DE102022106206A1

DE102022106206A1 - Schneidwerkzeug mit Schneidkopf und Schneidkopfmitnehmer

Info

Publication number: DE102022106206A1
Application number: DE102022106206.6A
Authority: DE
Inventors: Uwe Schlagenhauf; Gilbert Kleinert
Original assignee: Guehring KG
Current assignee: Guehring KG
Priority date: 2022-03-16
Filing date: 2022-03-16
Publication date: 2023-09-21

Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Schneidwerkzeug (2) zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken, mit einem Schneidkopf (10), und einem mit dem Schneidkopf (10) verbindbaren Schneidkopfmitnehmer (12), wobei der Schneidkopf (10) und der Schneidkopfmitnehmer (12) jeweils einen Hauptkörper (14, 24) aufweisen, von dessen Stirnseite ein in Axialrichtung hinterschnittener Vorsprungsabschnitt (16, 26) axial vorsteht, die jeweils zueinander komplementär ausgebildete, in Axialrichtung hinterschnittene, vorzugsweise axial angestellte, Drehmomentübertragungsflächen (18, 28) aufweisen, welche im verbundenen Zustand aneinander anliegen, wobei die Vorsprungsabschnitte (16, 26) des Schneidkopfs (10) und des Schneidkopfmitnehmers (12) so dimensioniert sind, dass eine Stirnfläche (20) des Vorsprungsabschnitts (16) des Schneidkopfs (10) im verbundenen Zustand an einer Stirnfläche (32) des Hauptkörpers (24) des Schneidkopfmitnehmers (12) in Axialrichtung anliegt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Schneidwerkzeug zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere ein Schaftwerkzeug, wie ein Fräser oder ein Bohrer. Das Schneidwerkzeug weist einen, vorzugsweise aus Hartmetall gefertigten, Schneidkopf und einen, vorzugsweise aus Stahl gefertigten, Schneidkopfmitnehmer auf. Der Schneidkopf und der Schneidkopfmitnehmer sind über eine Art Bajonettverschluss/über eine Bajonettverbindung, insbesondere drehmomentübertragend und axialfest, miteinander verbindbar.
Solche mehrteilig aufgebauten Schneidwerkzeuge, die sich zur Drehmomentübertragung und Axialverbindung bajonettartig miteinander verbinden lassen, sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 10 2017 214 165 B4 ein Rotationswerkzeug mit einem Träger und einem Schneideinsatz, bei dem der Träger in einem Sitz des Schneideinsatzes einsetzbar ist und im eingesetzten Zustand mit seinen Seitenflächen an jeweiligen Seitenflächen des Schneideinsatzes anliegt.
Dabei können der Schneidkopf und der Schneidkopfmitnehmer aus unterschiedlichen Materialien/Werkstoffen, vorzugsweise aus Hartmetall und Stahl, gefertigt sein, um das Schneidwerkzeug je nach Anforderung hinsichtlich Verschleißbeständigkeit, Festigkeit sowie Kosten zu optimieren.
Nachteilig an bekannten Schneidwerkzeugen ist jedoch, dass durch die hebelartige Wirkung an der Bajonettverbindung zwischen dem Schneidkopf und dem Schneidkopfmitnehmer eine Biegespannung induziert wird, die insbesondere bei einer Ausbildung des Schneidkopfes und des Schneidkopfmitnehmers aus unterschiedlichen Materialien im Bereich des Schneidkopfs bzw. eines aus Hartmetall ausgebildeten Bestandteils des Schneidwerkzeugs zur Vermeidung von Beschädigungen nicht zu hoch werden darf.
Es ist also die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, die genannten Nachteile bekannter Schneidwerkzeuge zu vermeiden und ein mehrteiliges Schneidwerkzeug bereitzustellen, das hohen Kräften standhalten kann, ohne die Gefahr der Beschädigung oder des vorzeitigen Verschleißes seiner einzelnen Komponenten in Kauf nehmen zu müssen.
Die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung wird durch ein Schneidwerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der Schneidkopf und der Schneidkopfmitnehmer weisen jeweils einen Hauptkörper auf, von dessen Stirnseite ein in Axialrichtung hinterschnittener Vorsprungsabschnitt axial vorsteht. Das heißt, dass der Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfs von der (axialen) Stirnseite des Hauptkörpers des Schneidkopfs in Axialrichtung zu dem Schneidkopfmitnehmer hin vorsteht. Dabei ist der Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfs insbesondere in eine von dem Schneidkopfmitnehmer weggerichtete Axialrichtung hinterschnitten ausgebildet. Das heißt auch, dass der Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfmitnehmers von der (axialen) Stirnseite des Hauptkörpers des Schneidkopfmitnehmers in Axialrichtung zu dem Schneidkopf hin vorsteht. Dabei ist der Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfmitnehmers insbesondere in eine von dem Schneidkopf weggerichtete Axialrichtung hinterschnitten ausgebildet. Mit anderen Worten weisen der Schneidkopf und der Schneidkopfmitnehmer jeweils einander gegenüberliegende, gestuft ausgebildete Stirnseiten auf, bei denen der axial außenliegende (bzw. äußerste) Teil der Stirnseite durch die Stirnseite des entsprechenden Vorsprungsabschnitts und der axial innenliegende Teil der Stirnseite durch die Stirnseite des entsprechenden Hauptkörpers gebildet ist. Dabei hinterschneiden die Vorsprungsabschnitte jeweils die Stirnseite des entsprechenden Hauptkörpers in entgegengesetzte Axialrichtungen.
