WO2007025679A1

WO2007025679A1 - Werkzeug zur spanenden bearbeitung von werkstücken

Info

Publication number: WO2007025679A1
Application number: PCT/EP2006/008348
Authority: WO
Inventors: Dieter Kress; Friedrich Häberle
Original assignee: MAPAL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG
Priority date: 2005-08-29
Filing date: 2006-08-25
Publication date: 2007-03-08
Also published as: DE102005041331A1

Abstract

Es wird ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken, mit mindestens einer geometrisch definierten Schneide, mit einem eine Stirnfläche (11) aufweisenden Schaft (3), mit einem am Schaft (3) befestigten, eine Anlagefläche (17) und eine Stirnfläche (23) aufweisenden Kopf (5) vorgeschlagen, wobei die Anlagefläche (17) an der Stirnfläche (11) anliegt, die Stirnfläche (11) des Schafts (3) eine erste Struktur (15) aufweist, der Kopf (5) an seiner der Stirnfläche (11 ) zugewandten Anlagefläche (17) eine zweite Struktur (19) um- fasst, wobei die eine Struktur so ausgebildet ist, dass sie in die andere Struktur so eingreift, dass ein in den Schaft (3) eingeleitetes Drehmoment auf den Kopf (5) übertragbar ist. Das Werkzeug zeichnet sich dadurch aus, dass der Kopf (5) auf den Schaft (3) auflötbar ist, der Kopf (5) an seiner Stirnseite (23) eine Hartstoffschicht (21) aufweist, und dass zumindest Teile der geometrisch definierten Schneide aus der Hartstoffschicht (21) herausgearbeitet sind.

Description

Werkzeug zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfah- ren zur Herstellung eines Werkzeugs zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken gemäß Oberbegriff des Anspruchs 21.

Werkzeuge und Verfahren der hier angesprochenen Art sind bekannt. Insbesondere bei der Bearbeitung von Bohrungen in Werkstücken aus gehärteten Materialien oder Gusswerkstoffen be- ziehungsweise Nichteisen-Metallen (NE-Metallen) werden Werkzeuge eingesetzt, die mit Schneiden aus polykristallinem Bornitrid (PKB) oder polykristallinem Diamant (PKD) bestückt sind. Dabei sind die Schneiden in die Grundkörper der Werkzeuge eingesetzt und in geeignete Nuten eingelötet. Aus fertigungstechnischen Gründen ist es nicht möglich, Werkzeuge zu realisieren, deren Durchmesser kleiner ist als cirka 6 mm. Dabei ist die Herstellung derartiger Werkzeuge nur unter erheblichem Aufwand möglich. Insbesondere das Einlöten von Blanks, also Grundkörpern, für die Herstellung von Schneiden, ist sehr problematisch, weil alle Blanks eines Werkzeugs gleichzeitig eingelötet werden müssen. Der Schaft ist nämlich zu klein, als dass einzelne Partien separat auf Löttemperatur gebracht werden könnten. Bei den Dimensionen der hier angesprochenen Art wird das gesamte Werkzeug so heiß, dass sich bereits eingelötete Blanks beim Einlöten weiterer Blanks sich wieder lösen würden. Außerdem ist die zur Befestigung der Schneiden verfügbare Lötfläche bei derartig kleinen Werkzeugdurchmessern so klein, dass die Schneiden im Werkzeug relativ schlecht halten beziehungsweise nur geringe Bear- beitungskräfte aufnehmen können. Dabei ist der Halt der Schneiden umso kleiner, je kleiner der Durchmesser des Werkzeugs ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken zu schaffen, das geometrisch definier- te Schneiden aus polykristallinem Bornitrid oder aus polykristallinem Diamant umfasst und dabei einen Durchmesser aufweist, der deutlich kleiner ist als 6 mm, beispielsweise in einem Bereich von 1 ,5 mm bis 4 mm, insbesondere von 2 mm bis 3 mm liegt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Werkzeug vorgeschlagen, das die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Es zeichnet sich durch einen an einem Schaft angebrachten Kopf aus, der mittels eines Lötverfahrens befestigt ist und eine Hartstoffschicht im Bereich seiner Stirnfläche aufweist, in deren Bereich zumindest Teile der geometrisch definierten Schneide vorgesehen sind. Dadurch, dass der genannte Kopf des Werkzeugs mit einer Hartstoffschicht versehen ist, in deren Bereich die Schneiden des Werkzeugs realisiert werden, ist es nicht mehr erforderlich, einzelne Schneiden aus polykristallinem Bornitrid oder aus polykristallinem Diamant in das Werkzeug einzusetzen. Da die Hartstoffschicht sich über einen größeren Be- reich des Kopfes erstreckt, ist sie sehr gut mit dem Kopf verbunden, sodass die im Bereich der Hartstoffschicht vorgesehenen geometrisch definierten Schneiden hohe Schneidkräfte aufnehmen können.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Aufgabe der Erfindung ist es außerdem, ein Verfahren bereitzustel- len, mit dessen Hilfe Werkzeuge zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken hergestellt werden können, die die oben genannten Nachteile nicht aufweisen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 21 vorgeschlagen, bei dem ein Kopf an einen Schaft eines Werkzeugs angelötet wird. Dabei wird der Kopf, vorzugsweise vor der Anbringung am Schaft, mit einer Hartstoffschicht versehen. Zumindest in diese wird mindestens eine Nut eingebracht, um wenigstens eine geometrisch definierte Schneide zu realisieren. Wesentlich ist also, dass nach dem Aufsetzen des Kopfes auf den Schaft des Werkzeugs eine Hartstoffschicht bereitsteht, in die mindestens eine Schneide eingearbeitet werden kann. Es ist also nicht mehr erforderlich, in das Werkzeug einzelne Schneiden einzulöten.

Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Prinzipskizze eines Rohlings eines Werkzeugs in

Explosionsdarstellung;

Figur 2 eine perspektivische Unteransicht eines Kopfes des Rohlings gemäß Figur 1 und

Figur 3 eine perspektivische Ansicht eines fertigen Werkzeugs.

Der in Figur 1 dargestellte Rohling eins Werkzeugs 1 umfasst einen Schaft 3 und einen, hier in Explosionsdarstellung in einem Abstand zum Schaft angeordneten Kopf 5. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schaft 3 im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist über die hier dargestellte Länge einen gleichmäßigen Außendurchmesser auf. Das dem Kopf 5 abgewandte Ende 7 des Schafts 3 ist abgebrochen, sodass dessen Ausgestaltung hier nicht erkennbar ist. Es sei hier darauf hingewiesen, dass dieses Ende 7 einen größeren Außendurchmesser aufweisen und speziell ausgestaltet sein kann, um die Aufnahme in einer Werkzeugmaschine oder aber in einem Zwischenstück, einem Adapter oder dergleichen zu ermöglichen.

An den dem Kopf 5 zugewandten Ende 9 des Schafts 3 ist eine Stirnfläche 11 vorgesehen, die in einer gedachten Ebene liegt, auf der die Mittelachse 13 des Werkzeugs 1 senkrecht steht. Hier sei festgehalten, dass das Werkzeug 1 bei der spanenden Bearbeitung von Werkstücken in der Regel in Rotation versetzt wird und sich damit um die Mittelachse 13 dreht, während es mit einem zu bearbeitenden Werkstück in Eingriff gebracht wird. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, das Werkzeug 1 festzuhalten und das Werk- stück in Rotation zu versetzen. Entscheidend ist eine Relativdrehung zwischen Werkzeug 1 und Werkstück.

Der Prinzipskizze ist zu entnehmen, dass in die Stirnfläche 11 eine erste Struktur 15 eingebracht ist, hier mindestens eine V-förmige Nut, die sich über den gesamten Querschnitt der Stirnfläche 11 er- streckt und entlang einer gedachten Durchmesserlinie verläuft, die also die Mittelachse 13 schneidet.

Der Kopf 5 ist auf seiner dem Schaft 3 und damit dessen Stirnfläche 11 zugewandten Anlagefläche 17 mit einer zweiten Struktur 19 versehen, die in die erste Struktur 15 eingreift. Dadurch ist ein in den Schaft 3 eingeleitetes Drehmoment auf den Kopf 5 übertragbar.

Auf der der Anlagefläche 17 gegenüberliegenden Seite ist der Kopf 5 mit einer Hartstoff Schicht 21 versehen, deren Dicke an die spätere Ausgestaltung des Kopfs 5 angepasst wird. Vorzugsweise erstreckt sich die Hartstoffschicht 21 über die ganze, der Anlagefläche 17 gegenüberliegende Stirnseite 23 des Kopfs 5. Grundsätzlich ist aber auch ein Hartstoffring auf die Stirnseite 21 aufbringbar, dessen Durchmesser an die spätere Verwendung des Kopfs 5 angepasst ist.

