Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug zur spanabhebenden Herstellung und Bearbeitung von Ausnehmungen und/oder Senkungen eines zu bearbeitenden Bauteils, insbesondere zur Herstellung oder Nachbearbeitung einer Stopfenbohrung, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 .

STAND DER TECHNIK

Gattungsgemäße Schneidwerkzeuge werden in Form von Fräsbohrern zur Herstellung von Bohrungen, beispielsweise Wasserstopfenbohrungen in Brennkraftmaschinen, eingesetzt. Weiterhin werden derartige Schneidwerkzeuge in Form von Reibahlenwerkzeugen zur Feinbearbeitung von Bohrungen durch Reiben eingesetzt. Durch den Reibvorgang wird die Oberflächenqualität sowie die Formmaßgenauigkeit von Bohrungen und Ausnehmungen bzw. Vertiefungen in zu bearbeitenden Bauteilen verbessert.

Üblicherweise wird eine Bohrung oder eine Ausnehmung in einem Bauteil in zwei oder mehr Arbeitsgängen hergestellt. In einem ersten Arbeitsgang wird zunächst eine Bohrung oder eine Ausnehmung in einem Bauteil durch einen Spiralbohrer oder einen Fräsbohrer eingebracht, wobei die Stirn- und Seitenoberflächen der Bohrung oder Ausnehmung eine bestimmte Rauigkeit aufweisen. Mittels eines Reibahlenwerkzeugs werden diese Oberflächen in einem zweiten Arbeitsgang auf eine gewünschte Oberflächenqualität nachbearbeitet, wobei typischerweise nur wenige Zehntelmillimeter Material abgetragen werden und z. B. Toleranzen IT7 bis IT5 erreicht werden können.

Insbesondere im Motorenbau werden Wasserstopfenbohrungen vorgesehen, um Kühlflüssigkeit führende Ausnehmungen im Motorblock vorzusehen. Zur Nachbearbeitung derartiger Wasserstopfenbohrungen werden ein- oder mehrstufige Reibahlenwerkzeuge eingesetzt, die eine hohe Oberflächengüte in der Bearbeitung derartiger Ausnehmungen und Bohrflächen erreichen. Typischerweise weisen gattungsgemäße Schneidwerkzeuge Schneiden am Umfang und/oder am Anschnitt, d. h. am Kopfende des Werkzeugs, auf. Die Schneidkanten sind in der Regel parallel bzw. vertikal zu einer Rotationsachse des Schneidwerkzeugs ausgerichtet. Typische Durchmesser von derartigen Schneidwerkzeugen liegen zwischen 1 mm bis 50 mm, wobei der Schneidkopf, welcher die Schneiden trägt, in der Regel aus Vollhartmetall (VHM) ausgebildet ist.

Seit langem sind Schneiden aus Diamant bekannt. In jüngerer Zeit hat sich eine Fertigung von Schneiden aus einem kristallinen Hartwerkstoff, insbesondere einem synthetisch hergestellten Kristallschneidwerkstoff durchgesetzt, wobei beispielsweise in der Schneide Diamantpartikel in einer Metallmatrix eingebettet sind, oder eine Bohrnitridschneide eingesetzt wird. Somit werden in vielen Fällen Diamantschneiden, PKD-Schneiden (polykristalline Diamantschneiden) oder CBN-Schneiden (kubisch kristalline Bohrnitridschneiden) eingesetzt, die durch Löten oder Schweißen dauerhaft auf dem Schneidkopf befestigt sind oder mittels geeigneter Befestigungsmittel auswechselbar an dem Schneidkopf angebracht sind.

Im Bearbeitungsvorgang ergeben sich Materialspäne, die sich an den Schneiden stauen können, und deren Entfernung von der Bearbeitungsstelle bei- spielsweise mittels Kühlmittelspülung oder durch mehrfaches Herausnehmen des Schneidwerkzeugs aus der Bohrung und Säubern der Bohrung erfolgt. Eine zuverlässige Abfuhr von Spänen im Rahmen einer kontinuierlichen Bearbeitung und ohne aufwendige Säuberungsmaßnahmen ist mit derzeit bekannten Schneidwerkzeugen nur unbefriedigend möglich. Gerade in einer Bearbeitung von Motorblöcken ist eine hochreine Bearbeitung des Motorblockinnenraums angestrebt, so dass Späne zuverlässig abgeführt werden sollen.

