DE69326397T2

DE69326397T2 - Ein Verfahren und ein Gerät zum Bearbeiten eines Werkstückes

Info

Publication number: DE69326397T2
Application number: DE69326397T
Authority: DE
Inventors: Makoto Nakamura
Original assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Current assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Priority date: 1992-06-17
Filing date: 1993-06-04
Publication date: 2000-05-11
Anticipated expiration: 2013-06-05
Also published as: EP0579371A1; EP0579371B1; US5378091A; DE69326397D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes mit einem Schaftfräser, einem Schaftfräser mit runder Stirn, einem Bohrer, einem Fräswerkzeug oder einem anderen drehenden Schneidwerkzeug, und ein drehendes Schneidwerkzeug als solches.
Es wird festgehalten, daß "Kühlmittel" in dieser Beschreibung ein Fluid bezeichnet, das die Entfernung von Wärme und Spänen bewirkt, die während der Zerspanarbeit entstehen, wie zum Beispiel Schneidflüssigkeit oder Druckluft.
Des weiteren hat in dieser Beschreibung das Schneidwerkzeug einen Schaft und einen damit verbundenen Schneideteil. Das freie Ende des Schneideteiles bildet einen Hauptschneideteil, der im wesentlichen die Zerspanarbeit ausführt. Und ein zweiter Schneideteil ist als der übrige Teil des Schneideteiles definiert, der nicht der Hauptschneideteil ist. Die Wärme und Späne werden an einer Schneidstelle erzeugt, die ein Abschnitt des geschnittenen Werkstückes ist, der von dem Hauptschneideteil des Schneidwerkzeuges geschnitten wird.
Ein Schneidwerkzeug hat im allgemeinen eine höhere Härte und Steifigkeit als das zu bearbeitende Werkstück. Bei einer Zerspanarbeit wird ein drehendes Schneidwerkzeug an das Werkstück angelegt, wobei sein Hauptschneideteil auf ein zu bearbeitendes Werkstück gepreßt wird, wodurch die Schneidkante in das Werkstück vorgeschoben wird und durch die Scherwirkung zwischen der Schneidkante und dem Werkstück Späne entstehen. Das drehende Schneidwerkzeug wird entlang einer Werkzeugbewegungsbahn in bezug auf das Werk stück vorgeschoben, so daß das Werkstück in die gewünschte Form bearbeitet wird. Zu diesem Zeitpunkt entsteht aufgrund der Scherarbeit und der Reibung zwischen den Spänen und dem Schneidwerkzeug Wärme. Die während der Zerspanarbeit erzeugte Wärme wird zu dem Hauptschneideteil des Schneidwerkzeuges übertragen und verringert dessen Standzeit. Des weiteren erzeugt die Wärme eine sogenannte Aufbauschneide, welche die Rauheit der bearbeiteten Oberfläche erhöht.
Diese Probleme werden auch bei der spanenden Bearbeitung eines Werkstückes aus einem Material mit geringer Bearbeitbarkeit auffallend, das heißt, einem Material mit hoher Härte und/oder hoher Zähigkeit, wie zum Beispiel bei Titan, Legierung 600 oder gehärtetem Stahl. Diese Materialien sind nach dem Stand der Technik nicht bearbeitbar, außer durch Schleifen oder Funkenerosion.
Zur Vermeidung dieser Probleme ist es daher zunächst notwendig, ein Hochdruck- (Staudruck-) Kühlmittel auf den Scherabschnitt des Werkstückes, wo die Wärme und Späne gebildet werden, und auf den Reibungsabschnitt zwischen den Spänen und der Spanfläche des Schneidwerkzeuges aufzubringen, um die Wärme und die Späne, die während der Zerspanarbeit erzeugt werden, zu entfernen. Mit anderen Worten, das Hochdruckkühlmittel muß mit ausreichendem Druck und ausreichender Strömungsrate auf den Hauptschneideteil und die Schneidstelle aufgebracht werden, um die Wärme und die Späne zu entfernen.
Es gibt zwei bekannte Verfahren zur Zuleitung von Kühlmittel zu der Schneidkante. Eines ist das sogenannte "durch die Spindel hindurchgehende Kühlmittelverfahren". Bei diesem Verfahren wird Kühlmittel von einer Kühlmittelversorgungsquelle zu einem hinteren Ende einer Spindel geleitet und strömt der Reihe nach durch Durchlässe, die an der Spindel, einer Werkzeughalterung und einem Schneidwerkzeug gebildet sind. Das Kühlmittel wird schließlich aus dem freien Ende des Schneidwerkzeuges ausgestoßen. Ein weiteres Verfahren ist das sogenannte "durch das Werkzeug hindurchgehende Kühlmittelverfahren". Bei diesem Verfahren wird Kühlmittel von einer Kühlmittelversorgungsquelle durch eine Drehverbindung, die an der Werkzeughalterung vorgesehen ist, zu einer Werkzeughalterung geleitet und nicht zu dem hinteren Ende der Spindel, und strömt der Reihe nach durch die Durchlässe, die an der Werkzeughalterung und dem Schneidwerkzeug, das an der Werkzeughalterung befestigt ist, ausgebildet sind, und wird schließlich aus dem freien Ende des Schneidwerkzeuges ausgestoßen.
Andererseits gibt es bekannte, drehende Schneidwerkzeuge wie Schaftfräser, Schaftfräser mit runder Stirn oder Bohrer, in welchen ein Durchlaß in den Schneidwerkzeugen von einer hinteren Stirnfläche zu ihrem freien Ende entlang einer Achse der Schneidwerkzeuge ausgebildet ist.
Der erste Stand der Technik ist ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine Zerspanarbeit mit einem drehenden Schneidwerkzeug mit Durchlässen, das an einer Werkzeughalterung gehalten wird. Es wird das durch die Spindel hindurchgehende Kühlmittelverfahren oder das durch das Werkzeug hindurchgehende Kühlmittelverfahren angewendet.
Der zweite Stand der Technik ist in der ungeprüften Japanischen Gebrauchsmuster-Anmeldung Nr. 1-132327 offenbart, in welcher ein Gewindebohrer zur Bildung von Löchern zum Trennen einer Form einen Durchlaß für Schneidöl aufweist, der in dem Gewindebohrer entlang seiner Achse ausgebildet ist, sowie Kanäle für Schneidöl, die an einer äußeren Oberfläche eines Schaftes des Gewindebohrers in eine Richtung parallel zu der Achse verlaufen. Beim Gewindebohren eines Sacklochs sorgt ein Kühlmittel, das durch den Durchlaß und die Kanäle zugeführt wird, für eine Schmierung, Kühlung und Entfernung der Späne. Andererseits bewirkt im Falle des Durchgangslochs nur das Kühlmittel, das über die Kanäle zugeführt wird, eine Schmierung, Kühlung und Entfernung der Späne, während das Kühlmittel, das durch den Durchlaß zugeführt wird, aus dem Werkstück ohne Wirkung strömt.
Der dritte Stand der Technik ist in der geprüften Japanischen Gebrauchsmodell-Anmeldung Nr. 4-2743 offenbart, in der ein Schaftfräser zumindest einen Ölkanal an seiner äußeren Oberfläche aufweist. Der Kanal verläuft in einer Richtung parallel zu einer Achse des Schaftfräsers von einem hinteren Ende zu seiner Spanabnahmenut. Kühlmittel, wie Druckluft oder Schneidöl, wird durch den Ölkanal ausgestoßen, wodurch die Späne gleichmäßig entfernt werden. Des weiteren kann der Schaftfräser nachgeschliffen werden, da an seinem freien Ende keine Durchlässe vorhanden sind.
Der vierte Stand der Technik ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, die in der ungeprüften Japanischen Patentanmeldung Nr. 4-25309 offenbart sind, wobei Schneidkanten mit einer ultrafeinen Körnung verwendet werden und Hochdruckwasser mit einem Druck von mindestens 10 kg/cm² aus Kühlmittelabgabedüsen zu der Schneidstelle ausgestoßen wird. Die Düsen sind getrennt von dem Schneidwerkzeug angeordnet. Der Hochdruckwasserstrahl kühlt die Schneidstelle sofort. Das Werkstück und das Schneidwerkzeug werden nicht durch Wärme beschädigt, da es im wesentlichen zu keiner Wärmeübertragung auf das Schneidwerkzeug kommt.
Der fünfte Stand der Technik ist in der ungeprüften Japanischen Gebrauchsmodell-Anmeldung Nr. 4-73440 offenbart, wobei ein Kühlmittel durch Kühlmitteldurchlässe zugeleitet wird, die in einem Element ausgebildet sind, das mit einem Schneidwerkzeug dreht. Abgabedüsen in den Durchlässen weisen einstellbare Strahlwinkel auf, so daß das Kühlmittel auf die Schneidkanten eines Schneidwerkzeuges aufgebracht werden kann. Das Kühlmittel wird ausreichend auf die Schneidkanten aufgebracht, ohne von dem Schneidwerkzeug behindert zu werden, da die Kühlmittelabgabedüsen mit dem Schneidwerkzeug drehen. Des weiteren ändert sich die relative Position zwischen den Abgabedüsen und dem Schneidwerkzeug nicht, wenn das Schneidwerkzeug in eine beliebige Richtung entlang der x-, y- und z-Achsen bewegt wird, wodurch das Kühlmittel immer in ausreichendem Maße auf den vorbestimmten Punkt aufgebracht wird.
Eine Vorrichtung und ein drehendes Schneidwerkzeug zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes nach dem einleitenden Teil von Anspruch 9 bzw. 11 der beiliegenden Ansprüche sind aus US-A-5.085.540 bekannt.
