DE2838434C2

DE2838434C2 - Vorrichtung zum Kühlen eines nicht rotierenden in einem Werkzeughalter eingesetzten spanenden Werkzeuges

Info

Publication number: DE2838434C2
Application number: DE2838434A
Authority: DE
Inventors: Walter Port Bern Dahinden
Original assignee: FA DORNAG PORT BERN CH
Current assignee: FA DORNAG PORT BERN CH
Priority date: 1977-09-15
Filing date: 1978-09-02
Publication date: 1982-06-09
Also published as: JPS5451080A; GB2014485B; IT1160648B; JPS5749346B2; DE2838434A1; CH621957A5; US4213354A; GB2014485A; IT7869125A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen eines nicht rotierenden in einem Werkzeughalter eingesetzten spanenden Werkzeuges, dem über einen im Werkzeughalter vorgesehenen Kanal unter Druck stehendes flüssiges Kühlmittel in freiem Strahl zugeführt ist, mit einem am Werkzeughalter angeordneten Ring und mit mindestens einer im Ring an dessen Stirnseite gehalterten Kugeldüse, deren Bohrung in ihrer Richtung einstellbar ist.

Auf einer Drehbank, insbesondere einer numerisch gesteuerten Drehbank, wird die Schnittbewegung durch das umlaufende Werkstück ausgeführt, so daß das im Werkzeughalter der Drehbank eingesetzte Werkzeug stillstehend bleibt. Es ist bekannt, die Kühlung solcher Werkzeuge, beispielsweise eines Wendelbohrers während des spanabhebenden Arbeitsvorganges auf solche Weise vorzunehmen, daß der Bohrer durch eine vom Bohrer separate Kühlmittelzuführleitung mit Kühlmittel überflutet wird. Es ist weiter auch bekannt, den Wendelbohrer durch einen aus einer einzigen, im Werkzeughalter angeordneten Düse austretenden Kühlmittelstrahl zu bespritzen. In beiden Fällen steht das auf den Wendelbohrer zugeführte Kühlmittel unter Druck.

Durch das DE-GM 71 42 071 ist eine Werkzeugmaschine für eine spanabhebende Bearbeitung mit einer Vorrichtung zum Zuführen von Kühlmittel an die Bearbeitungsstelle bekannt, bei der im Werkzeughalter eine Bohrung angeordnet ist, die als Kühlmittelzuflußleitung dient. Im vordersten Teil der Bohrung ist dort ein Ring eingesetzt, gegen den eine Kugel mittels einer Feder gedrückt wird. Der Ring wird dabei mittels eines Gewindestiftes in dem weiteren Teil der Bohrung gehalten und die eine Durchbohrung aufweisende Kugel kann beliebig verschwenkt werden, um die Richtung des Kühlmittelstrahles zu ändern. Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung ist, daß der Kühlmittelstrahl nicht auf eine beliebige Stelle einer Nut oder auf die Anfänge der Wendelnuten eines Wendelbohrers gerichtet werden kann, da der Ring fest mit dem Werkzeughalter verbunden ist. Außerdem ist der dem Werkzeug zugeführte Strahl des Kühlmittels kein gebündelter Strahl, sondern wird in einer größeren Entfernung von der Kugel diffus.

ίο Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Kühlen eines nicht rotierenden spanenden Werkzeuges zu schaffen, mit der beispielsweise beide Wendelnuten eines Wendelbohrers gleichzeitig und gleichmäßig über ihre ganze Länge beaufschlagt werden können. Insbesondere sollen auch die beiden Wendelnuten eines über 200 mm langen Wendelbohrers durch das Kühlmittel einwandfrei benetzt werden. Des weiteren soll die gewählte Richtung des Kühlmittelstrahls während des spanabhebenden Arbeitsvorganges durch die auf die Zuführmittel des Abkühlmittels geschleuderten Späne nicht beeinflußt oder gar der Strahl unterbrochen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Kühlen eines Wendelbohrers der Ring koaxial zum Wendelbohrer verdrehbar auf dem Werkzeughalter aufgesetzt ist und daß zwei einander gegenüberliegende Kugeldüsen vorgesehen sind, deren Bohrungen im Querschnitt profiliert und jeweils auf den schaftseitigen Auslauf einer Wendelnut des Wendelbohrers ausrichtbar sind.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Düsen und deren Einstellbarkeit ist es möglich, Flüssigkeitsstrahlen hoher Geschwindigkeit genau gezielt in die Wendelnuten zu lenken und dadurch sicher zu stellen, daß die gesamte Länge der Nuten durchströmt wird. Durch die Profilierung des Bohrungsquerschnittes der Kugeldüsen wird ein gebündelter Kühlmittelstrahl erzeugt, der auf die Nuten des Wendelbohrers genau eingestellt werden kann, indem der die Kugeldüsen aufweisende Ring verdreht wird.