Bei dem hier dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel des Werkzeugs 1 ist die Stirnseite 23 in einer gedachten Ebene angeordnet, auf der die Mittelachse 13 senkrecht steht. Da auch die Anlagefläche 17 in einer gedachten Ebene liegt, auf der die Mittelachse 13 senkrecht steht, verläuft die Stirnseite 23 parallel zur Anlagefläche 17. Da die Hartstoffschicht 21 hier mit einer gleichmäßig durchgehenden Dicke ausgebildet ist, ist deren Oberfläche 25 ebenfalls in einer gedachten Ebene angeordnet, auf der die Mittelachse 13 senkrecht steht.

Das Werkzeug 1 zeichnet sich dadurch aus, dass der Kopf 5 auf den Schaft 3 aufgelötet ist. Der Abstand zwischen der Anlagefläche 17 und der Hartstoffschicht 21 , also die in Richtung der Mittelachse 13 gemessene Länge des Kopfs 5, kann so gewählt werden, dass die im Berührungsbereich zwischen der Anlagefläche 17 des Kopfs 5 und der Stirnfläche 11 des Schafts 3 beim Lötvorgang gegebene Wärme die Hartstoffschicht 21 nicht schädigt.

Figur 2 zeigt eine perspektivische Unteransicht des Kopfs 5 des Werkzeugs 1 gemäß Figur 1. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Be- Schreibung verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden. Bei der hier gewählten Darstellung ist der Kopf 5 gegenüber der in Figur 1 gewählten deutlich vergrößert. Er ist ebenfalls im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet.

Es ist erkennbar, dass auf der dem Betrachter zugewandten Anlagefläche 17 des Kopfs 5 eine mindestens eine Erhöhung aufweisende zweite Struktur 19 realisiert ist. Diese wird so gewählt, dass sie in eine erste Struktur 15 auf der Stirnfläche 11 des Schafts 3 eingreifen kann.

Letztlich ist es belanglos, wie die erste Struktur 15 und die zweite Struktur 17 und ob auf der Stirnfläche 11 Vertiefungen und/oder Er- höhungen und entsprechend auf der Anlagefläche 17 Erhöhungen und/oder Vertiefungen ausgebildet sind, sofern gewährleistet ist, dass von dem Schaft 3 ein Drehmoment auf den Kopf 5 übertragen werden kann. Zu bedenken ist, dass das hier beschriebene Werkzeug 1 auch mit sehr kleinen Durchmessern realisiert wird, dass also die Strukturen einerseits auf der Stirnfläche 11 , andererseits auf der Anlagefläche 17 sehr klein sind. Daher werden diese bevorzugt mittels nicht spanender Verfahren hergestellt, beispielsweise durch Laser- oder Erosionsverfahren, wobei Erhebungen der Strukturen vorzugsweise durch Senkerosion und Vertiefungen vorzugsweise durch Drahterosion hergestellt werden.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf der Anlagefläche 17 des Kopfs 5 eine zweite Struktur 19 realisiert, die zwei entlang von gedachten Durchmesserlinien verlaufende, senkrecht aufeinander stehende Rippen 27 und 29 umfasst, deren Querschnitt dreieckförmig beziehungsweise V-förmig ist. Andere Querschnittsformen sind ebenfalls möglich. Sie müssen nicht identisch gewählt werden wie die Querschnittsform der die Rippen 27, 29 aufnehmen- den Nuten der ersten Struktur 15. Sie müssen lediglich geeignet sein, möglichst spielarm in die Nuten einzugreifen.

