DE202004008566U1

DE202004008566U1 - Hochleistungsreibahle für MMS

Info

Publication number: DE202004008566U1
Application number: DE200420008566
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-05-26
Filing date: 2004-05-26
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2014-05-27
Also published as: WO2005115666A3; WO2005115666A2

Abstract

Rotierendes Schaftwerkzeug 1 mit einem Scheidkopf 2, bestehend aus Werkzeugschneiden 3 und einem Nutenauslaufbereich 4, einem Reibahlenschaft 5 und einen axial durch den Reibahlenschaft geführten Kühlmittelkanal 6, mit einer zwischen dem Nutenauslaufbereich und dem Schaft erstreckender Hülse 7, dadurch gekennzeichnet, das der Kühlkanal vom Schaftende bis zum Nutenauslaufbereich einen konstanten Querschnitt besitzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibahle für die Mindermengenschmierung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus der EP0579371 B1 ist ein rotierendes Schaftwerkzeug bekannt geworden, das in eine Werkzeugbefestigungsbohrung eines Werkzeughalters eingesetzt wird. Die Werkzeugbefestigungsbohrung ist mit einem Hauptkanal verbunden. Das Kühl-/Schmiermittel wird durch den Hauptkanal und dann in die Werkzeugbefestigungsbohrung geleitet. Aus dieser Vorveröffentlichung ist ein rotierendes einstückiges aufgebautes Schaftwerkzeug bekannt, welches parallel zur Achse verlaufende Kühlkanäle besitzt. Das rotierende Schneidwerkzeug dient zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks umfassend einen Schaft, der zum Einsetzen in eine Werkzeugbefestigungsbohrung einer Werkzeughalterung ausgebildet ist, einen Schneidteil, der einstückig mit dem Schaft ausgebildet ist und spiralförmige Schneidkanten aufweist, wobei die Schneidkanten an einem fielen Ende des Schneidwerkzeugs enden und im wesentlichen eine Schneidarbeit an dem freien Ende ausführen und mindest einen Kühlkanal an einer äußeren Oberfläche des Schneidwerkzeugs von dem hinteren Ende des Schaftes zu dem freien Ende des Schneidwerkzeugs in Richtung parallel zu einer Achse des Schneidwerkzeugs verläuft und das die Öffnung des mindestens einen Kühlmittelkanals einer Spanfläche der entsprechenden Schneidkante an dem freien Ende des Schneidwerkzeugs gegenüberliegt, so dass das Kühlmittel direkt auf die Spanflächen der Schneidkanten an dem freien Ende des Schneidwerkzeugs ohne Unterbrechung aufgebracht wird.
Aus der EP 0556801 B1 ist ein rotierendes Schneidwerkzeug bekannt geworden, das aus einem zylindrischen Schaft und einem auf dem Schaft aufgebrachten Schneidkopf besteht. In dem als Formkopf ausgebildeten Schneidkopf sind Spannuten eingebracht, dem sich ein Nutenauslaufbereich anschließt. Konzentrisch zum zylindrischen Schaft ist in diesem ein Hauptkanal für Kühl /-Schmiermittel vorgesehen, von dem in seinem Endbereich bei dem Schneidkopf mindestens zwei Zweigkanäle von dem Hauptkanal senkrecht nach außen führen und dort jeweils eine Mündung bilden. Diese sind jeweils in dem Nutenauslaufbereich angeordnet, der von einer Hülse umgeben ist. Die Hülse erstreckt sich dabei von dem Schaft bis zum Nutenauslaufbereich des Schneidkopfes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kühlmittelzufuhr zu rotierenden Zerspanungswerkzeugen zu ermöglichen, das mit einem zylindrischen Schaft, sowie einen in den zylindrischen Schaft eingesetzten Schneikopf aufweist, wie dies aus der DE 195 44 556 vorveröffentlicht wurde. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt aufgrund der Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen zu entnehmen und bilden Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Es zeigen:
1 die Gesamtansicht einer Reibahle
2 eine stirnseitige Ansicht auf die Schnittstelle nach 1
3 einen Axialschnitt durch die Schnittstelle Übergang Schneidkopf /Werkzeugschaft
4 einen Radialschnitt der Schnittstelle nach 3
Die Reibahle 1 hat einen Schaft, an dessen vorderen Ende der Schneidkopf in einer Hülse eingeformt ist und dessen hinteres Ende dafür vorgesehen ist, in einem üblichen Aufnahmefutter einer Werkzeugmaschine aufgenommen zu werden. Für die Zufuhr des Kühl- und Schmiermittels erstreckt sich durch den Schaft bis zum Nutenauslaufbereich ein Axialkanal 4, welcher von einer Hülse 7 umgeben ist und zusammen einen Kühlkanal bildet.