Der erste obengenannte Stand der Technik betrifft die Zuleitung des Kühlmittels so nahe wie möglich an die Schneidstelle. Zu diesem Zweck sind Durchlässe für das Kühlmittel in dem Schneidwerkzeug ausgebildet. Bei einem Schneidwerkzeug aus Karbid ist es jedoch schwierig, die Durchlässe zu bilden. Ebenso ist es bei einem Schneidwerkzeug mit Schneidkanten nahe dem mittleren Abschnitt des freien Endes des Schneidwerkzeuges, wie bei einem Schaftfräser mit runder Stirn oder einem Bohrer, schwieriger, den Durchlaß zu bilden, da der Durchlaß gekrümmt oder gegabelt sein muß, so daß der Auslaß in der Flanke gebildet wird, so daß er nicht die Arbeit des mittleren Abschnittes des freien Endes des Schneidwerkzeuges behindert. Des weiteren verringert bei einem Schneidwerkzeug mit kleinem Durchmesser der Durchlaß die Steifigkeit des Schneidwerkzeuges. Dies hat zur Folge, daß das Schneidwerkzeug zum Abspringen neigt. Es besteht auch das Problem, daß wegen der kleinen Querschnittsfläche des Durchlasses unzureichend Kühlmittel zugeführt wird.
Der zweite Stand der Technik offenbart einen Gewindebohrer als ein Werkzeug, das ein Gewinde schneidet, das bei einer relativ geringen Schnittgeschwindigkeit verwendet wird. Daher wird das Kühlmittel vorzugsweise zu der Schneidstelle bei geringem Druck und mit einer Strömungsrate, die auf die Drehung des Gewindebohrers eingestellt ist, zugeführt, so daß das Kühlmittel mit sehr geringer Geschwindigkeit in den Gewindeteil strömt. Andererseits wird ein Schneidwerkzeug wie ein Schaftfräser, ein Fräswerkzeug oder ein Bohrer bei relativ hoher Schnittgeschwindigkeit verwendet, wobei das Kühlmittel bei hohem Druck und hoher Strömungsrate zugeführt werden muß. Daher kann der zweite Stand der Technik bei einer Zerspanarbeit mit solchen Schneidwerkzeugen nicht angewendet werden.
Bei dem dritten Stand der Technik besteht das Problem, daß das Kühlmittel, das bei hohem Druck und hoher Strömungsrate zugeführt wird, durch die Schneidkanten unterbrochen wird, die am nächsten bei dem Schaft liegen, da die Kühlmittelkanäle nur zu der Spanabnahmenut laufen, die sich am nächsten bei dem Schaft befindet. Daher wird dem Hauptschneideteil unzureichend Kühlmittel zugeführt. Wenn das Schneidwerkzeug nur bei seinem Hauptschneideteil verwendet wird, zum Beispiel im Falle einer normalen Bildung von Nuten, Auskehlungen, wird ein Schaftfräser nur an seinem freien Endabschnitt verwendet und das obengenannte Problem wird unlösbar. Die unzureichende Kühlung entfernt die Späne nicht rasch von der Schneidstelle.
In dem vierten Stand der Technik muß die Richtung der Abgabedüsen der Kühlmitteldurchlässe abhängig von dem Durchmesser und der Länge des verwendeten Schneidwerkzeuges eingestellt werden, so daß das Kühlmittel zu der Schneidstelle gelenkt wird, da die Richtung der Düsen nicht parallel zu der Achse des Schneidwerkzeuges ausgerichtet ist. Zusätzlich besteht ein weiteres Problem, daß das Werkstück das Kühlmittel, das auf die Schneidstelle aufgebracht wird, unterbricht, was direkt mit der Form des Werkstückes zusammenhängt.
Nach dem fünften Stand der Technik muß der Ausgang des Kühlmitteldurchlasses in dem drehenden Element der äußeren Oberfläche des Schneidwerkzeuges gegenüberliegen. Daher muß der Strahlwinkel des Ausganges der Kühlmitteldurchlässe abhängig von dem Durchmesser und der Länge des verwendeten Schneidwerkzeuges verändert werden.
Andererseits ist in der Praxis weder ein Schaftfräser noch ein Schaftfräser mit runder Stirn mit Schneidkanten in der Mitte seines freien Endes versehen. Daher kann ein einziger Schaftfräser oder ein einziger Schaftfräser mit runder Stirn alleine keine Vertiefung in einem harten Material abspanen, da eine große Wärmemenge im mittleren Bereich entsteht und das Schneidwerkzeug durch die Wärme beschädigt wird. Wenn zum Beispiel nach dem Stand der Technik ein Gesenk aus einem harten Material abgespant wird, wird zunächst das harte Material mit einem Bohrer gebohrt, und dann wird das hergestellte Loch durch einen Schaftfräser oder einen Schaftfräser mit runder Stirn vergrößert, so daß das Werkstück in die gewünschte Form gebracht wird.
Somit müssen in diesem Fall zwei Arten von Schneidwerkzeugen, das heißt, ein Bohrer und ein Schaftfräser oder ein Schaftfräser mit runder Stirn, verwendet werden und während des spanenden Bearbeitungsvorganges gewechselt werden. Des weiteren müssen zwei NC-Programme für die entsprechenden Schneidwerkzeuge bereitgestellt werden. Aufgrund dieser Probleme wird die Effizienz geringer und, die Zeit und Kosten für die Bearbeitung werden erhöht. Es gibt jedoch kein erfolgreiches, etabliertes Verfahren zum Raumfräsen eines harten Materials durch einen einzigen Schaftfräser oder einen einzigen Schaftfräser mit runder Stirn, der vom Vorschneiden bis zur Endbearbeitung verwendet wird.
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes durch das Schneiden mit einem drehenden Schneidwerkzeug, wie einem Schaftfräser, einem Schaftfräser mit runder Stirn, einem Bohrer oder einem Fräswerkzeug, wobei Hochdruckkühlmittel mit ausreichendem Druck und ausreichender Strömungsrate in Form eines Strahls auf seinen Hauptschneideteil gerichtet wird, wodurch die Entfernung von Wärme und Spänen, die während der Zerspanarbeit entstehen, verbessert ist. Das Hochdruckkühlmittel kann jederzeit, ohne Einstellung, während der spanenden Bearbeitung auf den Hauptschneideteil aufgebracht werden, selbst wenn das Schneidwerkzeug getauscht wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes durch Schneiden, das/die ein Werkstückmaterial mit geringer maschineller Bearbeitbarkeit effizient bearbeiten kann, das heißt, ein Material hoher Härte und/oder hoher Zähigkeit, wie zum Beispiel Titan, Legierung 600 oder gehärteten Stahl. Diese Materialien werden nach dem Stand der Technik nicht spanend bearbeitet, außer durch Schleifen oder Funkenerosion.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines neuartigen Schneideverfahrens zur Bearbeitung einer dreidimensionalen Form, wie einer Vertiefung oder einer Bohrung, mit geringer Oberflächenrauheit in einem harten Werkstück durch einen einzigen Schaftfräser oder einen einzigen Schaftfräser mit runder Stirn, der vom Vorschneiden bis zur Endbearbeitung verwendet wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Schneidwerkzeuges, das für das obengenannte neuartige Verfahren und die Vorrichtung geeignet ist.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes durch ein drehendes Schneidwerkzeug bereitgestellt, das einen Schaft enthält, der zum Einsetzen in eine Werkzeugbefestigungsbohrung einer Werkzeughalterung ausgebildet ist, sowie einen Schneideteil, der einstückig damit ausgebildet ist und Schneidkanten aufweist, die an einem freien Ende des Schneidwerkzeuges enden, und mindestens einen Kühlmittelkanal, der an der äußeren Oberfläche des Schneidwerkzeuges von dem hinteren Ende des Schaftes zu einem Bereich nahe dem freien Ende des Schneidwerkzeuges verläuft, wobei das Verfahren die Schritte des Zuleitens eines Kühlmittels in die Werkzeugbefestigungsbohrung der Werkzeughalterung, wobei das Kühlmittel einen ausreichenden Druck und eine ausreichende Strömungsrate zur Entfernung von Wärme und Spänen, die während der spanenden Bearbeitung entstehen, aufweist, des Leitens des Kühlmittels in Form eines Strahles von dem hinteren Ende des Schaftes im wesentlichen zu dem freien Ende des Schneidwerkzeuges in einer Richtung parallel zu einer Achse des Schneidwerkzeuges durch den mindestens einen Kühlmittelkanal, so daß das Kühlmittel direkt auf die Spanflächen der Schneidkanten an dem freien Ende des Schneidwerkzeuges ohne Unterbrechung aufgebracht wird, und des Vorschiebens des Schneidwerkzeuges in bezug auf das Werkstück in mindestens eine Richtung, die einer von einer Mehrzahl von Vorschubachsen entspricht, umfaßt.
Das Schneidwerkzeug kann in bezug auf das Werkstück in einer Richtung parallel zu der Achse des Schneidwerkzeuges vorgeschoben werden und gleichzeitig entlang einem Werkzeugweg in einer Ebene senkrecht zu der Achse des Schneidwerkzeuges vorgeschoben werden.
Das Schneidwerkzeug kann in bezug auf das Werkstück um eine Kontur des Werkstückes in einer Ebene senkrecht zu einer Achse des Schneidwerkzeuges vorgeschoben werden.
Das Schneidwerkzeug kann in bezug auf das Werkstück in einer Richtung parallel zu der Achse des Schneidwerkzeuges vorgeschoben werden und gleichzeitig in einem spiralförmigen Weg vorgeschoben werden, so daß das Werkstück durch Gleichlauffräsen gebohrt wird, wobei beim Gleichlauffräsen die Schneidkanten in das Werkstück in einer Richtung vorge schoben werden, die einer Vorschubrichtung des Schneidwerkzeuges entgegengesetzt ist.
