Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug zum Bohren ins Volle und zum Drehen.

EP 0 642 859 B1 offenbart ein Schneidwerkzeug zum Drehen und Bohren ins Volle. Das Schneidwerkzeug weist einen im wesentlichen zylindrischen

Werkzeuggrundkörper mit einem Bearbeitungsabschnitt auf. Der

Bearbeitungsabschnitt hat eine in Längsrichtung verlaufende Spannut mit einer Ausnehmung, in der eine prismatische, im Wesentlichen rhombus- oder

rhomboidförmige Schneidplatte eingeschraubt ist. Eine stirnseitige Schneidkante verläuft etwa senkrecht zur Bohrlängsachse des Werkzeuges, wobei ein Ende dieser Schneidkante den Bohrungsdurchmesser bestimmt während das andere Schneidkantenende über die Bohrlängsachse hinausreicht. Das Werkzeug ist sowohl zum Bohren als auch zum Drehen geeignet. Beispielsweise kommt es auf Drehmaschinen zum Einsatz, wo zusätzlich zu einer Bohrbearbeitung des

Werkstückes ohne Werkzeugwechsel auch noch Drehbearbeitungen wie

Längsdrehen, Plandrehen oder Kopierdrehen durchgeführt werden können.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Schneidwerkzeug bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß Anspruch 1 wird ein Schneidwerkzeug zum Bohren ins Volle und zum Drehen bereitgestellt. Das Schneidwerkzeug weist einen Werkzeuggrundkörper mit einem Bearbeitungsabschnitt mit einer Aufnahme für eine Schneidplatte auf, die an dem Bearbeitungsabschnitt des Werkzeuggrundkörpers wiederlösbar befestigbar ist. Die Aufnahme für die Schneidplatte ist so am

Werkzeuggrundkörper angeordnet, dass ins volle Material gebohrt werden kann, bzw. bei Rotation (des eingespannten Schneidwerkzeugs oder des Werkstücks) wird der gesamte Bohrquerschnitt von einer Schneidkante der zumindest einen Schneidplatte überstrichen. Beispielsweise hat eine senkrecht zur Werkzeugachse liegende (Stirn-) Schneidkante der Schneidplatte ein erstes (außenliegende) Ende, dass den Bohrdurchmesser festlegt und ein (innenliegendes) Ende das zumindest bis zur Schneidwerkzeugachse reicht oder über die Schneidwerkzeugachse hinaus reicht. Alternativ können mehrere Schneidplatten bereitgestellt werden, wobei die Schneidkanten aller Schneidplatten kombiniert bzw. gemeinsam den Bohrquerschnitt des Schneidwerkzeugs bestimmen.

Die Aussparung ist zur Aufnahme einer Kühlschmiermitteldüse ausgebildet. Durch die zumindest eine Aussparung wird gewährleistet, dass der Stützabschnitt nicht an der/den Kühlschmiermitteldüse(n) einer Werkzeugaufnahme anliegt bzw. die Düsen der Werkzeugaufnahme nicht demontiert werden müssen, damit der Stützabschnitt wie oben beschrieben auf der Werkzeugaufnahme anliegt. Das Schneidwerkzeug kann beispielsweise in einer Werkzeugaufnahme mit zwei Kühlschmiermitteldüsen eingespannt werden, wie z.B. einer

Bohrstangenaufnahme nach DIN ISO 10889 Form E2. In dieser Ausgestaltung weist der Stützabschnitt in Bezug auf die Werkzeugachse zwei gegenüberliegende Aussparungen auf, deren Positionen den Positionen der (axial

gegenüberliegenden) Kühlschmiermitteldüsen entsprechen.

Der Werkzeuggrundkörper weist einen Werkzeugschaft auf, der bevorzugt zylindrisch oder im Wesentlichen zylindrisch sein kann. Wenn das

Schneidwerkzeug in einer Werkzeugaufnahme einer

Werkstückbearbeitungsmaschine (z.B. Drehmaschine) eingespannt wird, wird der Werkzeugschaft in der Werkzeugaufnahme aufgenommen.