Der Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfs und der Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfmitnehmers sind durch Drehen des Schneidkopfs entgegen einer Schneidrichtung des Schneidwerkzeugs formschlüssig miteinander verbindbar/in formschlüssigen Eingriff bringbar. Durch Drehen des Schneidkopfs in die Schneidrichtung sind der Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfs und der Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfmitnehmers voneinander lösbar/außer formschlüssigen Eingriff bringbar. Das heißt, dass der Bajonettverschluss/die Bajonettverbindung durch die axial hinterschnittenen Vorsprungsabschnitte derart gebildet ist, dass der Schneidkopf und der Schneidkopfmitnehmer durch gegenseitiges Verdrehen zueinander miteinander verbunden und durch entgegengesetztes gegenseitiges Verdrehen zueinander voneinander gelöst werden können.
Der Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfs und der Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfmitnehmers weisen jeweils zueinander komplementär ausgebildete, in Axialrichtung hinterschnittene, vorzugsweise axial angestellte, Drehmomentübertragungsflächen auf, die im verbundenen Zustand des Schneidkopfs und des Schneidkopfmitnehmers, insbesondere flächig, aneinander anliegen. Das heißt, dass der Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfs keilförmig ausgebildet ist oder einen keilförmigen Abschnitt aufweist, der die Drehmomentübertragungsfläche/Hinterschneidungsfläche des Vorsprungsabschnitts ausbildet. Die Drehmomentübertragungsfläche des Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfs kann vorzugsweise im Wesentlichen in Radialrichtung, d.h. senkrecht zur Tangentialrichtung, des Schneidwerkzeugs ausgerichtet sein, um ein von dem Schneidkopfmitnehmer auf den Schneidkopf zu übertragendes Drehmoment formschlüssig aufnehmen zu können. Das heißt auch, dass der Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfmitnehmers keilförmig ausgebildet ist oder einen keilförmigen Abschnitt aufweist, der die Drehmomentübertragungsfläche/Hinterschneidungsfläche des Vorsprungsabschnitts ausbildet. Die Drehmomentübertragungsfläche des Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfmitnehmers kann vorzugsweise im Wesentlichen in Radialrichtung, d.h. senkrecht zur Tangentialrichtung, des Schneidwerkzeugs ausgerichtet sein, um ein von dem Schneidkopfmitnehmer auf den Schneidkopf zu übertragendes Drehmoment formschlüssig weitergeben zu können. Mit anderen Worten sind der Schneidkopf und der Schneidkopfmitnehmer im Bereich ihrer (Bajonett-) Verbindung im Wesentlichen Z-förmig ausgebildet/gestuft.
Bei dem Schneidwerkzeug sind die Vorsprungsabschnitte des Schneidkopfs und des Schneidkopfmitnehmers so dimensioniert, dass eine Stirnfläche des Vorsprungsabschnitts des Schneidkopfs im verbundenen Zustand an einer Stirnfläche des Hauptkörpers des Schneidkopfmitnehmers in Axialrichtung anliegt. Das heißt, dass die Vorsprungsabschnitte so bemaßt sind oder ihre Toleranzen so gewählt sind, dass, wenn die Drehmomentübertragungsflächen der Vorsprungsabschnitte aneinander anliegen (und ein Drehmoment übertragen), d.h. im verbundenen Zustand des Schneidkopfs und des Schneidkopfmitnehmers, sich der Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfs an dem Hauptkörper des Schneidkopfmitnehmers axial abstützt. Mit anderen Worten ist der keilförmige Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfs im verbundenen Zustand in einer keilförmigen Aussparung, die durch den Vorsprungsabschnitt und den Hauptkörper des Schneidkopfmitnehmers gebildet wird, axial und tangential anliegend aufgenommen bzw. der keilförmige Abschnitt des Schneidkopfs stützt sich mit beiden Keilseiten in der keilförmigen Aussparung des Schneidkopfmitnehmers ab.