Ein Schaftfräser mit runder Stirn kann als Schneidwerkzeug gewählt werden, und die Tiefe des Schnittes sollte ein Zehntel des Durchmessers des Schaftfräsers mit runder Stirn nicht übersteigen.
Der schrittweise Vorschub der relativen Bewegung zwischen dem Schaftfräser mit runder Stirn und dem Werkstück sollte eine Hälfte des Durchmessers des Schaftfräsers mit runder Stirn nicht übersteigen.
Das Werkstück kann aus einem Material mit hoher Härte und/oder hoher Zähigkeit bestehen.
Das Verfahren kann des weiteren den Schritt des Programmierens eines NC-Programms zur Steuerung der spanenden Bearbeitung umfassen, wobei das NC-Programm eine Mehrzahl von Hilfsprogrammen für entsprechende spanende Standardbearbeitungen umfaßt, wobei die spanenden Standardbearbeitungen zumindest Bohren, Raumfräsen und Bildung von Nuten, Auskehlungen umfassen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes geschaffen, umfassend eine Werkzeughalterung und ein drehendes Schneidwerkzeug, das einen Schaft enthält, der zum Einsetzen in eine Werkzeugbefestigungsbohrung der Werkzeughalterung ausgebildet ist, sowie einen Schneideteil, der einstückig damit ausgebildet ist und Schneidkanten aufweist, die an einem freien Ende des Schneidwerkzeuges enden, und mindestens einen Kühlmittelkanal an einer äußeren Oberfläche des Schneidwerkzeuges, Mittel zum Zuleiten eines Kühlmittels in die Werkzeugbefestigungsbohrung der Werkzeughalterung, wobei das Kühlmittel einen ausreichenden Druck und eine ausreichende Strömungsrate zur Entfernung von Wärme und Spänen, die während der spanenden Bearbeitung entstehen, aufweist, Mittel zum Leiten des Kühlmittels in Form eines Strahles durch den mindestens einen Kühlmittelkanal, und Mittel zum Vorschieben des Schneidwerkzeuges in bezug auf das Werkstück in mindestens eine Richtung, die einer von einer Mehrzahl von Vorschubachsen entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Kühlmittelkanal von dem hinteren Ende des Schaftes zu einem Bereich nahe dem freien Ende des Schneidwerkzeuges verläuft, und das Mittel zum Leiten des Kühlmittels das Kühlmittel von dem hinteren Ende des Schaftes im wesentlichen zu dem freien Ende des Schneidwerkzeuges in einer Richtung parallel zu einer Achse des Schneidwerkzeuges durch den mindestens einen Kühlmittelkanal leitet, so daß das Kühlmittel direkt auf die Spanflächen der Schneidkanten an dem freien Ende des Schneidwerkzeuges ohne Unterbrechung aufgebracht wird.
Das Mittel zur Kühlmittelzuführung kann eine Kühlmittelversorgungsquelle zur Druckbeaufschlagung des Kühlmittels auf einen vorbestimmten Druck, ein erstes Kühlmitteldurchlaßmittel, das in einer Spindel zum Drehen des Schneidwerkzeuges um dessen Achse vorgesehen ist und mit dem Kühlmittelversorgungsquellenmittel in Verbindung steht, und ein zweites Kühlmitteldurchlaßmittel, das in der Werkzeughalterung vorgesehen ist und mit dem ersten Kühlmitteldurchlaßmittel und der Werkzeugbefestigungsbohrung in Verbindung steht, umfassen.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein drehendes Schneidwerkzeug zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes durch Schneiden bereitgestellt, umfassend einen Schaft, der zum Einsetzen in eine Werkzeugbefestigungsbohrung einer Werkzeughalterung ausgebildet ist, einen Schneideteil, der einstückig mit dem Schaft ausgebildet ist und gedrehte Schneidkanten aufweist, wobei die Schneidkanten an einem freien Ende des Schneidwerkzeuges enden und im wesentlichen eine Schneidarbeit an dem freien Ende ausführen, und mindestens einen Kühlmittelkanal an einer äußeren Oberfläche des Schneidwerkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Kühlmittelkanal von dem hinteren Ende des Schaftes zu dem freien Ende des Schneidwerkzeuges in einer Richtung parallel zu einer Achse des Schneidwerkzeuges verläuft, und daß die Öffnung des mindestens einen Kühlmittelkanals einer Spanfläche der entsprechenden Schneidkante an dem freien Ende des Schneidwerkzeuges gegenüberliegt, so daß das Kühlmittel direkt auf die Spanflächen der Schneidkanten an dem freien Ende des Schneidwerkzeuges ohne Unterbrechung aufgebracht wird.
Das Schneidwerkzeug kann ein Schaftfräser mit runder Stirn sein, und es kann mindestens ein Kühlmittelkanal vorgesehen sein, entsprechend einer Anzahl von Schneidkanten des Schaftfräsers mit runder Stirn.
Das Schneidwerkzeug kann ein Schaftfräser oder ein Bohrer sein, und der mindestens eine Kühlmittelkanal verläuft zu den Schneidkanten des Schaftfräsers oder Bohrers, die zwischen dem Schaft und dessen freiem Ende angeordnet sind.
Das Schneidwerkzeug kann ein Fräswerkzeug sein.
Hochdruckkühlmittel wird dem Kühlmittelzuführdurchlaß in der Werkzeughalterung mittels des durch die Spindel hindurchgehenden Kühlmittel-Verfahrens oder mittels des durch das Werkzeug hindurchgehenden Kühlmittel-Verfahrens zugeführt und in Form eines Strahles auf das freie Ende des Schneidwerkzeuges durch den Kühlmittelkanal des Schneidwerkzeuges gerichtet. Zu diesem Zeitpunkt wird das Kühlmittel so gelenkt, daß es auf das freie Ende aufgebracht wird, da der Kühlmittelzuführdurchlaß parallel zu der Achse des Schneidwerkzeuges liegt und so ausgebildet ist, daß seine Öffnung der Schneidstelle des freien Endes gegenüberliegt.
Das ausgestoßene Kühlmittel weist einen ausreichenden Druck und eine ausreichende Strömungsrate auf, so daß es nicht durch Zentrifugalkraft ausfließt. Daher wird das Kühlmittel auf das freie Ende aufgebracht, so daß Wärme und Späne, die an der Schneidstelle entstehen, rasch und sicher entfernt werden.
Das Kühlmittel wird auch ohne Unterbrechung durch das Werkstück auf das freie Ende des Schneidwerkzeuges aufgebracht, da das Kühlmittel durch die Kühlmittelkanäle, die parallel zu der Achse des Schneidwerkzeuges verlaufen, auf das freie Ende gerichtet wird.
Des weiteren muß der Strahlwinkel des Kühlmittels nicht abhängig von dem Durchmesser oder der Länge des zu verwendenden Schneidwerkzeuges geändert werden.
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei Betrachtung der Beschreibung des besten Ausführungsbeispieles der Erfindung und der folgenden Zeichnungen, die gemeinsam einen Teil der Beschreibung bilden, offensichtlicher.
Fig. 1 ist ein Aufriß, teilweise im Querschnitt, einer Vorrichtung der vorliegenden Erfindung für eine Zerspanarbeit,
Fig. 2-a zeigt als Beispiel einen Aufriß eines Schaftfräsers, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 2-b ist ein Querschnitt entlang der Linie A-A von Fig. 2-a,
Fig. 3-a zeigt als Beispiel einen Aufriß eines Schaftfräsers mit runder Stirn, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 3-b ist ein Querschnitt entlang der Linie B-B von Fig. 3-a,
Fig. 4-a zeigt als Beispiel einen Aufriß eines Bohrers, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 4-b ist ein Querschnitt entlang der Linie C-C von Fig. 4-a,
Fig. 5-a zeigt als Beispiel einen Aufriß eines Fräswerkzeuges, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 5-b ist ein Querschnitt entlang der Linie D-D von Fig. 5a,
Fig. 6 zeigt einen zweiten Kühlmitteldurchlaß in einer Werkzeughalterung, und Kühlmittelkanäle an einer äußeren Oberfläche eines Schneidwerkzeuges, durch welche Kühlmittel zu einem Hauptschneideteil eines Schneidwerkzeuges strömt, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
Fig. 7 erklärt ein Zerspanverfahren, in dem ein Schneidwerkzeug in einem spiralförmigen Weg um eine innere Kontur eines Werkstückes vorgeschoben wird,
Fig. 8 erklärt ein Zerspanverfahren, in dem ein Schneidwerkzeug in einem vor- und rückwärts verlaufenden Weg über ein Werkstück vorgeschoben wird,
Fig. 9a erklärt die Zerspanarbeit durch Gleichlauffräsen,
Fig. 9b erklärt die Zerspanarbeit durch Gegenlauffräsen,
Fig. 10 erklärt die Bohrarbeit durch einen Schaftfräser mit runder Stirn,
Fig. 11 erklärt die Zerspanarbeit zur Bildung einer Vertiefung durch einen Schaftfräser mit runder Stirn, und
Fig. 12 ist ein schematisches Blockdiagramm eines NC- Steuersystems der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung für eine Zerspanarbeit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Vorrichtung enthält eine Spindel 1, die drehbar in einem Gehäuse 2 durch Lager 3 befestigt ist. Das Gehäuse 2 ist an dem unteren Ende durch eine Stirnplatte 4 verschlossen. Die Spindel 1 wird durch ein geeignetes Antriebsmittel (nicht dargestellt) gedreht.