Vorzugsweise können die beiden Kugeldüsen gegenüber der Oberfläche der Stirnseite des Ringes versenkt angeordnet sein und durch jeweils zwei Senkschrauben mit jeweils einem geschlitzten Stahlring in der gewünschten Stellung fixiert werden. Die Arretierung der Kugeldüsen durch die Senkschrauben und die geschlitzten Stahlringe reicht gegenüber der bekannten Arretierung durch Federkraft aus, um die durch die Umlenkung der unter hohen Strömungsgeschwindigkeiten austretenden Strahlen hervorgerufenen Rückstoßkräfte aufzunehmen. Die gegenüber der Stirnseite des Ringes versenkte Anordnung der beiden Kugeldüsen verhindert, daß die Düsen durch aufprallende Späne verstellt werden.

Vorteilhafterweise kann das Profil der Düsenbohrung rosettenartig und das Verhältnis Durchmesser/Länge der Düsenbohrung annähernd 1 :1 sein, wodurch erreicht wird, daß beide aus den Kugeldüsen austretenden Kühlmittelstrahlen gebündelt sind und beide Wendelnuten eines Wendelbohrers gleichmäßig mit Kühlmittel beaufschlagt werden.

Durch die US-PS 38 68 195 ist zwar ein koaxial zum Werkzeug angeordneter Ring mit einer Vielzahl von Spritzdüsen bekannt, die hierbei erzeugten Strahlen sind aber nicht nur diffus, sondern verbreitern sich zu ihrem Ende hin. Das Werkzeug ist nicht mit Nuten versehen und rotiert, die erfindungsgemäße Leitwirkung in den Nuten eines Wendelbohrers wird also nicht

verwendet und könnte auch nicht verwendet werden, da die Strahlen des Kühlmittels nicht scharf sind und ausreichende Einstellmöglichkeiten nicht vorhanden sind. Die Spritzdüsen sind dort fest in dem Ring eingebaut

Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend anhand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht eines in einem teilweise im Schnitt dargestellten Werkzeughalter eingesetzten Wendelbohrers mit einer im Schnitt dargestellten Vorrichtung zum Abkühlen des Wendelbohrers, welche Vorrichtu. ig auf dem Werkzeughalter aufgesetzt und mit ihrer Stirnseite dem Wendelbohrer zugewandt ist,

F i g. 2 eine Stirnansicht der Vorrichtung zum Kühlen des Wendelbohrers nach F i g. 1,

Fig.3 eine Stirr>ansicht einer Kugeldüse nach den F i g. 1 und 2 im größeren Maßstab und

Fig.4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 2.

Der in F i g. 1 dargestellte Werkzeughalter 5, der in einer Werkzeugaufnahmevorrichtung aufgenommen ist, weist einen in seinem Körper gebohrten, zur Längsachse des Werkzeughalters 5 parallel verlaufenden Kanal 6a auf, der einerseits mit einer Hauptzuführungsleitung 6 von Kühlmittel 7 und andererseits mit einer Austrittsöffnung an der Stirnseite des Werkzeughalters 5 in Verbindung stehe. Im Werkzeughalter 5 ist mit seinem nicht dargestellten Schaft ein Wendelbohrer 8 eingesetzt. Auf dem dem Wendelbohrer 8 naheliegenden Ende des Werkzeughalters 5 ist ein Ring 1 mit einer Stirnseite drehbar aufgesetzt; die andere Stirnseite des Ringes 1 ist dem Wendelbohrer 8 zugewandt.

Der auf dem Werkzeughalter 5 aufgesetzte Ring 1 ist durch im Werkzeughalter 5 angeordnete Gummiringe 11,12 abgedichtet. Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, weist der Ring 1 zwei gegenüberliegende Arretierschrauben 9 auf, mittels welcher er in seiner Drehbewegung um die Längsachse des Werkzeughalters 5 in einer Nut 13 des Werkzeughalters 5 in der gewünschten Stellung arretiert werden kann. In der Stirnseite des Ringes 1 sind zwei gegenüberliegende Kugeldüsen 2 schwenkbar und gegenüber der Oberfläche der Stirnseite versenkt eingesetzt. Die gewünschte Stellung dieser Kugeldüsen 2 kann mittels jeweils zweier Senkschrauben 3 und jeweils eines geschlitzten Stahlringes 4 fixiert werden.