Dies hat den Vorteil, dass sich aufgrund der axialen Abstützung des Schneidkopfs an dem Schneidkopfmitnehmer eine tangentiale Zwangsführung des, vorzugsweise aus Hartmetall aufgebauten, Schneidkopfs ergibt, welche die Biegespannung, insbesondere im Bereich eines Übergangs zwischen dem Vorsprungsabschnitt und dem Hauptkörper des Schneidkopfs, reduziert. Zudem entsteht durch den Axialkontakt zwischen der Stirnfläche des Hauptkörpers des Schneidkopfmitnehmers und der Stirnfläche des Vorsprungsabschnitts des Schneidkopfs eine Keilabstützung, welche in Axialrichtung in Richtung zu dem Schneidkopfmitnehmer wirkt und somit eine Reibkraft erzeugt, die der Belastung entgegenwirkt und dadurch ebenfalls die Biegespannung, insbesondere im Bereich des Übergangs zwischen dem Vorsprungsabschnitt und dem Hauptkörper des Schneidkopfs, reduziert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann eine Stirnfläche des Vorsprungsabschnitts des Schneidkopfmitnehmers im verbundenen Zustand von einer Stirnfläche des Hauptkörpers des Schneidkopfs mit Axialspiel beabstandet sein. Mit anderen Worten liegt nur eine Stirnfläche der gestuften Stirnseite des Schneidkopfs an dem Schneidkopfmitnehmer an, um eine Doppelpassung zu vermeiden. Dadurch kontaktiert der keilförmige Abschnitt des Schneidkopfmitnehmers nur mit einer Keilseite, genauer gesagt mit der Drehmomentübertragungsfläche, die keilförmige Aussparung in dem Schneidkopf und spreizt dadurch nicht die keilförmige Aussparung in dem Schneidkopf auf. So wird eine Belastung des Übergangs zwischen der Drehmomentübertragungsfläche und der nicht-anliegenden Stirnfläche verringert, was sich vorteilhaft auf die Lebensdauer des Schneidkopfs, und damit des Schneidwerkzeugs, auswirkt.
Allgemein ausgedrückt werden erfindungsgemäß bei einer bajonettartigen Verbindung zwischen zwei Abschnitten aus unterschiedlichen Materialen, z.B. Stahl und Hartmetall, mit einer Z-Winkel-Geometrie bzw. mit zwei einander gegenseitig hintergreifenden Keilgeometrien die aus den Keilkräften resultierenden Belastungen in denjenigen Abschnitt verlegt, der im Vergleich der biegeelastischere, weichere oder weniger spröde Abschnitt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfs in Axialrichtung länger als der Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfmitnehmers ausgebildet sein. Dadurch kann auf besonders einfache Weise sichergestellt werden, dass bei komplementärer Ausbildung der Drehmomentübertragungsflächen der (geringfügige) Längenunterschied in der axialen Erstreckung der beiden Vorsprungsabschnitte bedingt, dass der Schneidkopf mit seinem Vorsprungsabschnitt an dem Hauptkörper des Schneidkopfmitnehmers anliegt, während der (kürzere) Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfmitnehmers von dem Hauptkörper des Schneidkopfs beabstandet bleibt. Somit können die Anlageflächen, und somit Kraftübertragungsflächen, konstruktiv eindeutig festgelegt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können der keilförmige Vorsprungsabschnitt des Schneidkopfs und die keilförmige Aussparung des Schneidkopfmitnehmers Flächen oder Geometrien aufweisen, welche beim Verbinden der beiden Abschnitte in Drehrichtung formschlüssig miteinander interagieren bzw. miteinander verrasten bzw. in Drehrichtung eine Arretierung erzielen. Somit kann ein unbeabsichtigtes Lösen vermieden werden. Da der keilförmige Abschnitt aus biegesteiferem Material und die keilförmige Ausnehmung aus biegeelastischerem Material ist, kann ersterer für die Verrastung der Flächen oder Geometrien zweiteren biegeelastisch aufspreizen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform haben der Schneidkopf und der Schneidkopfmitnehmer komplementäre Geometrien, so dass der Querschnitt des Schneidkopfs nach der gestuften Trennebene beider Teile im Wesentlichen dem Querschnitt des Schneidkopfmitnehmers vor der gestuften Trennebene entspricht bzw. der Geometrieverlauf (einschl. Wendelung, Spannuten und Umfangsschneiden) des Schneidkopfs nach der Verbindungsstelle den Geometrieverlauf (einschl. Wendelung, Spannuten und Umfangsschneiden) des Schneidkopfmitnehmers fortführt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Schneidwerkzeug zumindest einen Kühlkanal aufweisen, der durch einen in dem Schneidkopf ausgebildeten, werkstückseitigen Kühlkanalabschnitt und einen in dem Schneidkopfmitnehmer ausgebildeten, schaftseitigen Kühlkanalabschnitt gebildet ist. Das heißt, dass sich ein Kühlkanal zur Versorgung von Schneiden des Schneidwerkzeugs mit Kühlschmiermittel durch das gesamte Schneidwerkzeug hindurcherstreckt, an einer schaftseitigen Schnittstelle, etwa in Form einer Kühlschmiermittelzuführung, im Bereich des Schneidkopfmitnehmers zugeführt wird und an einer werkstückseitigen Schnittstelle, etwa in Form von Kühlschmiermittelaustrittsöffnung, im Bereich des Schneidkopfs wieder abgegeben wird. Somit können die Schneiden bei der Bearbeitung der Werkstücke ausreichend gekühlt werden.