Die senkrecht aufeinander stehenden Rippen 27 und 29 greifen also in entsprechend angeordnete, die erste Struktur 15 darstellende Ver- tiefungen in der Stirnfläche 11 des Schafts 3 ein. Sie bewirken wegen der hier gewählten Anordnung eine Zentrierung des Kopfs 5 auf dem Schaft 3, sodass die Verbindung zwischen Kopf 5 und Schaft 3 auf einfache Weise realisierbar ist: Es bedarf keiner besonderen Hilfsmittel, die beiden Teile während des Verbindungsvorgangs zu zentrieren. Wenn auf der Stirnfläche 11 des Schafts 3 zwei senkrecht zueinander verlaufende Rinnen vorgesehen werden, von denen eine in Figur 1 erkennbar ist, reicht es grundsätzlich aus, auf der Anlagefläche 17 des Kopfs 5 Vorsprünge vorzusehen, vorzugsweise wegen der Zentrierung mindestens drei, die in die die erste Struktur 15 bildenden Rinnen eingreifen. Ein maximales Drehmoment lässt sich allerdings dann übertragen, wenn, wie in Figur 2 dargestellt, zur Realisierung der zweiten Struktur 19 über den Durchmesser der Anlagefläche 17 verlaufende, senkrecht aufeinander stehende Rinnen 27 und 29 vorgesehen werden, die in entsprechende Rinnen der ers- ten Struktur 15 auf der Stirnfläche 11 eingreifen.

Besonders bevorzugt ist es, die erste und zweite Struktur komplementär auszubilden, weil sich dadurch die größten Anlageflächen und die Möglichkeit der Übertragung eines maximalen Drehmoments ergeben.

Aus den Erläuterungen wird deutlich, dass zur Zentrierung der beiden Teile des Werkzeugs 1 auch drei sternförmig angeordnete Rinnen beziehungsweise Vorsprünge vorgesehen werden können. Die Art der Ausgestaltung der Strukturen 15 und 19 ist also in einem weiten Rahmen wählbar und an gewünschte Gegebenheiten anpassbar.

Figur 1 zeigt ein Werkzeug 1 vor der Einbringung besonderer Außenstrukturen, also einen Rohling. Wird der Kopf 5 auf den Schaft 3 aufgelötet, ergibt sich gemäß Figur 1 ein durchgehend zylindrisch ausgebildetes Werkzeug 1 , das über die hier sichtbare Länge einen gleichmäßigen Außendurchmesser aufweist, also stoßfrei vom Schaft 3 zum Kopf 5 übergeht.

Zur Herstellung des fertigen Werkzeugs 1 kann in die Umfangsfläche des Rohlings, also in die Umfangsfläche U1 des Kopfs 5 und gegebenenfalls die Umfangsfläche U2 des Schafts 3, mindestens eine Nut N eingebracht werden. Diese sollte sich zumindest über die Dicke der Hartstoffschicht 21 erstrecken, um hier eine geometrisch definierte Schneide auszubilden. Wie bei bekannten Werkzeugen üblich, ist bezüglich der auf diese Weise hergestellten Schneide eine -in Drehrichtung des Werkzeugs 1 gesehen- voreilende als Span- Nut ausgebildete Nut N vorgesehen. Diese erstreckt sich zumindest über den Bereich der aktiven Schneide, also der Schneide, die mit einem zu bearbeitenden Werkstück in Eingriff tritt. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass sich die Schneide und die Nut N nicht nur über die Dicke der Hartstoffschicht, sondern zumindest über die Länge des Kopfs 5 erstrecken und vorzugsweise auch bis in den Schaft 3 reichen.

Die der Erzeugung der mindestens einen Schneide dienende we- nigstens eine Nut N wird in der Umfangsfläche des Werkzeugs 1 vorzugsweise so angeordnet, dass sie die erste Struktur 5 und die zweite Struktur 19 nicht schädigt. Es wird also vorzugsweise darauf geachtet, dass eine in die Umfangsfläche des Werkzeugs 1 eingebrachte Nut weder eine der Rippen 27 noch eine der Vertiefungen in der Stirnfläche 11 des Schafts 3 schneidet. Dadurch bleiben die Strukturen über den gesamten Durchmesser des Werkzeugs 1 erhal- ten und können ein maximales Drehmoment übertragen.

Die mindestens eine Nut N, die sich in der Umfangsfläche des Werkzeugs 1 wenigstens über die in Richtung der Längsachse 13 gemessene Dicke der Hartstoffschicht 1 erstreckt, kann parallel zur Mittelachse 13 verlaufen oder aber entlang einer gedachten Schrauben- linie, die konzentrisch zur Mittelachse 13 verläuft.

Es ist also sehr wohl möglich, das Werkzeug 1 als Fräser, Bohrer, Reibahle oder dergleichen zu realisieren.