Wie aus der F i g. 3 zu entnehmen ist, ist dss Profil 10 der Bohrung der Kugeldüse 2 rosettenartig ausgebildet. Es ist auch möglich, dem Profil der Düsenbohrung eine andere Gestaltung zu geben. Durch das bevorzugte rosettenartige Profil 10 der Düsenbohrung wird erreicht, daß das Hauptvolumen des durch die Düse 2 strömenden Kühlmittels am Umfang der Düsenbohrung bleibt und nur teilweise im Inneren der Hauptbohrung fließt Dadurch wird die Rotation des Kühlmittelstromes stark reduziert. Die Kugeldüse 2 kann in der Bohrung der Stirnseite des Ringes 1 dank ihrer Form in gewissem Grade geschwenkt werden, und wie oben erwähnt, mittels der Senkschrauben 3 und des geschlitzten Stahlringes 4 in der gewünschten Stellung fixiert

ίο werden. Sie ist von der Oberfläche der Stirnseite des Ringes 1 deswegen versenkt, um zu vermeiden, daß sie durch während des Arbeitsvorganges aus einem nicht dargestellten Werkstück herausschießende Späne aus ihrer fixierten Stellung verstellt wird.

Ebenfalls sind gegenüber der Oberfläche der Stirnseite des Ringes 1 die Senkschrauben 3 versenkt, wie es am besten aus F i g. 4 sichtbar ist. Das Verhältnis Durchmesser/Länge der Düsenbohrung ist etwa 1:1.
Das Kühlmittel 7 wird durch nicht dargestellte Kühlmitte'.pumpen in die Hauptzuführleitung 6 und weiter in den Kanal 6a des Werkzeughalters 5 geführt Das Kühlmittel 7 tritt dann in die durch den aufgesetzten Ring 1 an der Stirnseite des Werkzeughalters 5 gebildete Kammer und von hier aus gleichzeitig in beide Kugeldüsen 2 ein. Die Kugeldüsen 2 werden so eingestellt, daß der jeweilige, aus ihnen austretende Kühlmittelstrahl auf den entsprechenden Anfang der Wendelnuten des Wendelbohrers 8 ausgerichtet wird. Die zwei voneinander getrennten gebündelten Kühlmittelstrahlen werden so gleichzeitig auf jede Nut des Wendelbohrers 8 unter Druck gespritzt. Zur Beruhigung des Kühlmittelstrahles dient die Profilgebung der Düsenbohrungen. Wenn der Durchmesser dieser Bohrungen in mehrere Kanäle, die z. B. einen Durch-

Yj messer von 2 mm aufweisen, aufgeteilt wird, wird der Strahl beruhigt und gebündelt gespritzt. Mit solch gebündelten Strahlen können auch Wendelbohrer mit einer Länge von über 200 mm auf beiden Wendelnuten mit Kühlmittel bespritzt werden. Da die Lage des Anfanges jeder Nut des Wendelbohrers mit dem Schaft nicht normiert ist, muß der Ring 1 mit den Kugeldüsen 2 am Werkzeughalter 5 drehbar angeordnet sein, damit die durch die Düsen austretenden Strahlen des Kühlmittels 7 gegen den entsprechenden Anfang der Wendelnuten des Wendelbohrers 8 gerichtet werden können. In der richtigen Stellung wird dann der Ring 1, wie oben beschrieben, am Werkzeughalter 5 durch die Arretierschrauben 9 arretiert.

Durch die oben beschriebene Vorrichtung wird eine ausgiebige Kühlung des während des Arbeitsvorganges stationären Wendelbohrers sichergestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Kühlen eines nicht rotierenden in einem Werkzeughalter eingesetzten spanenden Werkzeuges, dem über einen im Werkzeughalter vorgesehenen Kanal unter Druck stehendes flüssiges Kühlmittel in freiem Strahl zugeführt ist, mit einem am Werkzeughalter angeordneten Ring und mit mindestens einer im Ring an dessen Stirnseite gehalterten Kugeldüse, deren Bohrung in ihrer Richtung einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Kühlen eines Wendelbohrer der Ring (1) koaxial zum Wendelbohrer (8) verdrehbar auf dem Werkzeughalter (5) aufgesetzt ist und daß zwei einander gegenüberliegende Kugeldüsen (2) vorgesehen sind, deren Bohrungen im Querschnitt profiliert und jeweils auf den schaftseitigen Auslauf einer Wendelnut des Wendelbohrers (8) ausrichtbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kugeldüsen (2) gegenüber der Oberfläche der Stirnseite des Ringes (1) versenkt angeordnet und durch jeweils zwei Senkschrauben (3) mit jeweils einem geschlitzten Stahlring (4) in der gewünschten Stellung fixierbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (10) der Düsenbohrung rosettenartig und das Verhältnis Durchmesser/Länge der Düsenbohrung annähernd 1 :1 ist.