Gemäß einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann der schaftseitige Kühlkanalabschnitt im Bereich der Stirnfläche des Hauptkörpers des Schneidkopfmitnehmers in den werkstückseitigen Kühlkanalabschnitt im Bereich der Stirnfläche des Vorsprungsabschnitts des Schneidkopfs übergehen/münden. Das heißt, dass die Übergabe des Kühlschmiermittels im Bereich des axial anliegenden Kontakts zwischen dem Schneidkopf und dem Schneidkopfmitnehmer erfolgt, um eine, insbesondere seitlich, dichte Weitergabe des Kühlschmiermittels zu ermöglichen. Dadurch, dass die Stirnfläche des Vorsprungsabschnitts des Schneidkopfs aufgrund der konstruktiven Ausbildung der Drehmomentübertragungsfläche hebelartig in Richtung zu der Stirnfläche des Hauptkörpers des Schneidkopfmitnehmers gedrückt wird, kann, vorzugsweise auch ohne separate Dichtungsbauteile oder Dichtmittel, ein dichter Übergang für das Kühlschmiermittel zwischen dem Schneidkopf und dem Schneidkopfmitnehmer geschaffen werden, an dem kein Kühlschmiermittel austritt. Folglich kann eine effiziente Kühlschmiermittelversorgung gewährleistet werden.
Gemäß einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann der Schneidkopf zumindest eine Stirnschneide und eine an die Stirnschneide angrenzende Freifläche aufweisen, wobei der Kühlkanal im Bereich der Freifläche aus dem Schneidwerkzeug austritt. Mit anderen Worten tritt das Kühlschmiermittel an einer werkstückseitigen Stirnseite des Schneidwerkzeugs aus. Vorzugsweise kann je Stirnschneide ein eigener Kühlkanal vorgesehen sein, um das Kühlschmiermittel zielgerichtet an die hoch belasteten Stellen des Schneidwerkzeugs zuführen zu können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Schneidwerkzeug zumindest eine sich wendelförmig erstreckende Umfangsschneide aufweisen. Vorzugsweise kann die Umfangsschneide von einer Schneidenecke der zumindest einen Stirnschneide ausgehen. Insbesondere kann die Anzahl an Umfangsschneiden der Anzahl an Stirnschneiden entsprechen.
Gemäß einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann die zumindest eine Umfangsschneide an dem Schneidkopf und dem Schneidkopfmitnehmer ausgebildet sein. Das heißt, dass die Umfangsschneide nicht ausschließlich von dem Schneidkopf oder dem Schneidkopfmitnehmer gebildet ist, sondern axial durchgehend über die Erstreckung des Schneidkopfs und des Schneidkopfmitnehmers. Eine Wendelung der zumindest einen Umfangsschneide wird demnach durch die mehrteilige Ausbildung mit Schneidkopf und Schneidkopfmitnehmer nicht unterbrochen oder verändert. Somit ist die Umfangsschneide axial abschnittsweise durch den Schneidkopf und axial abschnittsweise durch den Schneidkopfmitnehmer gebildet. Entsprechend kann eine an die zumindest eine Umfangsschneide angrenzende Spannut ebenfalls axial durchgehend über die Erstreckung des Schneidkopfs und des Schneidkopfmitnehmers, d.h. axial abschnittsweise durch den Schneidkopf und axial abschnittsweise durch den Schneidkopfmitnehmer gebildet sein.