Weiterhin weist der Werkzeuggrundkörper einen Stützabschnitt auf, der zwischen dem Bearbeitungsabschnitt und dem Werkzeugschaft angeordnet ist. Der

Querschnitt des Stützabschnitts ist größer als der Querschnitt des

Werkzeugschafts, so dass beim Einspannen des Schneidwerkzeugs in einer Werkzeugaufnahme der Stützabschnitt an einer Stirnfläche der

Werkzeugaufnahme anliegt. D.h. nach dem Einspannen des Schneidwerkzeugs liegt der Stützabschnitt außerhalb der Werkzeugaufnahme. Durch den größeren Querschnitt des Stützabschnitts weist das Schneidwerkzeug eine höhere

Biegesteifigkeit auf, wodurch das Schneidwerkzeug bei der Werkstückbearbeitung laufruhiger und stabiler ist. Zudem bietet der Stützabschnitt eine senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Werkzeugachse (bzw. Werkzeugschaft) liegende Auflagefläche bzw. Stützfläche für das Schneidwerkzeug. Durch das Anliegen des Stützabschnitts an einer Werkzeugaufnahme wird gewährleistet, dass bei der Werkstückbearbeitung auftretende (seitliche) Kräfte bzw. Biegemomente auf die Werkstückaufnahme abgeleitet werden. Zusammenfassend bietet das

beschriebene Schneidwerkzeug hohe Stabilität und Laufruhe, wodurch hohe Präzision bei der Werkstückbearbeitung gewährleistet wird.

Bevorzugt ist der maximale Durchmesser des Stützabschnitts mindestens 20% größer als der maximale Durchmesser des Werkzeugschafts, vorzugsweise mindestens 30%, besonders bevorzugt mindestens 40%. Dadurch wird

gewährleistet, dass der Stützabschnitt radial so weit über den Schaft herausragt, dass der Stützabschnitt sicher an einer Werkzeugaufnahme anliegt.

Beispielsweise weist ein Schneidwerkzeug einen (maximalen)

Werkzeugschaftdurchmesser von 25 mm und der Stützabschnitt einen maximalen Durchmesser von 35 mm auf. Bei axial-symmetrischer (zylindrischer)

Ausgestaltung des Stützabschnitts ragt der Stützabschnitt in diesem Beispiel umlaufend 5 mm über den Werkzeugschaft hinaus.

Besonders bevorzugt ist der Stützabschnitt als umlaufender Flansch ausgebildet, um eine stabile Verbindung zum Werkzeuggrundkörper bereitzustellen.

Vorzugsweise weist der Stützabschnitt eine umlaufende (ununterbrochene) Stützfläche auf, die im eingebauten Zustand (umlaufend) an einer Stirnfläche einer Werkzeugaufnahme anliegt. Dadurch wird das Schneidwerkzeug umlaufend um seine Achse gestützt wodurch die Stabilität des Schneidwerkzeugs maximiert wird.

Bevorzugt verjüngt sich der Stützabschnitt in Richtung Bearbeitungsabschnitt, so dass sich der Querschnitt des Stützabschnitts in Richtung Bearbeitungsabschnitt bzw. Schneidplatte verringert. Der Stützabschnitt kann dabei insbesondere konisch ausgebildet sein.

Besonders bevorzugt entspricht die Länge des Stützabschnitts in axialer Richtung des Schneidwerkzeugs mindestens 1/6 der axialen Länge des

Bearbeitungsabschnitts, vorzugsweise mindestens 1/5, besonders bevorzugt maximal 1/3 der axialen Länge des Bearbeitungsabschnitts. Dadurch wird für das Schneidwerkzeug eine stabile Stütze bereitgestellt. Insbesondere ist der

Querschnitt bzw. Durchmesser des Bearbeitungsabschnitts kleiner als der Querschnitt bzw. Durchmesser des Stützabschnitts. Durch die Begrenzung der axialen Ausdehnung des Stützabschnitts wird gewährleistet, dass beim Bohren in Vollmaterial eine maximale Bohrtiefe bei gleichzeitig deutlich verbesserter

Stabilität bereitgestellt wird. Der Bearbeitungsabschnitt des

Werkzeuggrundkörpers erstreckt sich von dem Ende des Werkstückgrundkörpers an dem die Schneidplatte angeordnet ist bis zu der Stelle oder dem Bereich an dem der Querschnitt des Grundkörpers sich vergrößert bzw. bis zu der Stelle an der sich der Stützabschnitt anschließt. Beispielsweise weist ein Schneidwerkzeug mit einem Bohrdurchmesser von 20 mm in axialer Richtung eine Gesamtlänge von 1 1 1 mm auf, der Bearbeitungsabschnitt eine axiale Länge von 45 mm und der Stützabschnitt eine axiale Ausdehnung von 10 mm.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Aussparung so ausgebildet, dass im eingebauten Zustand die Schneidplatte von einem Kühlschmiermittelstrahl einer Werkzeugaufnahme mit zumindest einer Kühlschmiermitteldüse erreichbar ist.