Eine Werkzeughalterung 5 ist in einem konisch zulaufenden Loch an dem unteren Ende der Spindel 1 befestigt, wobei ein Zugbolzen 6 der Werkzeughalterung 5 durch eine Zugstange 7 nach oben in das konisch zulaufende Loch angehoben wird. Die Zugstange 7 verläuft entlang einer Achse der Spindel 1. Die Werkzeughalterung 5 ist in einer drehenden Winkelposition in bezug auf die Spindel 1 durch einen Positionierkeil 8 positioniert.
Es wird festgehalten, daß eine z-Achse in dieser Beschreibung entlang der Achse der Spindel 1 definiert ist. Eine x- Achse ist entlang einer Achse definiert, die im rechten Winkel zu der z-Achse liegt. Und eine y-Achse ist entlang einer Achse definiert, die im rechten Winkel sowohl zu der z-Achse als auch zu der x-Achse liegt.
Ein erster Kühlmitteldurchlaß 9 verläuft in der Zugstange 7 entlang der z-Achse, das heißt, entlang der Achse der Spindel 1. Ein zweiter Kühlmitteldurchlaß 19 ist in der Werkzeughalterung 5 vorgesehen und verläuft durch den Zugbolzen 6 entlang der z-Achse. Der erste Kühlmitteldurchlaß 9 liegt auf einem zweiten Kühlmitteldurchlaß 19 (Fig. 6) und steht mit diesem in Verbindung, wenn die Werkzeughalterung 5 in der Spindel 1 befestigt ist. Der erste Kühlmitteldurchlaß 9 kann ein Rohr umfassen, das in eine Bohrung eingesetzt ist, die durch die Zugstange 7 verläuft.
Der erste und zweite Kühlmitteldurchlaß 9 und 19 drehen gemeinsam mit der Spindel 1. Ein Drehgelenk 10 ist an dem hinteren Ende des ersten Durchlasses 9 vorgesehen, durch welches Kühlmittel von der Kühlmittelversorgungsquelle 11 dem ersten Kühlmitteldurchlaß 9 zugeführt wird. Die Kühlmittelversorgungsquelle 11 kann eine Kühlmittelpumpe und einen Kühlmittelbehälter (nicht dargestellt) umfassen.
Ein Schneidwerkzeug 12 (ein Schaftfräser 12 ist in Fig. 1 als Beispiel dargestellt) ist lösbar in der Befestigungsbohrung 18 (siehe auch Fig. 6) der Werkzeughalterung 5 durch die übliche Methode befestigt. Der Schaftfräser 12 wird entlang der x-, y- und z-Achsen in bezug auf ein Werkstück vorgeschoben, das unter dem Schaftfräser 12 positioniert ist (in Fig. 1 nicht dargestellt), so daß das Werkstück in die gewünschte Form bearbeitet wird.
Der Schaftfräser 12 hat zumindest einen Kühlmittelkanal 13 an seiner äußeren Oberfläche. Der Kühlmittelkanal 13 verläuft von dem hinteren Ende 17 eines Schaftes 16 (Fig. 2) zu einem Abschnitt neben dem Hauptschneideteil des Schaftfräsers 12 entlang dessen Achse. Das Kühlmittel von der Kühlmittelversorgungsquelle 11 wird der Vorrichtung durch das Drehgelenk 10 zugeführt und strömt dann durch den ersten und zweiten Kühlmitteldurchlaß 9, 19, die Werkzeugbefestigungsbohrung 18 der Werkzeughalterung 5 und den Kühlmittelkanal 13 des Schaftfräsers 12. Somit wird das Kühlmittel in Form eines Strahles zu dem Hauptschneideteil des Schaftfräsers 12 in die Richtung parallel zu der Achse des Schaftfräsers 12 gelenkt. Das Kühlmittel wird während der Zerspanarbeit zugeführt.
In Fig. 2 ist ein Schaftfräser 12 dargestellt, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Der Schaftfräser 12 von Fig. 2 ist von einer Art mit vier Schneidkanten, das heißt, der Schaftfräser 12 hat vier gedrehte Schneidkanten 14a, 14b, 14c und 14d, und vier Spanabnahmenuten 15.
Der Schaftfräser 12 ist mit mindestens einem Kühlmittelkanal 13 versehen, wobei in Fig. 2 zwei Kühlmittelkanäle 13 als Beispiel dargestellt sind. Die Kühlmittelkanäle 13 verlaufen an der äußeren Oberfläche des Schaftfräsers 12, von dem hinteren Ende 17 zu seinem Hauptschneideteil, und sind parallel zu der Achse des Schaftfräsers 12.
Der Abstand, der in Fig. 2-b mit d angegeben ist, zwischen den Böden der gegenüberliegenden Kanäle 13 ist kleiner als der Durchmesser D des Schaftfräsers 12 am Schneideteil. Mit anderen Worten, die Kühlmittelkanäle 13 verlaufen auch zu den Schneidkanten 14a, 14c, so daß die Kühlmittelkanäle 13 das Kühlmittel zu dem Hauptschneideteil führen, ohne Unterbrechung durch die Schneidkanten 14a, 14c. Die Kühlmittelkanäle 13 können daher tiefer als jene, die in Fig. 2 dargestellt sind, ausgebildet werden, wenn der Durchmesser D des Schaftfräsers 12 an dem Schneideteil größer als jener des Schaftes 16 ist. Jeder der Kühlmittelkanäle 13 kann als ein Kanal betrachtet werden, obwohl er drei Abschnitte umfaßt, das heißt einen ersten Abschnitt 13a an dem Schaft 16, einen zweiten Abschnitt 13b an der Schneidkante 14c und einen dritten Abschnitt 13c an der Schneidkante 14b, die miteinander ausgerichtet sind. Die Querschnittsform der Kühlmittelkanäle 13 kann vielfältig sein, nicht nur ein Rechteck wie in Fig. 2, wie zum Beispiel ein Halbkreis oder Kreis.
Es wird festgehalten, daß scharfe Kanten des Schneideteiles, zum Beispiel die Kante zwischen dem Kühlmittelkanal 13b und der Schneidkante 14c oder die Kante zwischen dem Kühlmittelkanal 13c und der Schneidkante 14b, abgeschrägt sein können, so daß ein Abspringen des Teiles verhindert wird.
In Fig. 3 ist ein Schaftfräser mit runder Stirn 12 dargestellt, der von jener Art ist, die vier Schneidkanten 14a, 14b, 14c und 14d aufweist. Der Schaftfräser mit runder Stirn hat vier Kühlmittelkanäle 13, wie in Fig. 3 als Beispiel dargestellt ist. Jeder der Kühlmittelkanäle 13 ist im Abstand von 90º in eine Umfangsrichtung, wie in Fig. 3- b dargestellt ist, positioniert. Jeder der Kühlmittelkanäle 13 verläuft auch an einem Schaft 16 in eine Richtung parallel zu der Achse des Schaftfräsers mit runder Stirn von dem hinteren Ende 17 des Schaftes zu den Spanflächen der Schneidkanten 14a, 14b, 14c bzw. 14d.
Bei diesem Schaftfräser mit runder Stirn 12 strömt das Hochdruckkühlmittel durch die Kühlmittelkanäle 13 und wird in Form eines Strahles zu dem Hauptschneideteil geleitet, wie mit Bezugnahme auf Fig. 2 erklärt wurde. Und das Hochdruckkühlmittel entfernt die Wärme, die an der Schneidstelle erzeugt wird und läuft zum Ausstoßen der Späne zusammen, die dazu neigen, an den Schneidkanten zu haften.
Mit Bezugnahme auf Fig. 4 ist ein Bohrer 12 gemäß der vorliegenden Erfindung mit zwei Kühlmittelkanälen 13 als Beispiel dargestellt. Die beiden Kühlmittelkanäle sind jeweils an den gegenüberliegenden Seiten des Durchmessers angeordnet und verlaufen von dem hinteren Ende 17 zu dem Hauptschneideteil in eine Richtung parallel zu der Achse des Bohrers 12. Jeder Kühlmittelkanal 13 umfaßt drei Abschnitte 13a, 13b und 13c, die miteinander ausgerichtet sind.
In Fig. 4 ist der Ort des Hauptschneideteiles mit der strichpunktierten Linie 20 dargestellt, wenn der Bohrer um seine Achse dreht.
Mit Bezugnahme auf Fig. 5 ist ein Fräswerkzeug 12 für die Schwalbenschwanznutenfräsarbeit als Beispiel dargestellt. Das Fräswerkzeug hat fünf Kühlmittelkanäle 13 als Beispiel. Jeder Kühlmittelkanal 13 verläuft von dem hinteren Ende 17 zu der entsprechenden Spanfläche der Schneidkante 15 und ist parallel zu der Achse des Fräswerkzeuges 12. Das Kühlmittel wird auf den Hauptschneideteil durch die Kühlmittelkanäle 13 aufgebracht.
Mit Bezugnahme auf Fig. 6 ist der Schaftfräser 12 an einer Werkzeughalterung 5 befestigt dargestellt. Der Schaft 16 des Schaftfräsers 12 ist in eine Werkzeugbefestigungsbohrung 18 der Werkzeughalterung 5 eingesetzt. Die Werkzeugbefestigungsbohrung 18 steht mit dem zweiten Kühlmitteldurchlaß in Verbindung. Das Kühlmittel wird durch den ersten und zweiten Kühlmitteldurchlaß 9 und 19 in die Werkzeugbefestigungsbohrung 18 geleitet, und dann wird das Kühlmittel durch den Kühlmittelkanal 13 des Schaftfräsers 12 wie dargestellt nach außen zu dem Hauptschneideteil des Schaftfräsers 12 geleitet. Das Kühlmittel in der Werkzeugbefestigungsbohrung 18 dreht gemeinsam mit der Spindel 1, der Werkzeughalterung 5 und dem Schaftfräser 12 während der Zerspanarbeit. Das Kühlmittel wird bei hohem Druck, zum Beispiel bei 70 kg/cm² ausgestoßen, so daß das Kühlmittel von den Kühlmittelkanälen 13 den Hauptschneideteil mit ausreichendem Druck erreichen kann, selbst wenn die Spindel 1 mit hoher Geschwindigkeit dreht.