Aus der WO 2009/071288 A1 ist ein Reibahlenwerkzeug bekannt, welches zur Spanführung ein Spanleitelement mit einer Leitfläche aufweist, welche mit einer Spanfläche der Schneide einen schlitzförmigen Aufnahmekanal bildet. Das Spanleitelement ist quaderförmig ausgebildet und weist eine ebene Leitfläche auf, die mit einer sich an der Messerplatte rückwärtig anschließenden Spanfläche einen Aufnahmekanal bildet, der an den Aufnahmespalt grenzt. In diesem Aufnahmespalt werden die Späne in Richtung einer der Messerplatte angrenzenden Seitenfläche des Spanraums abgelenkt und abgeleitet. In der DE 10 2005 034 422 A1 ist eine Reibahle zur spanenden Bearbeitung von Bohrungen in schwer zerspanbaren Werkstücken offenbart. Das Werkzeug umfasst mindestens eine Messerplatte mit einer Schneide und mindestens eine Führungsleiste. Mithilfe der Führungsleiste wird die Reibahle in der zu bearbeitenden Bohrung geführt. Die DE 10 2013 1 14 792 A1 zeigt ein Zerspanungswerkzeug in Form eines Bohrers mit Innenkühlung und Innenspanabführung. Der Bohrschaft ist zylinderförmigen ausgebildet und weist am stirnseitigen Ende gleichmäßig verteilte Diamantschneiden auf. Zur Kühlung verlaufen in der Wandung des Bohrschaft mehrere Kühlkanäle, wobei jeder Kanal einen Kühlmittelzulaufkanal sowie ei- nen Kühlmittelrücklaufkanal aufweist. Der Bohrschaft ist über einen Adapter mit einer Werkzeugmaschine verbunden. In diesem Adapter ist ein einziger Kühlmittelzulaufkanal sowie ein einziger Kühlmittelrücklaufkanal angeordnet. Der Adapter ist mit dem Bohrschaft über eine Flanschverbindung verbunden. Die Innenspanabführung erfolgt über den Absaugkanal sowie über Ansaugöffnun- gen, die in einer Seitenwand des Adapters angeordnet sind.

Die DE 103 05 991 A1 offenbart ein Fräswerkzeug mit einer Absaugeinrichtung und einem Werkzeugkopf. Die Absaugeinrichtung wird auf den Werkzeugkörper aufgeclipst. Die Absaugung erfolgt über die Absaugkanäle, die wendeiförmig im Werkzeugschaft verlaufen, sowie über Schlitze, die mit den Scheiden verbun- den sind. Der Werkzeugkopf weist einen zentralen Kühlkanal auf, der sich an der Stirnseite des Werkzeugschafts in einzelne Nuten aufteilt und so zu den einzelnen Schneiden geführt wird.

In der DE 10 2014 207 510 A1 werden ein Zerspanungswerkzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Zerspanungswerkzeugs mittels eines 3D- Druckverfahrens offenbart.

Ein weiteres gattungsgemäßes Schneidwerkzeug mit einem Spanführungselement ist aus der EP 2 839 913 A1 bekannt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Schneidwerkzeug der eingangs genann- ten Art zu schaffen, welches eine verbesserte Spanführung aufweist und die Gefahr eines Verbleibs von Spänen im Bearbeitungsraum minimiert.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Schneidwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegen- stand der abhängigen Ansprüche.

Das erfindungsgemäße Schneidwerkzeug, insbesondere zur Herstellung oder Nachbearbeitung einer Stopfenbohrung, umfasst einen Einspannschaft und einen Werkzeugträger mit einem Schneidkopf und zumindest einer an einem axialen Schneidkopfende des Werkzeugträgers angeordneten Schneide, wobei der Werkzeugträger einen Spanaufnahmeraum umfasst, der ausgeformt ist, von der Schneide abgetragene Materialspäne eines zu bearbeitenden Bauteils aufzunehmen.

Es wird vorgeschlagen, dass an die zumindest eine Schneide ein jeweiliger in den Spanaufnahmeraum mündender Spankorridor angrenzt, welcher von einem radial verlaufenden, teilweise durch die Schneide begrenzten Spanspalt und hiervon ausgehend von einer ersten und zweiten, sich in Richtung Spanaufnahmeraum erstreckenden Korridorfläche begrenzt wird, wobei die erste Korridorfläche die Spanfläche der Schneide fortsetzt und die zweite Korridorfläche hierzu aufweitend geneigt verläuft, und zumindest in einem dem Schneid- köpfende zugewandten axialen Teilabschnitt umfangseitig von einer Umfangs- wandung als dritte Korridorfläche begrenzt und geschlossen ausgebildet ist, wobei innerhalb der Umfangswandung zumindest ein Kühlmittelkanal ausgebildet ist, welcher vorgesehen ist, um Kühlmittel an das Schneidkopfende zu lei- ten.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Schneidwerkzeug geschaffen, welches einen Spanaufnahmeraum aufweist, welcher zumindest in einem an das Schneidkopfende angrenzenden axialen Teilabschnitt umfangseitig vollständig geschlossen ist. Der geschlossene Spanaufnahmeraum bewirkt, dass Materialspäne, die von einer Schneidkante der Schneide am zu bearbeitenden Bauteil abgehoben werden, zuverlässig aus der bearbeiteten Bohrung abtransportiert werden. Es ist praktisch unmöglich, dass Späne, die in den Spanaufnahmeraum eintreten, wieder aus diesem axial nach vorne in den Bearbeitungsbereich gelangen können. Weiterhin wird verhindert, dass Materialspäne an der Um- fangsseite des Schneidwerkzeugs dort mit der bereits bearbeiteten Seitenwand der zu bearbeitenden Bohrung in Kontakt kommen können. Dadurch wird vermieden, dass sich die Materialspäne an der Seitenwandung des zu bearbeitenden Bauteils verhaken können und dadurch unter Umständen die Qualität der bereits bearbeiteten Oberfläche beeinträchtigen können.