Die zumindest eine Aussparung kann als Durchbruch oder Bohrung im

Stützabschnitt ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die zumindest eine Aussparung (oder eine weitere Aussparung) am Umfang des Stützabschnitts ausgebildet sein, so dass die Aussparung nach außen offen ist. Je nachdem in welcher Werkzeugaufnahme das Schneidwerkzeug verwendet wird, ist eine entsprechende Aussparung oder sind entsprechende Aussparungen im Stützabschnitt vorgesehen. Beispielsweise sind bei der Verwendung des

Schneidwerkzeugs mit einer Werkzeugaufnahme ISO 10889 Form E2-50x25 zwei in axialer Richtung gegenüberliegende Bohrungen vorgesehen mit einem

Durchmesser von 5 mm, deren Mittelpunkt jeweils 18 mm von der Werkzeugachse entfernt liegt. Je nach radialer Ausdehnung des Stützabschnitts liegen die

Bohrungen im vollen Material des Stützabschnitts oder sind am Umfang des Stützabschnitts angeordnet, so dass die Bohrungen nach außen offen sind. Der Durchmesser oder die Größe der zumindest einen Aussparung ist so ausgelegt, dass der Stützabschnitt nicht an den Kühlmitteldüsen z.B. einer

Werkzeugaufnahme mit einstellbaren Kugelspritzdüsen anliegt.

Vorzugsweise ist der Werkzeuggrundkörper einteilig ausgebildet bzw. sind

Bearbeitungsabschnitt, Stützabschnitt und Werkzeugschaft einteilig ausgebildet. Alternativ kann beispielsweise der Bearbeitungsabschnitt und der Werkzeugschaft einteilig ausgebildet sein und der Stützabschnitt wird separat gefertigt und kann nachträglich am Schneidwerkzeug befestigt werden. Beispielsweise wird der Stützabschnitt unlösbar befestigt, z.B. zwischen Schaft und Bearbeitungsabschnitt angeschweißt oder angelötet. Alternativ kann der Stützabschnitt wiederlösbar befestigt werden. Beispielsweise mittels einer oder mehrerer Schrauben die senkrecht zur Werkzeugachse durch den Stützabschnitt geführt sind und den Stützabschnitt am Werkzeuggrundkörper fixieren. Ein weiteres Beispiel einer lösbaren Verbindung ist eine Schraubverbindung zwischen

Schaft/Befestigungsabschnitt und Stützabschnitt, wobei der Stützabschnitt ein Innengewinde aufweist und der Schaft/Befestigungsabschnitt ein entsprechendes Außengewinde, so dass der Stützabschnitt auf den Grundkörper aufgeschraubt werden kann. So kann für verschiedene Werkzeugaufnahmen jeweils ein passender Stützabschnitt am Schneidwerkzeug befestigt werden. Dies ist vorteilhaft, wenn das Schneidwerkzeug in verschiedenen Werkzeugaufnahmen mit z.B. unterschiedlicher Anzahl von integrierten Kühlmitteldüsen verwendet werden. D.h. jeder Stützabschnitt hat an die entsprechende Werkzeugaufnahme (bzw. entsprechenden Kühlmitteldüsen) angepasste Aussparungen. Anhand der Figuren wird eine Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausgestaltung

Scheidwerkzeugs,

Fig. 2a-c zwei Seitenansichten und eine Draufsicht des Schneidwerkzeugs von

Fig. 1 ,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Bohreraufnahme für Werkzeuge mit innerer Kühlmittelzufuhr mit eingespanntem Schneidwerkzeug von Fig.

1 , und

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Bohrstangenaufnahme mit innerer

Kühlmittelzufuhr und zusätzlichen integrierten Kühlschmiermitteldüsen mit eingespanntem Schneidwerkzeug von Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung eines Scheidwerkzeugs 2. Fig. 2a-c zeigen zwei Seitenansichten und eine Draufsicht des Schneidwerkzeugs 2 von Fig. 1 , das zum Drehen und zum Bohren ins Volle ausgebildet ist. Das Schneidwerkzeug 2 weist einen Werkzeuggrundkörper mit einem Werkzeugschaft 4, einem daran angrenzenden Stützabschnitt 6 und einem Bearbeitungsabschnitt 10 auf, sowie eine Schneidplatte 12.