Für eine möglichst starke Kühl-, Schmier- und Spülwirkung sind in der Reibahle möglichst große Strömungsquerschnitte vorzusehen, wobei die Anforderungen an die Festigkeit zu berücksichtigen sind. In der DE19522141 C2 und EP0556801 Al sind Zweigkanäle beschrieben die vom Hauptkanal in die jeweiligen Nuten führen, wobei bei derartigen rotierenden Schaftwerkzeugen problematisch ist, dass insbesondere Ausbildungen von kleineren Durchmessern, wie beispielsweise unter 6mm, eine derartige Ausführungsform den erforderlichen Kräften nicht standhalten kann, da die wenigstens zwei senkrecht zum Hauptkanal angeordneten Bohrungen den Querschnitt stark schwächen, so das Torsions- und Biegespannungen nicht aufgenommen werden können.
In der US Patentschrift US 3,199,382 ist eine Reibahle beschrieben, die aus einem Schneidkopf und einem Werkzeugschaft besteht. Der Schneidkopf besitzt einen Nutenauslaufbereich, wobei sich der Nutenauslaufbereich im Werkzeugschaft befindet, wobei der Nutenauslaufbereich und der Werkzeugschaft einen geschlossenen Kühlkanal bilden.
Ausführungsbeispiele wie diese sind in der EP 0776727 und DE 1012198 A1 beschrieben, welche durch eine konstruktiv verbesserte Lösung die Festigkeit der Reibahle erhöhen.
All die oben aufgeführten Ausführungsbeispiele haben aber den Nachteil, dass die Kühlkanalquerschnitte vom hinteren Ende des Hauptkanals bis zum Nutenauslaufbereich des Schneidkopfs unterschiedliche Kühlkanalquerschnitte aufweisen. Die unterschiedlichen Kühlkanalquerschnitte haben zur Folge, dass das Schmiermittel (Luft mit feinen Oeltröpfchen) in der Mindermengenschmierung (MMS) stark verwirbelt bzw. abgebremst wird, d.h. in Folge der unterschiedlichen Kühlkanalquerschnitte prallen die feinen Oeltröpfchen auf die vergrößerten bzw. verkleinerten Übergänge, was zur Folge hat, dass die abgelenkten Strömungsanteile wieder auf die in Strömungsrichtung nicht abgelenkten Strömungsanteile treffen und es dadurch zu Verwirbelungen kommt.
Es wurde deshalb untersucht, ob bei gattungsgemäßen Vollhartmetall Reibahlen die Möglichkeit besteht, konstante Kühlkanalquerschnitte einzubringen, um dadurch einen konstanten Schmiermittelstrom d.h. reduzierte Verwirbelungen zu erhalten.
Mindermengenschmierung (MMS) im Sinne der vorliegenden Anmeldung erfolgt bei einem Luftdruck von 4 bar bis 6 bar und eine Ölzumischung pro Werkzeug von 15ml/h bis 60 ml/h, insbesondere 20 ml/h bis 50 ml/h.
Versuche und Simulationen haben ergeben, dass durch die konische Ausgestaltung 3 der Schnittstelle 8 zwischen Werkzeugkopfende und Werkzeugschaft, welche die gleiche Kühlkanalquerschnittsfläche 6 aufweist, die Strömungsbedingungen des Schmiermittelstroms verbessert werden und somit Wirbelbildungen reduziert werden. Die erfinderische Ausführung hat den Vorteil, dass die lokalen Geschwindigkeitskomponenten in Querrichtung, d.h. turbulente Strömungsanteile bzw. die Strömungsverluste verringert werden und somit die Strömungsgeschwindigkeit ansteigt. Mit der erfindungsgemäß bewirkten Dämpfung der Strömungsschwingungen und Wirbelreduzierung konnte eine Steigerung des Kühlmitteldurchsatzes erzielt werden.

Claims

Rotierendes Schaftwerkzeug 1 mit einem Scheidkopf 2, bestehend aus Werkzeugschneiden 3 und einem Nutenauslaufbereich 4, einem Reibahlenschaft 5 und einen axial durch den Reibahlenschaft geführten Kühlmittelkanal 6, mit einer zwischen dem Nutenauslaufbereich und dem Schaft erstreckender Hülse 7, dadurch gekennzeichnet, das der Kühlkanal vom Schaftende bis zum Nutenauslaufbereich einen konstanten Querschnitt besitzt.
Rotierendes Schaftwerkzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Schaftende ein konisches Ende besitzt.
Rotierendes Schaftwerkzeug nach Anspruch 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanalübergang zum Nutenauslaufbereich eine konische Geometrie besitzt.
Rotierendes Schaftwerkzeug nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Nutenauslauf wendelförmig ausgestaltet ist.
Rotierendes Schaftwerkzeug nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Nutenauslauf geradlinig verläuft.