Die Querschnittsfläche der Kühlmittelkanäle 13 kann viel größer ausgebildet werden als jene eines Kühlmitteldurchlasses, der in dem Schaftfräser 12 entlang seiner Achse nach dem ersten Stand der Technik vorgesehen war. Daher ermöglichen die Kühlmittelkanäle 13 auch eine viel höherer Kühlmittelströmungsrate im Vergleich zu dem Kühlmitteldurchlaß, der in dem Schaftfräser entlang seiner Achse ausgebildet wurde. Somit wird das Kühlmittel dem Hauptschneideteil mit ausreichendem Druck und ausreichender Strömungsrate zugeführt, um Wärme und Späne rasch zu entfernen. Im Falle einer tiefen Nutenfräsarbeit, bei welcher die gesamte Länge des Schneideteiles des Schaftfräsers verwendet wird, wird das Kühlmittel auf die gesamte Länge des Schneideteiles durch die Öffnung zwischen den Kühlmittelkanälen 13a und 13b, 13b und 13c aufgebracht, so daß selbst in einem Fall wie dem zuvor beschriebenen die Entfernung von Wärme und Spänen sicher ausgeführt wird.
Nach dem zweiten Stand der Technik, wie zuvor beschrieben, ist eine Kühlmittelabgabedüse vorhanden, durch welche das Kühlmittel zu einem Schaftfräser ausgestoßen wird, der bei hoher Geschwindigkeit dreht. Die Kühlmittelabgabedüse ist jedoch außerhalb des Schaftfräsers befestigt. Der drehende Schaftfräser ist von einer Luftschicht umgeben, die im wesentlichen mit derselben Geschwindigkeit wie der Schaftfräser dreht. Die Luftschicht unterbricht das ausgestoßene Kühlmittel, das direkt auf die Spanfläche der Schneidkante der Schaftfräsers aufgebracht werden soll. Mit anderen Worten, der Großteil des ausgestoßenen Kühlmittels wird durch die Luftschicht abgelenkt.
Andererseits wird in der vorliegenden Erfindung das Kühlmittel von den Kühlmittelkanälen des Schneidwerkzeuges an der Schneidstelle aufgebracht. Die Kühlmittelkanäle drehen mit dem Schneidwerkzeug. Daher befindet sich das aufzubringende Kühlmittel bereits in der drehenden Luftschicht und das Kühlmittel kann die Schneidstelle erreichen, ohne von der Luftschicht abgelenkt zu werden.
Es wird festgehalten, daß Druckluft anstelle der Flüssigkeit, wie Schneidöl oder Wasser, als Kühlmittel zum Kühlen der Schneidstelle und zur Entfernung der Späne verwendet werden kann.
Es folgt nun eine Beschreibung der Funktionsweise der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, mit welcher einige besondere Bearbeitungsvorgänge eines Werkstückes erreicht werden, mit Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 11.
Wie zuvor erwähnt, ist ein Schaftfräser oder ein Schaftfräser mit runder Stirn nicht mit einer Schneidkante in der Mitte seines freien Endes versehen. Daher ist es nicht möglich, eine Vertiefung oder eine Ausnehmung in einem harten Material durch einen einzigen Schaftfräser oder einen einzigen Schaftfräser mit runder Stirn zu bilden, da eine beachtliche Wärme erzeugt wird und das Schneidwerkzeug durch die Wärme beschädigt werden kann. Zum Beispiel wird nach dem Stand der Technik zur Bearbeitung eines Gesenks in einem harten Material zunächst mit einem Bohrer ein Vorbereitungsloch in das harte Material gebohrt, und dann wird das Vorbereitungsloch mit einem Schaftfräser vergrößert, so daß die gewünschte Gesenkform abgespant wird. Somit müssen in diesem Fall zwei Arten von Schneidwerkzeugen, das heißt, ein Bohrer und ein Schaftfräser, verwendet werden, die während des Zerspanvorganges gewechselt werden. Des weiteren müssen zwei NC-Programme für die entsprechenden Schneidwerkzeuge bereitgestellt werden. Diese Probleme führen zu einer geringeren Effizienz, einem großen Zeitaufwand und höheren Kosten. Es gibt jedoch kein erfolgreiches Verfahren zum Fräsen einer Vertiefung oder Ausnehmung in einem harten Material durch einen einzigen Schaftfräser oder einen einzigen Schaftfräser mit runder Stirn, der während des Zerspanvorganges vom Vorschneiden bis zur Endbearbeitung verwendet wird.
Das Problem wird durch die vorliegende Erfindung gelöst. In der vorliegenden Erfindung wird ein einziger Schaftfräser oder ein einziger Schaftfräser mit runder Stirn verwendet.
Der Schaftfräser oder der Schaftfräser mit runder Stirn wird entlang der z-Achse vorgeschoben und gleichzeitig in bezug auf das Werkstück entlang der x- und y-Achse vorgeschoben. Das Hochdruckkühlmittel wird auf den Hauptschneideteil wie zuvor erwähnt aufgebracht. Dadurch kann ein einziges Schneidwerkzeug die Bohrarbeit oder die Raumfräsarbeit ausführen, ohne auf eine andere Art von Schneidwerkzeug während des Zerspanvorganges zu wechseln, wodurch die Bearbeitungseffizienz erhöht wird.
Mit Bezugnahme auf Fig. 7 und 8 sind zwei Arten von Raumfräsarbeit dargestellt, das heißt, eine der Kontur folgende Bearbeitung, wie in Fig. 7 dargestellt, und eine vor- und rückwärts verlaufende Bearbeitung, wie in Fig. 8 dargestellt. Bei der Bearbeitung, die der Kontur folgt, wird ein Schneidwerkzeug um eine innere Kontur des Werkstückes vorgeschoben. Bei der vor- und rückwärts verlaufenden Bearbeitung wird ein Schneidwerkzeug über das Werkstück vor- und rückwärts geführt. Die Richtung 35 der Schneidwerkzeugdrehung wird abhängig von der Richtung der Drehung des Schneideteiles des Schaftfräsers 12 gewählt und ist für gewöhnlich im Uhrzeigersinn.
Bei der Bearbeitung, die der Kontur folgt, bewegt sich ein Schneidwerkzeug 12, wie ein Schaftfräser oder ein Schaftfräser mit runder Stirn, entlang einer inneren Kontur des Werkstückes W in einer x-y-Ebene an einer Position auf der z-Achse. Wenn das Schneidwerkzeug 12 sich um die innere Kontur des Werkstückes bewegt hat, wird das Schneidwerkzeug 12 um eine vorbestimmte Schnittiefe in die Richtung der z- Achse vorgeschoben, während es auch in die Richtung der x- und/oder y-Achse vorgeschoben wird. Daher wird das Schneidwerkzeug in Fig. 7 entlang einer geneigten Bahn 36 vorgeschoben. Das Schneidwerkzeug 12 bewegt sich dann um die nächste innere Kontur und der Vorgang wird wiederholt, bis die gewünschte Form erhalten ist.
Es ist offensichtlich, daß bei der Bearbeitung eines Steges oder eines Fortsatzes an einem Werkstück das Schneidwerkzeug 12 um eine äußere Kontur des Werkstückes vorgeschoben wird, und wenn eine Vertiefung oder Ausnehmung bearbeitet wird, das Schneidwerkzeug 12 um die innere Kontur des Werkstückes W vorgeschoben wird, wie in Fig. 7 dargestellt.
Andererseits wird bei der vor- und rückwärts verlaufenden Bearbeitung in Fig. 8 das Schneidwerkzeug in der y-Achse fixiert und in die Richtung der x-Achse von einem Schnittende zu dem anderen Schnittende des Werkstückes vorgeschoben, wobei es in die Richtung der z-Achse mit einer geeigneten Schnittiefe vorgeschoben wird. Das Schneidwerkzeug 12 wird um einen vorbestimmten schrittweisen Vorschub 37 in die Richtung der y-Achse bewegt, wenn das Schneidwerkzeug 12 sich über den vorbestimmten Weg in der x-Achse bewegt hat. Dann wird das Schneidwerkzeug 12 zu der nächsten Bewegungsbahn in die Richtung der x-Achse zurückbewegt, indem es in die Richtung der z-Achse auf die geeignete Schnittiefe vorgeschoben wird. Das Verfahren wird wiederholt, bis die gewünschte Tiefe erhalten wird.
Bei einem Vergleich zwischen den zuvor beschriebenen zwei Bearbeitungsverfahren hat die Bearbeitung, die der Kontur folgt, aus den folgenden Gründen Vorteile. Bei der vor- und rückwärts verlaufenden Bearbeitung werden die Bearbeitungslast auf dem Schneidwerkzeug 12 und die Vorschubrichtung des Schneidwerkzeuges 12 deutlich an den Ecken der Werkzeugbewegungsbahn geändert. Daher ist die Bearbeitung bei der vor- und rückwärts verlaufenden Bearbeitung instabil. Des weiteren schneidet das Schneidwerkzeug 12 bei der vor- und rückwärts verlaufenden Bearbeitung das Werkstück entweder an der seitlichen Schneidkante oder an der unteren Schneidkante, abhängig von einem zu bearbeitenden Abschnitt des Werkstückes, was zu einer Änderung der Schnittgeschwindigkeit, abhängig von dem zu bearbeitenden Abschnitt, führt. Daher ist die Rauheit der fertig bearbeiteten Ober fläche nicht gleichförmig, abhängig von dem Abschnitt. Andererseits ist bei der Bearbeitung, die der Kontur folgt, die Änderung der Last auf dem Schneidwerkzeug 12 und der Richtung der Werkzeugbewegungsbahn gering und es kann eine relativ stabile Bearbeitung erhalten werden. Des weiteren ist bei der Bearbeitung, die der Kontur folgt, die Schnittgeschwindigkeit konstant und die Oberflächenrauheit gleichmäßig, da das Schneidwerkzeug 12 das Werkstück an derselben Schneidkante schneidet. Wenn daher eine Feinbearbeitung erforderlich ist, wird die Bearbeitung, die der Kontur folgt, bevorzugt.
In Fig. 9 sind zwei schematische Querschnitte eines Werkstückes W und eines Schneidwerkzeuges 12 während der Zerspanarbeit über seine Achse dargestellt. Fig. 9a zeigt ein Gleichlauffräsen und Fig. 9b zeigt das Gegenlauffräsen. Beim Gleichlauffräsen wird das Schneidwerkzeug 12 in eine Richtung vorgeschoben, die durch den Pfeil 39 angegeben ist, wobei seine Schneidkanten 38 in das Werkstück W in umgekehrter Richtung zu der Vorschubrichtung 39 schneiden, wie in Fig. 9a dargestellt ist. Andererseits wird beim Gegenlauffräsen das Schneidwerkzeug 12 in eine Richtung vorgeschoben, die durch den Pfeil 39 angegeben ist, wobei seine Schneidkanten 38 in das Werkstück W in dieselben Richtung wie die Vorschubrichtung 39 schneiden, wie in Fig. 9b dargestellt ist.