Der Schaft 4 ist zylindrisch oder im Wesentlichen zylindrisch und dazu ausgebildet in einer Werkzeugaufnahme 20, 22 (Fig. 3, Fig. 4) aufgenommen bzw.

eingespannt zu werden. Wie in Fig. 3 und Fig. 4 zu sehen wird der Schaft 4 komplett in der Werkzeugaufnahme 20, 22 aufgenommen.

Der Stützabschnitt 6 hat einen größeren Querschnitt bzw. Durchmesser als der Schaft 4 und eine Stützfläche 7 des Stützabschnitts liegt beim Einspannen in eine Werkzeugaufnahme 20, 22 auf einer Stirnfläche 28a-b (Fig. 3, Fig. 4) der

Werkzeugaufnahme 20, 22 an. D.h. mittels des Stützabschnitts 6 wird die senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Werkzeugachse A liegende

(zusätzliche) Stützfläche 7 für das Schneidwerkzeug 2 bereitgestellt. Dadurch wird die Stabilität des Schneidwerkzeugs 2 bei der Werkstückbearbeitung deutlich erhöht, insbesondere gegen seitlich zur Achse A wirkende Kräfte bzw.

Biegemomente. Dieser Effekt wird zum einen durch die Verstärkung (bzw. den größeren Querschnitt) des Werkzeuggrundkörpers im Bereich des Stützabschnitts bewirkt und zum anderen durch das "Abstützen" des Schneidwerkzeugs an der Werkzeugaufnahme 20, 22. Der Stützabschnitt 6 erstreckt sich vom Ende des Werkzeugschafts 4 in Richtung Bearbeitungsabschnitt 10 bis zu der Stelle an der der Querschnitt des Stützabschnitts 6 in den (zylindrischen) Querschnitt des Bearbeitungsabschnitts 10 übergeht. In Fig. 2a-b sind mittels gestrichelter Linien die Grenzen zwischen Bearbeitungsabschnitt 10, Stützabschnitt 6 und Schaft 4 dargestellt.

Der Stützabschnitt 6 weist an seinem Umfang zwei axial gegenüberliegende Aussparungen 8a-b auf. Die Aussparungen 8a-b sind so positioniert, dass beim Einspannen des Schneidwerkzeugs 2 in einer Werkzeugaufnahme 22 (Fig. 4) mit integrierten Kühlschmiermitteldüsen 26a-b, die Kühlschmiermitteldüsen 26a-b in den Aussparungen 8a-b zu liegen kommen und der Stützabschnitt 6 diese nicht berührt. Bei der konkret dargestellten Ausführungsform sind die Aussparungen dabei sogar derart ausgebildet, dass die Kühlschmiermitteldüsen 26a-b nicht vom Stützabschnitt 6 abgedeckt werden.

Der Bearbeitungsabschnitt 10 weist eine Spannut 16 und eine Aufnahme zum Befestigen einer Schneidplatte 12 mittels einer Schraube 14 auf. Abgesehen von der Spannut 16 hat der Bearbeitungsabschnitt 10 einen zylindrischen oder im Wesentlichen zylindrischen Querschnitt, d.h. einen konstanten (maximalen) Durchmesser. Dadurch wird beim Bohren in Vollmaterial eine maximale Stabilität des Grundkörpers gewährleistet. Der Bearbeitungsabschnitt 10 des

Werkzeuggrundkörpers erstreckt sich von dem Ende des Grundkörpers an dem die Schneidplatte 12 befestigt ist bis zu der Stelle an der sich der Querschnitt des Grundkörpers vergrößert, d.h. bis zu der Stelle an der der Stützabschnitt 6 an den Bearbeitungsabschnitt 10 anschließt. Der Werkzeuggrundkörper weist

Bohrungen 18a-b zur Leitung von Kühlschmiermittel auf, die im Bereich der Aufnahme für die Schneidplatte 12 münden, so dass während einer Werkstückbearbeitung Kühlschmiermittel direkt zur Schneidplatte 12 geleitet werden kann.

