, 5, 7) verstellt ist, um einen Spaneingriff der Werkzeugschneide (3, 5, 7) mit der Werkstückfläche (25) oder der Werkstück-Bohrung zu gewährleisten.
3. Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (9) hubverstellbar im Bearbeitungswerkzeug gelagert ist, und dass das Dämpfungselement (9) in der Nichtgebrauchslage (N) mittels einer Dämpfungsmasse (19) gegen einen Vorhub-Anschlag (11 ) des Werkzeugs drückt, und dass die
Dämpfungsmasse (19) die bei der Spanbearbeitung eingeleitete Energie unter Verformung abbaut, und/oder dass in der Gebrauchslage (G) das Dämpfungselement (9) um einen Hubweg (h) vom Vorhub-Anschlag (11 ) zurückgesetzt ist, und/oder dass bei der Spanbearbeitung das Dämpfungselement (9) in Axialrichtung und/oder in Radialrichtung in Anlage, insbesondere Druckanlage, mit der Werkstückfläche (25) oder mit der Werkstück-Bohrung bringbar ist, und/oder dass insbesondere das Dämpfungselement (9) in Axialrichtung und/oder in Radialrichtung hubverstellbar ist. Bearbeitungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugschneide (3, 5, 7) eine Stirnschneide ist, und dass insbesondere sowohl das Dämpfungselement (9) als auch die Stirnschneide (3,
5, 7) an einer Werkzeugspitze (1 ) des Bearbeitungswerkzeugs angeordnet sind, und/oder dass das Dämpfungselement (9), der Vorhub-Anschlag (11 ), ein Rückhub-Anschlag (13) und/oder die Dämpfermasse (19) Bestandteile einer Hubverstelleinheit sind, die in einem insbesondere hohlzylindrischen, bevorzugt an der Werkzeugspitze (1 ) stirnseitig offenen Aufnahmeprofil (10) des Bearbeitungswerkzeugs einsetzbar ist. Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorhub-Anschlag (11 ) als eine Anschlaghülse realisiert ist, durch die das Dämpfungselement (9) hubverstellbar geführt ist, und/oder dass der Rückhub-Anschlag (13) unter Bildung eines axialen Zwischenraums (14) mit einem Axialabstand (a) vom Vorhub-Anschlag (11 ) beabstandet ist, und dass insbesondere das Dämpfungselement (9) einen durchmessergroßen Ringbund (17) aufweist, der eine Stirnseite (15) der Anschlaghülse (11 ) übergreift sowie zwischen der Anschlaghülsen-Stirnseite (15) und dem Rückhub- Anschlag (13) um einen Hubweg (h) verstellbar ist, und/oder dass die Dämpfermasse (19) zwischen dem Rückhub-Anschlag (13) und dem Dämpfungselement (9) abstützbar ist, und/oder dass der Vorhub- Anschlag (11 ) und/oder der Rückhub-Anschlag (13), insbesondere in Axialrichtung und/oder in Radialrichtung, höhenverstellbar sind, und zwar zur Einstellung der Gebrauchslage (G) und/oder der Nichtgebrauchslage (N).
6. Bearbeitungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (9) ein hülsenförmiges Hohlprofilteil ist, das zumindest entlang der Werkzeugachse (W) verstellbar ist, und/oder dass das Dämpfungselement (9) einen Elementkopf (23) aufweist, der in Kontakt mit der Werkstückfläche (25) oder der Werkstück-Bohrung bringbar ist, und/oder dass insbesondere das Hohlprofil des Dämpfungselements (9) Bestandteil des Kühlmittelkanals (27) ist, und/oder dass im Bereich des Elementkopfes (23) des Dämpfungselements (9) zumindest ein Kanalaustritt (29) ausgebildet ist.
7. Bearbeitungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elementkopf (23) des Dämpfungselements (9) kalottenförmig mit einer auf der Werkzeugachse (W) liegenden Scheitelstelle (S) ausgebildet ist, mittels der im Wesentlichen eine punktförmige Anlage mit der Werkstückfläche (25) oder der Werkstück-Bohrung herstellbar ist.
8. Bearbeitungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (9) ringförmig ausgebildet ist, so dass sich bei der Spanbearbeitung eine ringförmige Anlage ergibt, und dass insbesondere die Werkzeugschneide (37) radial außerhalb des ringförmigen Dämpfungselements (9) angeordnet ist, und/oder dass der zumindest eine Kanalaustritt (29) des Kühlmittelkanals (27) im ringförmigen Dämpfungselement (9) und/oder radial innerhalb des ringförmigen Dämpfungselement (9) positioniert ist.
9. Bearbeitungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungswerkzeug ein Fräswerkzeug zum Eintauchfräsen ist, bei dem in einer Zustellbewegung ein erster Werkzeugkontakt mit der Werkstückfläche (25) oder der Werkstück-Bohrung über das Dämpfungselement (9) erfolgt, und dass insbesondere die sich im Dämpfungselement (9) aufbauende Andrückkraft mit fortschreitender Werkzeug-Zustellung steigt. Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug ein Fräswerkzeug ist, mittels dem ein Anfräsen einer Werkstückseite (35) erfolgt, die parallel zur Werkzeugachse (W) ausgerichtet ist, und dass in einer Zustellbewegung ein erster Werkzeugkontakt mit der Werkstückfläche (25) oder der Werkstück-Bohrung über die Werkzeugschneide (35) erfolgt, wobei es bei weiterem Werkzeug-Eintauchen in das Werkstück-Material zur Anlage des Dämpfungselements (9) mit der Werkstückfläche (25) oder der Werkstück-Bohrung kommt.
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