Gemäß einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann das Schneidwerkzeug mehrere Umfangsschneiden, vorzugsweise zwei Umfangsschneiden, aufweisen. Gemäß der Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform können der Schneidkopf und der Schneidkopfmitnehmer jeweils eine der Anzahl an Umfangsschneiden entsprechende Anzahl an Vorsprungsabschnitten aufweisen. Demnach bildet sich bei zwei Umfangsschneiden ein Winkelbereich von 180° aus, innerhalb dem die beiden Vorsprungsabschnitte sowie ein ausreichend großer Freiraum zum Ermöglichen des gegenseitigen Verdrehens des Schneidkopfs und des Schneidkopfmitnehmers angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass eine ausreichend große Ausbildung der Vorsprungsabschnitte zur Kraftübertragung bei sichergestellter Verdrehbarkeit gegeben ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Schneidkopfmitnehmer zwei diametral gegenüberliegende Vorsprungsabschnitte aufweisen, die durch einen sich über den gesamten Schneidwerkzeugdurchmesser erstreckenden Steg gebildet sind. Das heißt, dass die zwei Vorsprungsabschnitte des Schneidkopfmitnehmers über einen zentralen Abschnitt miteinander verbunden sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Schneidkopf zwei diametral gegenüberliegende Vorsprungsabschnitte aufweisen, die in Radialrichtung voneinander beabstandet/einzeln ausgebildet sind. Das heißt, dass zwischen den zwei Vorsprungsabschnitten des Schneidkopfs eine zentrale Aussparung gebildet ist, in die der zentrale Abschnitt des Schneidkopfmitnehmers eingreifen kann.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die zwei diametral gegenüberliegenden Vorsprungsabschnitte des Schneidkopfmitnehmers in Radialrichtung voneinander beabstandet/einzeln ausgebildet sein und die zwei diametral gegenüberliegenden Vorsprungsabschnitte des Schneidkopfs durch einen sich über den gesamten Schneidwerkzeugdurchmesser erstreckenden Steg gebildet sein.
Kurzbeschreibung der Figuren

1 ist eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts eines Schneidwerkzeugs mit einem Schneidkopf und einem Schneidkopfmitnehmer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine perspektivische Darstellung des Schneidwerkzeugs in einem unverbundenen Zustand des Schneidkopfs und des Schneidkopfmitnehmers;
3 ist eine Seitenansicht des Schneidwerkzeugs in dem unverbundenen Zustand;
4 ist eine Seitenansicht des Schneidwerkzeugs in einem verbundenen Zustand des Schneidkopfs und des Schneidkopfmitnehmers;
5 ist eine zur 4 um eine Längsachse des Schneidwerkzeugs gedrehte Seitenansicht des Schneidwerkzeugs in dem verbundenen Zustand;
6 ist eine vergrößerte Darstellung eines Details aus 5;
7 ist eine Ansicht von unten auf den Schneidkopf; und
8 ist eine Ansicht von oben auf den Schneidkopfmitnehmer.

Beschreibung der Ausführungsform
1 bis 8 zeigen unterschiedliche Darstellung eines Schneidwerkzeugs 2 gemäß der vorliegenden Offenbarung bzw. Ausschnitte und einzelne Bestandteile desselben. Das Schneidwerkzeug 2 dient zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken. Das Schneidwerkzeug 2 ist als ein Schaftwerkzeug, wie ein Fräser oder ein Bohrer, ausgebildet.
Das Schneidwerkzeug 2 weist zumindest eine Stirnschneide, vorzugsweise mehrere, in der dargestellten Ausführungsform zwei, Stirnschneiden 4 auf, die auf einer Stirnseite des Schneidwerkzeugs 2 ausgebildet sind. An die Stirnschneiden 4 schließt sich jeweils eine (Haupt-)Freifläche 6 an.
Das Schneidwerkzeug 2 zumindest eine Umfangsschneide, vorzugsweise mehrere, in der dargestellten Ausführungsform zwei, Umfangsschneiden 8 auf. Die Umfangsschneiden 8 erstrecken sich wendelförmig über eine Außenseite des Schneidwerkzeugs 2. Insbesondere kann jede Umfangsschneide 8 von einem Schneideneck jeweils einer der Stirnschneiden 4 ausgehen.
Das Schneidwerkzeug 2 ist mehrteilig aufgebaut und weist einen Schneidkopf 10 (Schneidaufsatz) sowie einen Schneidkopfmitnehmer 12 (Träger) auf. Der Schneidkopf 10 und der Schneidkopfmitnehmer 12 schließen in Axialrichtung des Schneidwerkzeugs 2 aneinander an, wobei der Schneidkopf 10 einen werkstückseitigen Abschnitt und der Schneidkopfmitnehmer 12 einen schaftseitigen Abschnitt bildet. Der Schneidkopf 10 und der Schneidkopfmitnehmer 12 sind über eine Art Bajonettverschluss/eine Bajonettverbindung miteinander (lösbar) verbindbar. In einem verbundenen Zustand sind der Schneidkopf 10 und der Schneidkopfmitnehmer 12 drehmomentübertragend sowie axialfest miteinander verbunden/aneinander angebracht. Durch gegenseitiges Verdrehen in eine erste Drehrichtung zueinander, etwa durch Drehen des Schneidkopfs 10 entgegen einer Schneidrichtung des Schneidwerkzeugs 2, sind der Schneidkopf 10 und der Schneidkopfmitnehmer 12 formschlüssig miteinander verbindbar. Durch gegenseitiges Verdrehen in eine zweite (der ersten Drehrichtung entgegengesetzte) Drehrichtung zueinander, etwa durch Drehen des Schneidkopfs 10 in einer Schneidrichtung des Schneidwerkzeugs 2, sind der Schneidkopf 10 und der Schneidkopfmitnehmer 12 voneinander lösbar.