Beim Gleichlauffräsen schneiden die Schneidkanten 38 das Werkstück W in einer geeigneten Schnittiefe, die zu einer feinbearbeiteten Oberfläche führt. Andererseits neigen beim Gegenlauffräsen die Schneidkanten 38 dazu, das Werkstück W in einer übermäßigen Schnittiefe zu schneiden, was zu einer höheren Rauheit der bearbeiteten Oberfläche führt, als beim Gleichlauffräsen erhalten wird. Des weiteren kommt es beim Gegenlauffräsen zu einer stärkeren Wärmeerzeugung während der Zerspanarbeit, da meistens eine Reibung zwischen den Schneidkanten 38 und dem Werkstück W auftritt.
Das Gleichlauffräsen hat mehr Vorteile als das Gegenlauffräsen und es ist bevorzugt, soweit wie möglich eine spanende Bearbeitung durch Gleichlauffräsen vorzunehmen. Mit anderen Worten, das Schneidwerkzeug 12 wird vorzugsweise in bezug auf das Werkstück W so vorgeschoben, daß die fertig bearbeitete Oberfläche des Werkstückes W durch Gleichlauffräsen bearbeitet wird. Zum Beispiel wird im Falle der Raumfräsarbeit der Schaftfräser mit runder Stirn so vorgeschoben, daß die fertig bearbeitete Innenfläche der Vertiefung durch Gleichlauffräsen bearbeitet wird. Und bei der Bildung von Nuten schneiden beide Seiten der Schneidkanten des Schneidwerkzeuges 12 das Werkstück. Das heißt, das Gleichlauffräsen wird an einer Seite der Nut ausgeführt und das Gegenlauffräsen wird an der anderen Seite der Nut ausgeführt. In diesem Fall wird das Fräswerkzeug 12 in bezug auf das Werkstück W so vorgeschoben, daß die Oberfläche, die mit einer geringeren Rauheit als die andere fertigbearbeitet werden soll, durch Gleichlauffräsen bearbeitet wird.
Fig. 10 zeigt eine Bohrarbeit durch einen einzigen Schaftfräser mit runder Stirn mit einem im wesentlichen halbkugelförmigen Schneideteil. Der Schaftfräser mit runder Stirn 12 wird spiralförmig durch eine Drehung um seine Achse in Richtung 35 vorgeschoben. Das heißt, der Schaftfräser mit runder Stirn 12 wird in die Richtung der z-Achse vorgeschoben und gleichzeitig in einem Kreis in bezug auf das Werkstück W in einer x-y-Ebene durch Drehen um seine Achse in Richtung 35 vorwärtsbewegt. Auf diese Weise wird eine Bohrung 40 an dem Werkstück durch den Schaftfräser mit runder Stirn 12 gebildet, der sich entlang dem spiralförmigen Weg bewegt. Die Bohrung 40 kann eine zylindrische Innenfläche oder eine konische Innenfläche aufweisen.
Zum Erreichen einer sehr feinen Oberfläche ist der Schaft des Schaftfräsers mit runder Stirn 12 mit einem etwas kleineren Durchmesser als der Schneideteil ausgebildet, so daß der Schaft nicht mit der fertigbearbeiteten Oberfläche in Kontakt gelangt. Wenn ein üblicher Schaftfräser mit rechteckiger Stirn auf dieselbe Weise verwendet wird, kommt sein sekundärer Schneideteil mit der bearbeiteten Oberfläche in Kontakt, wodurch die Rauheit der bearbeitenden Oberfläche erhöht wird. Des weiteren konzentriert sich die Wärme, die während der Bearbeitung entsteht, an den Ecken der Schneidkante, wodurch auch die Rauheit der fertigbearbeiteten Oberfläche erhöht wird.
Bei dieser Bohrarbeit wird sowohl das Gleichlauffräsen als auch das Gegenlauffräsen ausgeführt. Der Schaftfräser mit runder Stirn 12 wird jedoch vorzugsweise in bezug auf das Werkstück W derart vorgeschoben, daß die fertigbearbeitete Oberfläche durch Gleichlauffräsen, wie zuvor beschrieben, bearbeitet wird.
Während der Bohrarbeit durch die spiralförmige Bearbeitung überschreitet die Schnittiefe vorzugsweise nicht 0,1 D, unter der Annahme, daß der Durchmesser des Schaftfräsers mit runder Stirn D ist. Dadurch wird die Wärmeerzeugung wie auch das Volumen der Späne pro Umdrehung des Schaftfräsers mit runder Stirn 12 verringert, wodurch für eine Kühlung an der Schneidstelle gesorgt ist. Die hohe Drehgeschwindigkeit und die hohe Vorschubrate des Schaftfräsers 12 gleichen die Bearbeitungseffizienz aus, die durch die geringe Schnittiefe herabgesetzt ist.
Fig. 11 zeigt die Raumfräsarbeit durch einen einzigen Schaftfräser mit runder Stirn 12. Eine Vertiefung P wird durch wendelförmiges Abspanen bearbeitet. Beim wendelförmigen Abspanen wird der Schaftfräser mit runder Stirn 12 in bezug auf das Werkstück in einem wendelförmigen Weg in einer x-y-Ebene vorgeschoben, wie in Fig. 11 dargestellt ist.
Der drehende Schaftfräser mit runder Stirn 12 wird zunächst in eine Richtung parallel zu der z-Achse um die vorbestimmte Schnittiefe im wesentlichen in der Mitte der Vertiefung P vorgeschoben. Gleichzeitig wird der Schaftfräser 12 in die Richtung der x- oder y-Achse vorgeschoben. Wenn die vorbestimmte Tiefe in die Richtung parallel zu der z-Achse durch den Schaftfräser mit runder Stirn 12 geschnitten ist, wird der Schaftfräser mit runder Stirn 12 entlang dem wendelförmigen Weg 34 gegen den Uhrzeigersinn von der Mitte der Vertiefung P in der x-y-Ebene nach außen bewegt, so daß der gewünschte Kanal, der ein Zwischenkanal der fertigen Vertiefung P ist, erhalten wird. Der Schaftfräser mit runder Stirn 12 schneidet seinerseits eine vorbestimmte Tiefe in die Richtung parallel zu der z-Achse, wieder im wesentlichen in der Mitte der Vertiefung P. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis die gewünschte Vertiefung P abgespant ist. Der Schaftfräser mit runder Stirn 12 wird vorzugsweise in bezug auf das Werkzeug W in der x-y- Ebene vorgeschoben, so daß die fertigbearbeitete Oberfläche durch Gleichlauffräsen bearbeitet wird.
Es ist auch offensichtlich, daß der Schaftfräser 12 von der Außenseite der Vertiefung P entlang dem wendelförmigen Weg 34 nach innen vorgeschoben werden kann, obwohl ein wendelförmiger Weg 34, der von der Mitte der Vertiefung P nach außen läuft, in Fig. 11 dargestellt ist.
Die wendelförmige Bearbeitung wird auch zum Schneiden verwendet, wenn die Schnittiefe 0,1 D nicht überschreitet und der schrittweise Vorschub oder die Steighöhe der Spirale 0,5 D nicht überschreitet, um eine feine Oberfläche zu erhalten. Nach dem Stand der Technik wird die Raumfräsarbeit für gewöhnlich für die Zerspanarbeit verwendet, in welcher die Schnittiefe relativ groß ist (0,2-0,4 D) und die Steighöhe der Spirale relativ gering ist (0,1 D). Dies führt jedoch wegen des großen, ungeformten Spans zu einer starken Wärmeerzeugung und zu einer kürzeren Werkzeugstand Zeit. Insbesondere ist dieses Bearbeitungsverfahren nicht für eine Zerspanarbeit zur Bearbeitung eines Materials hoher Härte geeignet.
Das zuvor genannte Schneiden, das heißt, wenn die Schnitttiefe 0,1 D nicht überschreitet und der schrittweise Vorschub 0,5 D nicht überschreitet, wird auch für die vor- und rückwärts verlaufende Bearbeitung mit Hochdruckkühlmittel, wie zuvor beschrieben, verwendet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Werkstück aus einem Material mit hoher Härte und/oder hoher Zähigkeit zu bearbeiten, das heißt, mit geringer Bearbeitbarkeit, wie Gesenkstahl oder gehärteten Stahl. Das heißt, das Werkstück mit geringer Bearbeitbarkeit kann durch einen einzigen Schaftfräser mit runder Stirn bearbeitet werden, wobei das Hochdruckkühlmittel auf den Hauptschneideteil aufgebracht wird und wobei die Schnittiefe und der schrittweise Vorschub 0,1 D bzw. 0,5 D nicht überschreiten. Mit anderen Worten, es ist möglich, das obengenannte Material auf einfache Weise gemäß der vorliegenden Erfindung zu bearbeiten, das nach dem Stand der Technik nicht bearbeitet werden konnte, außer durch Schleifen oder Funkenerosion.
Das Verfahren und die Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstückes durch Schneiden gemäß der vorliegenden Erfindung werden durch ein NC-Steuersystem wie nach dem Stand der Technik durchgeführt. Das NC-Steuersystem erfordert nach dem Stand der Technik, daß der Bediener verschiedene Daten der Schneidebedingung, wie Werkzeugbewegungsbahn, Schnittiefe oder schrittweisen Vorschub, wie auch die Form und die Maße, die zu bearbeiten sind, und den Durchmesser und die Länge des zu verwendenden Werkzeuges eingibt. Diese Eingabe ist jedoch mühsam und zeitraubend.
Programme für eine Standardzerspanarbeit wie Bohrarbeit, Raumfräsarbeit oder Nutenfräsarbeit werden häufig in dem NC-Steuersystem ausgeführt und dies macht die Zerspanarbeit einfach. Daher ist es zweckdienlich, die Programme für jede Zerspanarbeit als Hilfsprogramm zu standardisieren.