Wie in Fig. 2b zu sehen ragt die stirnseitige Schneidkante 24 der Schneidplatte 12 über den Werkzeuggrundkörper hinaus. In der Draufsicht des

Schneidwerkzeugs 2 (Fig. 2c) ist zu sehen, dass ein äußeres Ende der

stirnseitigen Schneidkante 24 den Bohrradius des Schneidwerkzeugs 2 bestimmt. Ein inneres Ende bzw. ein nach innen weisendes Ende der Schneidkante 24 reicht bis zur Achse A des Schneidwerkzeugs 2 bzw. ragt über die Achse A hinaus. Durch diese Positionierung der Schneidplatte 12 ist gewährleistet, dass die

Schneidkante 24 bei Rotation (des Schneidewerkzeugs oder eines Werkstücks) den gesamten Bohrquerschnitt überstreicht und so mit dem Schneidwerkzeug 2 in Vollmaterial gebohrt werden kann. Dabei kann zum Erstellen einer Bohrung das Schneidwerkzeug 2 rotierend um seine Achse A angetrieben werden. Alternativ kann bei stillstehendem Schneidwerkzeug 2 ein zu bearbeitendes Werkstück rotierend angetrieben werden. Insbesondere können mit dem Schneidwerkzeug 2 Bohrungen mit ebenem Bohrlochgrund erzeugt werden. Zusätzlich kann das Schneidwerkzeug 2 zum Drehen verwendet werden, beispielsweise zum

Längsdrehen, Plandrehen oder Kopierdrehen.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Werkzeugaufnahme 20 für

Werkzeuge mit innerer Kühlmittelzufuhr (DIN ISO 10889-1 Form E1 ). In der Werkzeugaufnahme 20 ist das Schneidwerkzeug 2 von Fig. 1 eingespannt. Bei einer Werkstückbearbeitung wird Kühlschmiermittel über die

Werkzeugaufnahme 20 und die Bohrungen 18a-b im Schneidwerkzeug 2 direkt zur Schneidplatte 12 geleitet. Wie oben beschrieben liegt der Werkzeugschaft 4 innerhalb der Werkzeugaufnahme 20 und der Stützabschnitt 6, bzw. dessen Stützfläche 7, liegt an einer senkrecht zur Achse A liegenden Stirnfläche 28a der Werkzeugaufnahme 20 an. Durch den (im Vergleich zum Schaft 4 und

Bearbeitungsabschnitt 10) größeren Querschnitt des Stützabschnitts 6 wird wie oben beschrieben das Schneidwerkzeug 2 stabilisiert. Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Bohrstangenaufnahme 22 mit zusätzlichen Kühlschmiermitteldüsen 26a-b (DIN ISO 10889-1 Form E2). In der Aufnahme 22 ist das Schneidwerkzeug 2 von Fig. 1 eingespannt. Durch die oben beschriebenen Aussparungen 8a-b im Stützabschnitt 6 kann das Werkzeug 2 ohne weitere Vorbereitungsschritte (z.B. Demontage der Düsen 26a-b) in die Werkzeugaufnahme 22 eingespannt werden. D.h. im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugen (ohne Stützabschnitt) wird die Rüstzeit nicht verlängert.

Zusammenfassend können die oben beschriebenen Vorteile des

Schneidwerkzeugs 2 auch bei der Verwendung in Werkzeugaufnahmen 22 mit solchen zusätzlichen integrierten Kühlschmiermitteldüsen 26a-b erzielt werden, d.h. hohe Stabilität, größere Laufruhe, hohe Präzision bei der

Werkstückbearbeitung auch bei hohem Durchsatz. Das beschriebene

Schneidwerkzeug 2 kann somit vielseitig mit verschiedensten

Werkzeugaufnahmen verwendet werden.

Bezugszeichenliste

2 Schneidwerkzeug

4 Werkzeugschaft

6 Stützabschnitt

7 Stützfläche

8a-b Aussparung

10 Bearbeitungsabschnitt

12 Schneidplatte

14 Schraube

16 Spannut

18a-b Bohrung für Kühlschmiermittel

20 Bohreraufnahme für Werkzeuge mit innerer Kühlmittelzufuhr (DIN ISO

10889 Form E1 )

22 Bohrstangenaufnahme mit innerer Kühlmittelzufuhr und zusätzlichen

Kühlschmiermitteldüsen (DIN ISO 10889 Form E2)

24 stirnseitige Schneidkante

26a-b Kühlschmiermitteldüse

28a-b Stirnfläche

A Werkzeugachse / Antriebsachse