Die Stirnschneiden 4 des Schneidwerkzeugs 2 sind an dem Schneidkopf 10 ausgebildet. Die Umfangsschneiden 8 des Schneidwerkzeugs 2 sind sowohl (abschnittsweise) an dem Schneidkopf 10 als auch (abschnittsweise) an dem Schneidkopfmitnehmer 12 ausgebildet. Somit erstrecken sich die Umfangsschneiden 8 in Axialrichtung durchgehend, d.h. auch über die Verbindung zwischen Schneidkopf 10 und Schneidkopfmitnehmer 12. Folglich ist die Bajonettverbindung, über die der Schneidkopf 10 und der Schneidkopfmitnehmer 12 verbindbar sind, innerhalb eines Schneidabschnitts des Schneidwerkzeugs 2 angeordnet.
Der Schneidkopf 10 und der Schneidkopfmitnehmer 12 können aus unterschiedlichen Materialien/Werkstoffen gefertigt/ausgebildet/hergestellt sein. Vorzugsweise kann der Schneidkopf 10 aus Hartmetall gefertigt sein. Vorzugsweise kann der Schneidkopfmitnehmer 12 aus Stahl gefertigt sein.
Der Schneidkopf 10 weist einen Hauptkörper 14 auf, von dessen Stirnseite ein Vorsprungsabschnitt 16 axial vorsteht. Der Vorsprungsabschnitt 16 steht in Richtung zu dem Schneidkopfmitnehmer 12 vor und dient zur bajonettartigen Befestigung an dem Schneidkopfmitnehmer 12. Der Vorsprungsabschnitt 16 ist in Axialrichtung hinterschnitten ausgebildet und weist eine Drehmomentübertragungsfläche 18 auf, die vorzugsweise in Axialrichtung angestellt ausgebildet ist. Die Drehmomentübertragungsfläche 18 ist vorzugsweise im Wesentlichen in Radialrichtung, d.h. senkrecht zur Tangentialrichtung, ausgebildet, um ein Drehmoment übertragen zu können. Durch den Vorsprungsabschnitt 16 ist eine (dem Schneidkopfmitnehmer 12 zugewandte/werkstückabgewandte) Stirnseite des Schneidkopfs 10 axial gestuft ausgebildet, so dass sich eine im Wesentlichen Z-förmige Kontur ergibt. Die Z-förmige Kontur wird durch eine axiale Stirnfläche 20 des Vorsprungsabschnitts 16, die axial angestellte Drehmomentübertragungsfläche 18 des Vorsprungsabschnitts 16 und eine axiale Stirnfläche 22 des Hauptkörpers 14 gebildet.
Der Schneidkopf 10 weist eine der Anzahl an Umfangsschneiden 8 entsprechende Anzahl an Vorsprungsabschnitten 16 auf. Das heißt, dass der Schneidkopf 10 in der dargestellten Ausführungsform zwei Vorsprungsabschnitte 16 aufweist. Die zwei Vorsprungsabschnitte 16 sind diametral gegenüberliegend angeordnet. Die Vorsprungsabschnitte 16 des Schneidkopfs 10 sind in Radialrichtung voneinander beabstandet/einzeln ausgebildet. Das heißt, dass sie über eine zentrale Ausnehmung voneinander getrennt sind/nicht durchgehend über den Schneidwerkzeugdurchmesser miteinander verbunden sind. Alternativ können die Vorsprungsabschnitte 16 (bei entsprechender Ausbildung des Schneidkopfmitnehmers 12) auch durch einen sich durchgehend über den Schneidwerkzeugdurchmesser erstreckenden Steg ausgebildet sein, auch wenn dies nicht dargestellt ist.
Der Schneidkopfmitnehmer 12 weist einen Hauptkörper 24 auf, von dessen Stirnseite ein Vorsprungsabschnitt 26 axial vorsteht. Der Vorsprungsabschnitt 26 steht in Richtung zu dem Schneidkopf 10 vor und dient zur bajonettartigen Befestigung an dem Schneidkopf 10. Der Vorsprungsabschnitt 26 ist in Axialrichtung hinterschnitten ausgebildet und weist eine Drehmomentübertragungsfläche 28 auf, die vorzugsweise in Axialrichtung angestellt ausgebildet ist. Die Drehmomentübertragungsfläche 28 ist vorzugsweise im Wesentlichen in Radialrichtung, d.h. senkrecht zur Tangentialrichtung, ausgebildet, um ein Drehmoment übertragen zu können. Durch den Vorsprungsabschnitt 26 ist eine (dem Schneidkopf 10 zugewandte/schaftabgewandte) Stirnseite des Schneidkopfmitnehmers 12 axial gestuft ausgebildet, so dass sich eine im Wesentlichen Z-förmige Kontur ergibt. Die Z-förmige Kontur wird durch eine axiale Stirnfläche 30 des Vorsprungsabschnitts 26, die axial angestellte Drehmomentübertragungsfläche 28 des Vorsprungsabschnitts 26 und eine axiale Stirnfläche 32 des Hauptkörpers 24 gebildet.