Mit Bezugnahme nun auf Fig. 12 ist ein schematisches Blockdiagramm eines NC-Steuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das NC-Steuersystem 100 umfaßt ein Hauptprogramm 110, ein Unterprogramm 120, eine Programmausführungsvorrichtung 130, eine Servosteuerungsvorrichtung 140 für einen x-y-Tisch 42, eine Servosteuerungsvorrichtung 150 für die z-Achse der Spindel und eine Kühlmittelzufuhrsteuerung 160.
Das Unterprogramm umfaßt eine Mehrzahl von Hilfsprogrammen 121, 122, 123, ..., 12N für die entsprechende, zuvor beschriebene, Standardzerspanarbeit, wie Bohrarbeit, Raumfräsarbeit, Nutenfräsarbeit usw. Das Hauptprogramm 110 wird in der Programmausführungsvorrichtung 130 ausgeführt. Und ein Hilfsprogramm 121, 122, 123, ..., 12N wird vorzugsweise von dem Hauptprogramm 110 aus dem Unterprogramm 120 für die auszuführende Zerspanarbeit gewählt. Das Hauptprogramm 110 und das Hilfsprogramm 12 N werden in der Programmausführungsvorrichtung 130 ausgeführt. Die Servosteuerungsvorrichtungen 140 für den x-y-Tisch 42, die Servosteuerungsvorrichtung 150 für die z-Achse und die Kühlmittelzufuhrsteuerung 160 empfangen Signale von der Programmausführungsvorrichtung 130 zur Steuerung des entsprechenden gesteuerten Objekts.
Die Servosteuerungsvorrichtung 140 für den x-y-Tisch 42 erzeugt ein Steuersignal an ein Mittel 41 für den Vorschub des Schneidwerkzeuges 12 in bezug auf das Werkstück (in Fig. 12 nicht dargestellt), das auf dem x-y-Tisch 42 befestigt ist. Das Vorschubmittel 41 besteht aus herkömmlichen Vorschubvorrichtungen für den x-y-Tisch 42 und umfaßt Servomotoren und Kugelumlaufspindeln (nicht dargestellt). Der x-y-Tisch 42 wird in die Richtung der x- und y-Achse durch die Vorrichtung 41 vorgeschoben, wodurch das Schneidwerkzeug 12 in bezug auf das Werkstück vorgeschoben wird. Die Servosteuerungsvorrichtung 150 für die z-Achse der Spindel erzeugt ein Steuersignal an ein Mittel 43 zum Vorschieben des Schneidwerkzeuges 12 in die Richtung der z- Achse. Das Vorschubmittel 43 besteht aus den üblichen Vorschubvorrichtungen und umfaßt einen Servomotor und eine Kugelumlaufspindel (nicht dargestellt). Die Kühlmittelzufuhrsteuerung 160 erzeugt ein Steuersignal zu der Kühlmittelversorgungsquelle 11 zur Steuerung des Drucks und der Strömungsrate des zugeführten Kühlmittels.
Zum Beispiel wird im Falle einer Bohrarbeit durch einen Schaftfräser mit runder Stirn das Hilfsprogramm 121 für die Bohrarbeit von dem Hauptprogramm 110 gewählt und aufgerufen. Der Bediener muß die Daten, wie den Durchmesser des zu verwendenden Schaftfräsers und den Innendurchmesser und die Tiefe der zu bearbeitenden Bohrung vor der Bearbeitung in das NC-Steuersystem 110 eingeben, so daß die richtige Bohrarbeit automatisch ausgeführt wird, ohne die Schneidebedingung, wie die Werkzeugbewegungsbahn oder die Schnittiefe zu spezifizieren. Das NC-Steuersystem 110 benötigt weder die Werkzeugbewegungsbahn noch die Schnittiefe, da diese Daten in dem Hilfsprogramm 121 programmiert sind. Die Bohrarbeit wird durch Gleichlauffräsen ausgeführt, wobei der Schaftfräser mit runder Stirn in bezug auf das Werkstück entlang dem spiralförmigen Weg vorgeschoben wird und Hochdruckkühlmittel auf den Hauptschneideteil des Schaftfräsers mit runder Stirn ausgestoßen wird.
Bei einer Raumfräsarbeit durch einen Schaftfräser mit runder Stirn wird das Hilfsprogramm 122 für die Raumfräsarbeit von dem Hauptprogramm 110 gewählt und aufgerufen. Der Bediener muß auch die Daten, wie den Durchmesser des zu verwendenden Schaftfräsers und die Maße der zu bearbeitenden Vertiefung, vor der Bearbeitung in das NC-Steuersystem 110 eingeben, so daß die richtige Raumfräsarbeit automa tisch durch Gleichlauffräsen ausgeführt wird, wobei der Schaftfräser mit runder Stirn in bezug auf das Werkstück entlang einem wendelförmigen Weg vorgeschoben wird, und das Hochdruckkühlmittel auf den Hauptschneideteil des Schaftfräsers mit runder Stirn ausgestoßen wird. Die Werkzeugbewegungsbahn, die Schnittiefe und der schrittweise Vorschub müssen nicht eingegeben werden.
Des weiteren werden auch im Falle einer Nutenfräsarbeit durch einen Schaftfräser mit runder Stirn der Durchmesser des zu verwendenden Schaftfräsers und die Breite und Tiefe der zu bearbeitenden Nut vor der Nutenfräsarbeit in die NC- Steuervorrichtung eingegeben. Somit werden die Schnittbedingungen, wie die Schnittiefe in die Richtung der z-Achse, die 0,1 D nicht überschreitet, der schrittweise Vorschub, der 0,5 D nicht überschreitet, und das Gleichlauffräsen, automatisch eingestellt.
Diese Hilfsprogramme werden vorzugsweise durch die Programmierfunktion der NC-Steuervorrichtung 110 programmiert.
Wie zuvor beschrieben, können das Verfahren und die Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung der vorliegenden Erfindung verschiedene Zerspanarbeiten, wie Bohrarbeit, Raumfräsarbeit und Nutenfräsarbeit, bei hoher Bearbeitungseffizienz und mit einer feinen Oberflächenrauheit ausführen, da ein Hochdruckkühlmittel Wärme und Späne entfernt, die während der Zerspanarbeit entstehen. Des weiteren wird eine längere Werkzeugstandzeit wegen der definitiven Wärmeentfernung erreicht. Diese Effekte führen zu geringen Herstellungskosten.
Das Hochdruckkühlmittel wird auf die Spanfläche des Hauptschneideteiles direkt durch die Kühlmitteldurchlässe ausgestoßen, die um die äußere Oberfläche des Schaftes des Schneidwerkzeuges vorgesehen sind, ohne durch die Schneidkanten, die zwischen der Kühlmitteldüse und dem Haupt schneideteil angeordnet sind, oder durch das Werkstück unterbrochen zu werden. Die Kühlmitteldurchlässe werden durch mindestens einen Kühlmittelkanal gebildet, der von dem hinteren Ende des Schaftes des Schneidwerkzeuges zu dem Bereich neben dem Hauptschneideteil des Schneidwerkzeuges verläuft.
Gemäß der vorliegenden Erfindung müssen weder die Position noch der Abgabewinkel der Kühlmitteldüse abhängig vom Durchmesser oder der Länge des Schneidwerkzeuges geändert werden. Dadurch kann die Vorrichtung leicht automatisiert werden.
Des weiteren verwendet die vorliegende Erfindung ein Bearbeitungsverfahren, in dem ein drehendes Schneidwerkzeug in die Richtung der z-Achse vorgeschoben wird, wobei das Schneidwerkzeug in bezug auf ein zu bearbeitendes Werkstück in die Richtung der x- oder y-Achse, entlang einer inneren Kontur des zu bearbeitenden Werkstückes oder entlang einem wendel- oder spiralförmigen Werkzeugweg vorgeschoben wird. Das Schneidwerkzeug schneidet das Werkstück durch Gleichlauffräsen, wobei die Schnittiefe in die Richtung der z- Achse 0,1 D nicht überschreitet und der schrittweise Vorschub 0,5 D nicht überschreitet. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Rauheit der bearbeiteten Oberfläche und die Bearbeitungseffizienz verbessert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Werkstück aus einem Material hoher Härte und/oder Zähigkeit zu bearbeiten, das heißt, mit geringer Bearbeitbarkeit, wie zum Beispiel einen Gesenkstahl oder einen gehärteten Stahl.
Des weiteren wird gemäß der vorliegenden Erfindung die komplizierte Eingabe durch das Standardisieren von Hilfsprogrammen für entsprechende Standardbearbeitungen, wie Bohrarbeit, Raumfräsarbeit und Nutenfräsarbeit, verringert.
Des weiteren werden gemäß der vorliegenden Erfindung neuartige Schneidwerkzeuge bereitgestellt, wie ein Schaftfräser, ein Schaftfräser mit runder Stirn, ein Bohrer und ein Fräswerkzeug, die zumindest einen Kühlmittelkanal aufweisen, der an ihrer äußeren Oberfläche vorgesehen ist. Durch den Kühlmittelkanal kann Hochdruckkühlmittel in Form eines Strahles auf die Spanfläche des Hauptschneideteiles gerichtet werden. Der Kühlmittelkanal kann mit einer größeren Querschnittsfläche als jener der Kühlmitteldurchlässe gebildet werden, die sich in dem Schneidwerkzeug entlang seiner Achse erstrecken, wie nach dem Stand der Technik. Dadurch kann das Hochdruckkühlmittel mit ausreichender Strömungsrate zur Entfernung der Wärme und Späne, die während der Zerspanarbeit entstehen, gelenkt werden.
Die Kühlmittelkanäle sind auch einfach an der äußeren Oberfläche des Schneidwerkzeuges bei geringeren Kosten zu bilden. Des weiteren weisen die Schneidwerkzeuge mit den Kühlmittelkanälen eine höhere Steifigkeit auf als herkömmliche Schneidwerkzeuge mit einem Kühlmitteldurchlaß, der sich in den Schneidwerkzeugen entlang ihrer Achsen erstreckt.