Besonders vorteilhaft ist es, dass die Hartstoffschicht 21 eine große Anlagefläche an der Stirnseite 23 des Kopfs 5 aufweist, also große Kräfte aufnehmen kann. Dabei ist es relativ einfach möglich, die Hartstoffschicht 21 zu bearbeiten, um gewünschte Schneiden zu realisieren, die sich auch bis in die Oberseite 25 der Hartstoffschicht 21 erstrecken können. Es wird deutlich, dass bei der Herstellung der Schneiden keinerlei Lötarbeiten nötig sind. Es muss nur der Kopf 5 auf den Schaft 3 aufgelötet werden, um den Rohling des Werkzeugs 1 herzustellen, der dann auf geeignete spanende oder nicht spanende Weise bearbeitet werden kann, um Schneiden, Span-Nuten und sonstige gewünschte Geometrien zu erzeugen. Vorzugsweise wird die Hartstoffschicht 21 auf die Stirnseite 23 des Kopfs 5 aufgebracht, bevor dieser mit dem Schaft 3 verlötet wird. Dadurch wird verhindert, dass die Lötverbindung zwischen Kopf 5 und Schaft 3 durch das Aufbringen der Hartstoffschicht Schaden nimmt. Es ist deutlich, dass auch bei Werkzeugen mit sehr kleinem Durchmesser der Kopf 5 relativ einfach handhabbar ist, zumal dessen in Richtung der Mittelachse 13 gemessene Länge variabel und an verschiedene Einsatzfälle anpassbar ist.

Bereits die Darstellung gemäß Figur 1 lässt erkennen, dass der Einsatz von separaten Schneiden in die Umfangsfläche des Werkzeugs 1 mittels eines Lötverfahrens sehr aufwendig, praktisch unmöglich ist, besonders dann, wenn sehr kleine Außendurchmesser des Werkzeugs 1 realisiert werden.

Die Erläuterungen zu den Figuren 1 und 2 zeigen auch, dass das Verfahren zur Herstellung des Werkzeugs 1 sehr einfach ist. Es bedarf lediglich der Realisierung einer ersten Struktur 15 auf der Stirnfläche 11 des Schafts 3 und einer zweiten Struktur 19 auf der Anlagefläche 17 des Kopfs 5, um ein Drehmoment vom Schaft 3 auf den Kopf 5 problemlos übertragen zu können. Vorzugsweise werden die Strukturen 15 und 19 so ausgebildet, dass sich der Kopf 5 selbsttätig auf dem Schaft 3 zentriert, während dieser am Schaft angelötet wird.

Die Aufbringung der Hartstoffschicht 21 auf der Stirnseite 23 des Kopfs 5 ist auf einfache, bekannte Weise möglich. Vorzugsweise wird hier eine polykristalline Bornitrid-Schicht (PKB-Schicht) realisiert oder aber eine polykristalline Diamant-Schicht (PKD-Schicht).

Der Kopf 5 kann aus einem auch als Ronde bezeichneten Grundelement ausgeschnitten werden, vorzugsweise in einem nichtspanenden Verfahren, insbesondere mittels eines Lasers oder mittels Drahterosion. Dabei ist es sehr wohl möglich, auch eine Umfangsfläche 111 des Kopfs 5 zu realisieren, die von der in Figur 1 dargestellten zylindrischen Fläche abweicht, und die der gewünschten Außenkontur des fertigen Werkzeugs 1 bereits mehr oder weniger entspricht. Es be- darf hier nur noch einer Schleifbearbeitung des Kopfs 5, um insbesondere dessen Hartstoffschicht 21 so auszugestalten, dass hier gewünschte Schneiden realisiert sind. Vorzugsweise ist die Außenkontur des Kopfs 5 über dessen gesamte Länge gleich. Die Vorgabe einer bestimmten Außenkontur des Kopfs 5 vor dem Auflöten auf den Schaft 3 ist besonders dann sinnvoll, wenn für die Hartstoffschicht 21 eine PKD-Schicht gewählt wird, deren Bearbeitung aufgrund der besonderen Härte zeitaufwendig und teuer ist. Wird zumindest im Bereich des Kopfs 5 die Außenkontur des fertigen Werkzeug bereits vorgegeben, bedarf es lediglich geringer Schleifarbei- ten, um das Werkzeugs 1 beziehungsweise die mindestens eine Schneide im Bereich der Hartstoffschicht 21 fertigzustellen.