Der Schneidkopfmitnehmer 12 weist eine der Anzahl an Umfangsschneiden 8 entsprechende Anzahl an Vorsprungsabschnitten 26 auf. Das heißt, dass der Schneidkopfmitnehmer 12 in der dargestellten Ausführungsform zwei Vorsprungsabschnitte 26 aufweist. Die zwei Vorsprungsabschnitte 26 sind diametral gegenüberliegend angeordnet. Die zwei Vorsprungsabschnitte 26 sind durch einen sich über den gesamten Schneidwerkzeugdurchmesser erstreckenden Steg gebildet. Das heißt, dass die Vorsprungsabschnitte 26 durchgehend über den Schneidwerkzeugdurchmesser miteinander verbunden sind. Alternativ können die Vorsprungsabschnitte 26 (bei entsprechender Ausbildung des Schneidkopfs 10) auch sind in Radialrichtung voneinander beabstandet/einzeln ausgebildet sein, auch wenn dies nicht dargestellt ist.
Die Drehmomentübertragungsfläche 18 des Schneidkopfs 10 und die Drehmomentübertragungsfläche 28 des Schneidkopfmitnehmers 12 sind zueinander komplementär ausgebildet, so dass sie im verbundenen Zustand (flächig) aneinander anliegen. Durch die angestellte Ausbildung/Neigung der Drehmomentübertragungsflächen 18, 28 und die daraus resultierende Hebelwirkung werden der Schneidkopf 10 und der Schneidkopfmitnehmer 12 im verbundenen Zustand axial aufeinander zugedrückt/axial verklemmt.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung sind die Vorsprungsabschnitte 16, 26 des Schneidkopfs 10 und des Schneidkopfmitnehmers 12 so dimensioniert, dass die Stirnfläche 20 des Vorsprungsabschnitts 16 des Schneidkopfs 10 im verbundenen Zustand an der Stirnfläche 32 des Hauptkörpers 24 des Schneidkopfmitnehmers 12 in Axialrichtung anliegt. Somit stützt sich der Vorsprungsabschnitt 16 des Schneidkopfs 10 an dem Hauptkörper 24 des Schneidkopfmitnehmers 12 ab.
Zudem ist die Stirnfläche 30 des Vorsprungsabschnitts 26 des Schneidkopfmitnehmers 12 im verbundenen Zustand von der Stirnfläche 22 des Hauptkörpers 14 des Schneidkopfs 10 mit Axialspiel beabstandet. Somit stützt sich der sich der Hauptkörper 14 des Schneidkopfs 10 nicht an dem Vorsprungsabschnitt 26 des Schneidkopfmitnehmers 12 ab.
Vorzugsweise kann der Vorsprungsabschnitt 16 des Schneidkopfs 10 in Axialrichtung (geringfügig) länger als der Vorsprungsabschnitt 26 des Schneidkopfmitnehmers 12 ausgebildet sein.
Ferner weist das Schneidwerkzeug 2 zumindest einen Kühlkanal, vorzugsweise mehrere, in der dargestellten Ausführungsform zwei Kühlkanäle 34 auf. Die Kühlkanäle 34 dienen zur Zuführung von Kühlschmiermittel zu beanspruchten Stellen des Schneidwerkzeugs 2, insbesondere zu den Schneiden, wie zu den Stirnschneiden 4. Insbesondere können die Kühlkanäle 34 im Bereich der Freiflächen 6 aus dem Schneidwerkzeug 2 austreten.
Die Kühlkanäle 34 sind jeweils durch einen in dem Schneidkopf 10 ausgebildeten, werkstückseitigen Kühlkanalabschnitt 36 und einen in dem Schneidkopfmitnehmer 12 ausgebildeten, schaftseitigen Kühlkanalabschnitt 38 gebildet ist. Vorzugsweise kann das Kühlschmiermittel zentral zugeführt und auf die schaftseitigen Kühlkanalabschnitte 38 verteilt werden.
Der schaftseitige Kühlkanalabschnitt 38 mündet in einem Bereich in den werkstückseitigen Kühlkanalabschnitt 36, in dem der Schneidkopfmitnehmer 12 bündig, vorzugsweise dicht, an dem Schneidkopf 10 anliegt. In der dargestellten Ausführungsform geht der Kühlkanalabschnitt 38 im Bereich der Stirnfläche 32 des Hauptkörpers 24 des Schneidkopfmitnehmers 12 bzw. im Bereich der Stirnfläche 20 des Vorsprungsabschnitts 16 des Schneidkopfs 10 in den Kühlkanalabschnitt 36 über.