Claims

1. Verfahren zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes (W) durch ein drehendes Schneidwerkzeug (12), das einen Schaft (16) enthält, der zum Einsetzen in eine Werkzeugbefestigungsbohrung (18) einer Werkzeughalterung (5) ausgebildet ist, sowie einen Schneideteil, der einstückig damit ausgebildet ist und Schneidkanten (14; 14a, 14b, 14c, 14d; 38) aufweist, die an einem freien Ende des Schneidwerkzeuges (12) enden, und mindestens einen Kühlmittelkanal (13), der an der äußeren Oberfläche des Schneidwerkzeuges (12) von dem hinteren Ende des Schaftes (16) zu einem Bereich nahe dem freien Ende des Schneidwerkzeuges (12) verläuft, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

Zuleiten eines Kühlmittels in die Werkzeugbefestigungsbohrung (18) der Werkzeughalterung (5), wobei das Kühlmittel einen ausreichenden Druck und eine ausreichende Strömungsrate zur Entfernung von Wärme und Spänen, die während der spanenden Bearbeitung entstehen, aufweist;

Leiten des Kühlmittels in Form eines Strahles von dem hinteren Ende des Schaftes (16) im wesentlichen zu dem freien Ende des Schneidwerkzeuges (12) in einer Richtung parallel zu einer Achse des Schneidwerkzeuges (12) durch den mindestens einen Kühlmittelkanal, so daß das Kühlmittel direkt auf die Spanflächen der Schneidkanten (14; 14a, 14b, 14c, 14d; 38) an dem freien Ende des Schneidwerkzeuges (12) ohne Unterbrechung aufgebracht wird; und

Vorschieben des Schneidwerkzeuges in bezug auf das Werkstück (W) in mindestens eine Richtung, die einer von einer Mehrzahl von Vorschubachsen (X, Y, Z) entspricht.

2. Verfahren zur spanenden Bearbeitung nach Anspruch 1, wobei das Schneidwerkzeug (12) in bezug auf das Werkstück in einer Richtung parallel zu der Achse des Schneidwerkzeuges (12) vorgeschoben wird und gleichzeitig entlang einem Werkzeugweg (34) in einer Ebene senkrecht zu der Achse des Schneidwerkzeuges (12) vorgeschoben wird.

3. Verfahren zur spanenden Bearbeitung nach Anspruch 1, wobei das Schneidwerkzeug (12) in bezug auf das Werkstück (W) um eine Kontur des Werkstückes in einer Ebene senkrecht zu der Achse des Schneidwerkzeuges (12) vorgeschoben wird.

4. Verfahren zur spanenden Bearbeitung nach Anspruch 1, wobei das Schneidwerkzeug (12) in bezug auf das Werkstück (W) in einer Richtung parallel zu der Achse des Schneidwerkzeuges vorgeschoben wird und gleichzeitig in einem spiralförmigen Weg vorgeschoben wird, so daß das Werkstück (W) durch Gleichlauffräsen gebohrt wird, wobei bei diesem Gleichlauffräsen die Schneidkanten (38) in das Werkstück (W) in einer Richtung vorgeschoben werden, die einer Vorschubrichtung (39) des Schneidwerkzeuges (12) entgegengesetzt ist.

5. Verfahren zur spanenden Bearbeitung nach Anspruch 1, wobei ein Schaftfräser mit runder Stirn als Schneidwerkzeug (12) gewählt ist, und die Tiefe des Schnittes ein Zehntel des Durchmessers des Schaftfräsers mit runder Stirn nicht übersteigt.

6. Verfahren zur spanenden Bearbeitung nach Anspruch 5, wobei ein schrittweise Vorschub einer relativen Bewegung zwischen dem Schaftfräser mit runder Stirn und dem Werkstück (W) eine Hälfte des Durchmessers des Schaftfräsers mit runder Stirn nicht übersteigt.

7. Verfahren zur spanenden Bearbeitung nach Anspruch 6, wobei das Werkstück (W) aus einem Material mit hoher Härte und/oder hoher Zähigkeit besteht.

8. Verfahren zur spanenden Bearbeitung nach Anspruch 1, wobei das Verfahren des weiteren folgenden Schritt umfaßt: Programmieren eines NC-Programms (110, 120) zur Steuerung der spanenden Bearbeitung, wobei das NC- Programm (110, 120) eine Mehrzahl von Hilfsprogrammen (121, 122, ....12N) für entsprechende spanende Standardbearbeitungen umfaßt, wobei die spanenden Standardbearbeitungen zumindest Bohren, Raumfräsen und Bildung von Nuten, Auskehlungen umfassen.

9. Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes (W), umfassend eine Werkzeughalterung (5) und ein drehendes Schneidwerkzeug (12), das einen Schaft (16) enthält, der zum Einsetzen in eine Werkzeugbefestigungsbohrung (18) der Werkzeughalterung (5) ausgebildet ist, sowie einen Schneideteil, der einstückig damit ausgebildet ist und Schneidkanten (14; 14a, 14b, 14c, 14d; 38) aufweist, die an einem freien Ende des Schneidwerkzeuges (12) enden, und mindestens einen Kühlmittelkanal (13) an einer äußeren Oberfläche des Schneidwerkzeuges (12),

Mittel zum Zuleiten eines Kühlmittels in die Werkzeugbefestigungsbohrung (18) der Werkzeughalterung (5), wobei das Kühlmittel einen ausreichenden Druck und eine ausreichende Strömungsrate zur Entfernung von Wärme und Spänen, die während der spanenden Bearbeitung entstehen, aufweist,

Mittel zum Leiten des Kühlmittels in Form eines Strahles durch den mindestens einen Kühlmittelkanal (13), und Mittel zum Vorschieben des Schneidwerkzeuges (12) in bezug auf das Werkstück (W) in mindestens eine Richtung, die einer von einer Mehrzahl von Vorschubachsen (X, Y, Z) entspricht,

dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Kühlmittelkanal (13) von dem hinteren Ende (17) des Schaftes (16) zu einem Bereich nahe dem freien Ende des Schneidwerkzeuges (12) verläuft, und das Mittel zum Leiten des Kühlmittels das Kühlmittel von dem hinteren Ende (17) des Schaftes (16) im wesentlichen zu dem freien Ende des Schneidwerkzeuges (12) in einer Richtung parallel zu einer Achse des Schneidwerkzeuges (12) durch den mindestens einen Kühlmittelkanal (13) leitet, so daß das Kühlmittel direkt auf die Spanflächen der Schneidkanten (14; 14a, 14b, 14c, 14d; 38) an dem freien Ende des Schneidwerkzeuges (12) ohne Unterbrechung aufgebracht wird.

10. Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung nach Anspruch 9, wobei das Kühlmittelzuführmittel umfaßt:

eine Kühlmittelversorgungsquelle (11) zur Druckbeaufschlagung des Kühlmittels auf einen vorbestimmten Druck;

ein erstes Kühlmitteldurchlaßmittel (9), das in einer Spindel (1) zum Drehen des Schneidwerkzeuges (12) um dessen Achse vorgesehen ist und mit dem Kühlmittelversorgungsquellenmittel (11) in Verbindung steht; und

ein zweites Kühlmitteldurchlaßmittel (19), das in der Werkzeughalterung (5) vorgesehen ist und mit dem ersten Kühlmitteldurchlaßmittel (9) und der Werkzeugbefestigungsbohrung (18) in Verbindung steht.

11. Drehendes Schneidwerkzeug zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes durch Schneiden, umfassend:

einen Schaft (16), der zum Einsetzen in eine Werkzeugbefestigungsbohrung (18) einer Werkzeughalterung (5) ausgebildet ist,

einen Schneideteil, der einstückig mit dem Schaft (16) ausgebildet ist und gedrehte Schneidkanten (14; 14a, 14b, 14c, 14d) aufweist, wobei die Schneidkanten an einem freien Ende des Schneidwerkzeuges (12) enden und im wesentlichen eine Schneidarbeit an dem freien Ende ausführen, und

mindestens einen Kühlmittelkanal (13) an einer äußeren Oberfläche des Schneidwerkzeuges (12), dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Kühlmittelkanal (13) von dem hinteren Ende (17) des Schaftes (16) zu dem freien Ende des Schneidwerkzeuges (12) in einer Richtung parallel zu einer Achse des Schneidwerkzeuges (12) verläuft, und daß die Öffnung des mindestens einen Kühlmittelkanals einer Spanfläche der entsprechenden Schneidkante (14; 14a, 14b, 14c, 14d) an dem freien Ende des Schneidwerkzeuges (12) gegenüberliegt, so daß das Kühlmittel direkt auf die Spanflächen der Schneidkanten (14; 14a, 14b, 14c, 14d) an dem freien Ende des Schneidwerkzeuges (12) ohne Unterbrechung aufgebracht wird.

12. Schneidwerkzeug nach Anspruch 11, wobei das Schneidwerkzeug (12) ein Schaftfräser mit runder Stirn ist.

13. Schneidwerkzeug nach Anspruch 12, wobei der mindestens eine Kühlmittelkanal (13) entsprechend einer Anzahl von Schneidkanten (14a, 14b, 14c, 14d) des Schaftfräsers mit runder Stirn vorgesehen ist.

14. Schneidwerkzeug nach Anspruch 11, wobei das Schneidwerkzeug ein Schaftfräser ist und der mindestens eine Kühlmittelkanal (13) zu den Schneidkanten (14a, 14b, 14c, 14d), angeordnet zwischen dem Schaft (16) und dessen freiem Ende, verläuft.

15. Schneidwerkzeug nach Anspruch 11, wobei das Schneidwerkzeug ein Bohrer ist und der mindestens eine Kühlmittelkanal (13) zu den Schneidkanten (14) des Bohrers, angeordnet zwischen dem Schaft (16) und dessen freiem Ende, verläuft.