Ein fertiges Werkzeug 1 ist in Figur 3 dargestellt. Es weist einen Schaft 3 sowie einen Kopf 5 auf, der hier auf die Stirnfläche 11 des Schafts 3 aufgelötet ist, sodass dessen Anlagefläche 17 nahtlos an der Stirnfläche 11 anliegt.

An der dem Schaft 3 abgewandten Oberseite 25 des Kopfs 5 ist die Hartstoffschicht 21 vorgesehen.

Bei der Darstellung gemäß Figur 3 ist ein vollständiges Werkzeug 1 dargestellt. Beispielhaft geht hier der Schaft 3 in einen Befestigungs- bereich 31 über, der einen größeren Außendurchmesser als der Schaft 3 aufweist und an die Aufnahme einer Werkzeugmaschine, eines Adapters, eines Zwischenstücks oder dergleichen angepasst ist, sodass das Werkzeug 1 leicht befestigt werden kann. Der Rohling des Werkzeugs 1 kann vor dem Herausarbeiten der Kontur des Schafts 3 und des Kopfs 5 über seine gesamte Länge einen konstanten Durchmesser und eine einheitliche Außenkontur aufweisen.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel des Werkzeugs 1 setzt sich die Außenkontur des Kopfs 5 im Schaft 3 fort, sodass im Bereich der Umfangsfläche U1 des Kopfs 5 vorgesehene Span- Nuten ansatzlos im Bereich der Umfangsfläche U2 des Schafts 3 weiterlaufen.

Nach allem zeigt sich, dass das Werkzeug 1 sehr einfach aufgebaut und problemlos herstellbar ist. Vorzugsweise besteht zumindest der Kopf aus Hartmetall. Der Schaft kann aus Hartmetall oder auch aus Stahl hergestellt werden. Die Hartstoffschicht 21 besteht vorzugsweise aus PKB beziehungsweise PKD.

Die Herstellung der gewünschten Schneiden und Konturen im Bereich der Hartstoffschicht 21 und/oder des Kopfs 5 und/oder des Schafts 3 ist auf herkömmliche Weise möglich. Es bedarf also keiner besonderen Maßnahmen, die Schneidengeometrie, die Form der Spanräume, Span- und Freiwinkel sowie Anschnitte und sonstige Funktionsflächen, die je nach Werkzeugtyp benötigt werden, an dem Werkzeug 1 zu realisieren.

Dabei zeigt sich, dass die Hartstoffschicht 21 vorzugsweise vollflächig auf der Stirnseite 23 des Kopfs 5 aufliegt und damit fest mit diesem verbunden ist und hohe Kräfte aufnehmen kann. Insbesondere ist es relativ einfach, auch bei sehr kleinen Durchmessern des Werkzeugs 1 , den Kopf 5 mit der Hartstoffschicht 21 am Schaft 3 festzulö- ten und dann die gewünschten Schneiden und sonstigen Geometrien zu realisieren.

Wird, wie oben erläutert, der Kopf und damit die Hartstoffschicht 21 bereits in einer gewünschten Kontur realisiert, gegebenenfalls auch der Schaft 3, wird der abschließende Schleifprozess zur Fertigstellung des Werkzeugs 10 nach dem Verlöten zwischen Kopf 5 und Schaft 3 auf ein Minimum reduziert.

Die Hartstoffschicht 21 kann auch ringförmig ausgebildet werden, zumindest, wenn nur im Umfangsbereich des Kopfs 5 Schneiden vorgesehen werden sollen, und insbesondere dann, wenn das Werkzeug eine Kühlmittelversorgung aufweist, die in der Stirnseite 23 des Kopfs 5 mündet.

Aus den Erläuterungen zum Werkzeug 1 und zu dem Verfahren zur Herstellung eines derartigen Werkzeugs wird Folgendes deutlich:

Das Werkzeug 1 ist sehr einfach aufgebaut, sodass dessen Herstellung kostengünstig durchführbar ist. Es zeigt sich, dass ausschließlich auf der Stirnseite 23 des Kopfs 5 eine Hartstoffschicht 21 erforderlich ist und dies auch nur im Bereich der Umgangsfläche U des Kopfes 5 des Werkzeugs 1. Es ist relativ einfach, auf die Stirnseite 23 diese Hartstoffschicht 21 aufzubringen, die entweder quasi eine durchgehende Scheibe auf der Stirnseite 23 bildet, oder aber einen Ring, der entlang der Umfangsfläche U1 des Kopfes 5 verläuft.