Das Schneidwerkzeug 2 weist einen Schaftabschnitt 40 auf, über den das Schneidwerkzeug 2 in eine Werkzeugaufnahme einspannbar und drehantreibbar ist. Der Schaftabschnitt 40 schließt sich in Axialrichtung auf einer dem Schneidkopf 2 abgewandten Seite an den Schneidkopfmitnehmer 2 an.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017214165 B4 [0002]

Claims

Schneidwerkzeug (2) zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken, mit einem, vorzugsweise aus Hartmetall gefertigten, Schneidkopf (10), und einem, vorzugsweise aus Stahl gefertigten, Schneidkopfmitnehmer (12), der über eine Art Bajonettverschluss mit dem Schneidkopf (10) verbindbar ist, wobei der Schneidkopf (10) und der Schneidkopfmitnehmer (12) jeweils einen Hauptkörper (14, 24) aufweisen, von dessen Stirnseite ein in Axialrichtung hinterschnittener Vorsprungsabschnitt (16, 26) axial vorsteht, wobei der Vorsprungsabschnitt (16) des Schneidkopfs (10) und der Vorsprungsabschnitt (26) des Schneidkopfmitnehmers (12) durch Drehen des Schneidkopfs (10) entgegen einer Schneidrichtung des Schneidwerkzeugs (2) formschlüssig miteinander verbindbar sind und jeweils zueinander komplementär ausgebildete, in Axialrichtung hinterschnittene, vorzugsweise axial angestellte, Drehmomentübertragungsflächen (18, 28) aufweisen, die im verbundenen Zustand aneinander anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprungsabschnitte (16, 26) des Schneidkopfs (10) und des Schneidkopfmitnehmers (12) so dimensioniert sind, dass eine Stirnfläche (20) des Vorsprungsabschnitts (16) des Schneidkopfs (10) im verbundenen Zustand an einer Stirnfläche (32) des Hauptkörpers (24) des Schneidkopfmitnehmers (12) in Axialrichtung anliegt.
Schneidwerkzeug (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnfläche (30) des Vorsprungsabschnitts (16) des Schneidkopfmitnehmers (12) im verbundenen Zustand von einer Stirnfläche (22) des Hauptkörpers (14) des Schneidkopfs (10) mit Axialspiel beabstandet ist.
Schneidwerkzeug (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprungsabschnitt (16) des Schneidkopfs (10) in Axialrichtung länger als der Vorsprungsabschnitt (26) des Schneidkopfmitnehmers (12) ausgebildet ist.
Schneidwerkzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (2) zumindest einen Kühlkanal (34) aufweist, der durch einen in dem Schneidkopf (10) ausgebildeten, werkstückseitigen Kühlkanalabschnitt (36) und einen in dem Schneidkopfmitnehmer (12) ausgebildeten, schaftseitigen Kühlkanalabschnitt (38) gebildet ist, wobei der schaftseitige Kühlkanalabschnitt (38 im Bereich der Stirnfläche (32) des Hauptkörpers (24) des Schneidkopfmitnehmers (12) in den werkstückseitigen Kühlkanalabschnitt (36) im Bereich der Stirnfläche (20) des Vorsprungsabschnitts (16) des Schneidkopfs (10) mündet.
Schneidwerkzeug (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkopf (10) zumindest eine Stirnschneide (4) und eine an die Stirnschneide (4) angrenzende Freifläche (6) aufweist, wobei der Kühlkanal (34) im Bereich der Freifläche (6) aus dem Schneidwerkzeug (2) austritt.
Schneidwerkzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (2) zumindest eine sich wendelförmig erstreckende Umfangsschneide (8) aufweist, die an dem Schneidkopf (10) und dem Schneidkopfmitnehmer (12) ausgebildet ist.
Schneidwerkzeug (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (2) zwei Umfangsschneiden (8) aufweist, und der Schneidkopf (10) und der Schneidkopfmitnehmer (12) jeweils eine der Anzahl an Umfangsschneiden (8) entsprechende Anzahl an Vorsprungsabschnitten (16, 26) aufweisen.
Schneidwerkzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkopfmitnehmer (2) zwei diametral gegenüberliegende Vorsprungsabschnitte (26) aufweist, die durch einen sich über den gesamten Schneidwerkzeugdurchmesser erstreckenden Steg gebildet sind.
Schneidwerkzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkopf (10) zwei diametral gegenüberliegende Vorsprungsabschnitte (16) aufweist, die in Radialrichtung voneinander beabstandet ausgebildet sind.