In dem aus Figur 1 ersichtlichen Rohling des Werkzeugs 1 werden in dessen Umfangsfläche, also in die Umfangsfläche U1 des Kopfs 5 und in die Umfangsfläche U2 des Schafts 3 mindestens eine, vorzugsweise mehrere Nuten eingebracht, die insbesondere die Hart- stoffschicht 21 schneiden. Die Kontur der mindestens einen Nut N ist so gewählt, dass eine Seitenflanke der Nut eine Schneide des Werkzeugs 1 bildet. Werden also mehrere Nuten in das Werkzeug 1 eingebracht, weist dieses entsprechend mehrere Schneiden auf.

Dadurch, dass die Nut die Hartstoffschicht 21 schneidet, bildet die die Stirnseite 23 und die Hartstoffschicht 21 durchlaufende Nut N in der Hartstoffschicht eine Schneide aus. Dabei bildet diese Nut N auch in dem Kopf 5 und gegebenenfalls auch im Schaft 3 eine Schneide aus. Es ist aber festzuhalten, dass durch die Dicke der Hartstoffschicht 21 die Länge der besonders widerstandfähigen Schneide des Werkzeugs 1 definiert wird. Die Dicke der Hartstoffschicht 21 wird also so gewählt, dass die besonders belasteten Bereiche der Schneide in dieser Hartstoffschicht verlaufen.

Es zeigt sich also, dass die Hartstoffschicht 21 relativ leicht auf die Stirnseite 23 aufbringbar ist und durch deren Dicke die Länge des Bereichs der Schneide definiert wird, die besonders widerstandsfähig ist.

Weitere Bereiche des Kopfes 5 und des Schafts 3 bedürfen keiner Beschichtung mit Hartstoff, was die Kosten der Herstellung des Werkzeugs deutlich senkt.

Falls die Hartstoffschicht 21 als Ring ausgebildet wird, muss die in Richtung zur Mittelachse 13 des Werkzeugs 1 gemessene Breite des Rings so gewählt werden, dass diese Breite so groß gewählt wird, das beim Einbringen einer Nut in die Umfangsfläche LH , die dann eben auch den Hartstoffring schneidet, ausreichend Material zur Verfügung steht, eine Schneide auszubilden. Vorzugsweise wird die Breite des Rings größer oder gleich gewählt wie die Tiefe der Nut N. Besonders bevorzugt wird ein Werkzeug 1 , bei dem die Breite des Hartstoffrings so gewählt wird, dass diese zumindest etwas größer ist als die Tiefe der Nut. Damit wird bei Einbringung der Nut nicht nur eine Schneide am Kopf 5 hergestellt, sondern auch ein Spanablaufbereich aus besonders widerstandfähigen Material, der bis zum Nutgrund reicht.

Claims

Ansprüche

1. Werkzeug zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken mit mindestens einer geometrisch definierten Schneide, mit einem eine Stirnfläche (11) aufweisenden Schaft (3), mit einem am Schaft (3) befestigten, eine Anlagefläche (17) und eine Stirnfläche (23) aufweisenden Kopf (5), wobei die Anlagefläche (17) an der Stirnfläche (11 ) anliegt, die Stirnfläche (11 ) des Schafts (3) eine erste Struktur (15) aufweist, der Kopf (5) an seiner der Stirnfläche (11 ) zugewandten Anlagefläche (17) eine zweite Struktur (19) umfasst, wobei die eine Struktur so ausgebildet ist, dass sie in die andere Struktur so eingreift, dass ein in den Schaft (3) eingeleitetes Drehmoment auf den Kopf (5) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (5) auf den Schaft (3) auflötbar ist, der Kopf (5) an seiner Stirnseite (23) eine Hartstoffschicht (21) aufweist, und dass zumindest Teile der geometrisch definierten Schneide aus der Hartstoffschicht (21 ) herausgearbeitet sind.

2. Werkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ausschließlich die Stirnseite (23) mit einer Hartstoffschicht (21 ) versehen ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Hartstoffschicht (21) der Länge der Schneide entspricht.

4. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffschicht (21 ) als Ring aus- gebildet ist, dessen Außendurchmesser dem Außendurchmesser des Werkzeugs (1 ) entspricht.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Rings größer oder gleich ist wie die Tiefe der Nut (N).

6. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Struktur (15) und die zweite Struktur (19) so ausgebildet sind, dass der Kopf (5) auf dem Schaft (3) zentriert wird.

7. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste oder zweite Struktur (15,19) mindestens eine Vertiefung und die zweite oder erste Struktur (19,15) mindestens eine Erhöhung aufweist.

8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung als Nut ausgebildet ist.

9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei sternförmig zur Mittelachse (13) des Werkzeugs (1 ) verlaufende Nuten vorgesehen sind.

10. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei jeweils entlang einer Durchmesserlinie verlaufende, miteinander einen Winkel einschließende Nuten vorgesehen sind.

11. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Erhöhung punktförmig ist.

12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung als Rippe (27,29) ausgebildet ist.

13. Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei jeweils entlang einer Durchmesserlinie verlaufende, miteinander einen Winkel einschließende Rippen (27,29) vorgesehen sind.

14. Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei sternförmig verlaufende stehende Rippen vorgesehen sind.

15. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Struktur (15,19) komplementär ausgebildet sind.

16. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine in die Umfangsfläche (U1 ,U2) des Werkzeugs (1 ) eingebrachte Nut (N).

17. Werkzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich die mindestens eine Nut (N) über die Umfangsfläche sowohl des Kopfs (5) als auch des Schafts (3) erstreckt.

18. Werkzeug nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (N) geradlinig oder entlang einer gedachten Schraubenlinie verläuft.

19. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser zumindest des Kopfs (5) 6 mm, vorzugsweise 1 ,5 mm bis 4 mm, insbesondere 2 mm bis 3 mm beträgt.

20. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffschicht (21 ) PKB und/oder PKD umfasst.

21. Verfahren zur Herstellung eines Werkzeugs zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken mit einem eine Stirnfläche aufweisenden Schaft und einem eine Anlagefläche aufweisenden Kopf, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Stirnfläche (11 ) des Schafts (3) eine erste Struktur (15) und auf der Anlagefläche (17) des Kopfs (5) eine zweite Struktur (19) ausgebildet wird, wobei die eine Struktur so ausgelegt wird, dass sie in die andere zur Übertragung eines Drehmoments eingreift, dass der Kopf (5) auf die Stirnfläche (11 ) des Schafts (3) aufgesetzt und aufgelötet wird, dass der Kopf (5) auf seiner Stirnseite (23) -vorzugsweise vor Anbringung an dem Schaft (3)- mit einer Hartstoffschicht (21 ) versehen wird, und dass zumindest in die Hartstoffschicht (21 ) mindestens eine Nut (N) eingebracht wird, um wenigstens eine geometrisch definierte Schneide zu realisieren.

22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoff schicht (21) nur auf die Stirnseite (23) des Kopfs (5) auf- gebracht wird.

23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Hartstoffschicht so gewählt wird, dass sie der Länge der mindestens einen Schneide entspricht.

24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffschicht ringförmig aus- gebildet ist, wobei die Breite des Rings vorzugsweise gleich oder größer ist als die Tiefe der Nut (N).

25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis

24, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffschicht (21 ) PKB und/oder PKD aufweist.

26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis

25, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (5) aus einem größeren Grundelement geschnitten wird.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (5) mittels eines Lasers oder mittels Drahterosion aus dem Grundkörper geschnitten wird.

28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Struktur (15) und/oder die zweite Struktur (19) in einem nicht spanenden Verfahren herge- stellt werden.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Struktur (15,17) mittels eines Lasers oder mittels eines Erosionsverfahrens hergestellt werden/wird.

30. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Nut (N) in die Um- fangsfläche des Kopfs (5) eingebracht wird.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nut (N) in die Umfangsfläche des Schafts (3) eingebracht wird.

32. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (N) als Span-Nut realisiert wird.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (N) parallel zur Längsachse (13) des Werkzeugs (1 ) oder entlang einer gedachten konzentrisch zur Längsachse (13) liegenden Schraubenlinie verläuft.

34. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 21 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (5) vor der Anbringung an den Schaft (3) mit einer Kontur versehen wird, aus der die mindestens eine Schneide hergestellt, vorzugsweise geschliffen, wird.