Um Späne, die von einer Schneidkante der Schneidplatte am zu bearbeitenden Bauteil abgefräst werden, in den Spanaufnahmeraum zu transportieren, ist ein Spanführungskorridor im Bereich der Schneidplatte angeordnet, das gegenüber der Schneidplatte einen Spankorridor definiert. Der Spankorridor weist einen Spanspalt auf, in den Späne eindringen können.

An die zumindest eine Schneide grenzt ein jeweiliger in den Spanaufnahmeraum mündender Spankorridor an, welcher von einem radial verlaufenden, teilweise durch die Schneide begrenzten Spanspalt und zumindest von einer ersten und einer zweiten, sich in Richtung Einspannschaft erstreckenden Korridor- fläche sowie einer Umfangswandung als dritte Korridorfläche begrenzt wird, Die erste Korridorfläche wird durch eine Spanflanke der Schneide und die an die Spanflanke angrenzende Spanmitnahmefläche definiert. Die zweite Korridorfläche ist derart geformt, dass sie den Spankorridor in Richtung Einspannschaft zu dem Spanaufnahmeraum hin aufweitet. Somit wird ein sich in Richtung des Spanaufnahmeraums erweiternder Trichter ausgebildet, durch den von der Schneidkante abgetragenen Materialspänen durch die Rotationsbewegung des Schneidwerkzeugs in Richtung Spanaufnahmeraum gedrängt und von der Schneidkante weggeführt werden. Späne werden von der Bearbeitungsstelle in den Spanaufnahmeraum abgeführt, so dass der Fräsbereich frei von Spänen bleibt, kein Spanstau auftritt und somit eine gleichbleibende hohe Qualität der Reibstelle erreicht wird. Eine erhöhte Wärmeentwicklung wird verhindert und die Standzeit des Schneid- oder Reibahlenwerkzeugs wird erhöht. Eine dritte Korridorfläche begrenzt den Spankorridor an der Umfangseite des Schneidwerkzeugs. Der geschlossene Spankorridor bildet eine Art Düse, welche an die Schneidkanten zugeführtes Kühlmittel zusammen mit den Materialspänen in die gewünschte Richtung ableitet. Schließlich vermindert sich die Gefahr, dass beim Zurückziehen des Schneidwerkzeugs aus der Bohrung versehentlich Materialspäne zurück in die Bohrung fallen und die Funktion des Bauteils im späteren Betrieb beeinträchtigen, was insbesondere beim Bearbeiten von Wasser- Stopfenbohrungen in Motorblöcken von Vorteil ist.

Der komplette Schneidkopf mit dem Spanaufnahmeraum sowie den Korridorflächen ist bevorzugt einteilig ausgebildet und wird bevorzugt einteilig hergestellt. Die Herstellung eines derartigen durch die Umfangsseite geschlossenen Elements, das im Innern einen Spankorridor mit speziell geformten Korridorflächen aufweist kann beispielsweise durch ein additives Fertigungsverfahren erfolgte. Ein derartiges additives Fertigungsverfahren ermöglicht die Herstellung von beliebig geneigten Korridorflächen im Innern des Spanaufnahmeraums.

In der Umfangswandung sind ferner ein oder mehrere Kühlmittelkanäle ausgebildet, über die Kühlmittel an das Schneidkopfende bzw. an die Schneiden her- angeleitet werden kann. Der zumindest eine Kühlmittelkanal ist im Bereich des Werkzeugträgers bevorzugt nicht zentrisch, d. h nicht auf der Rotationsachse des Werkzeugträgers, angeordnet. Dieser verläuft in der Umfangswandung, d. h. in der Wandung des Hohlzylinders, wobei dieser Hohlzylinder über die Länge des Werkzeugträgers veränderlich ausgebildet sein kann. So können sich bei- spielsweise die Geometrie des Hohlzylinders an sich sowie die Wandstärke der Umfangswandung ändern.

Der oder die Kühlmittelkanäle können nicht nur als röhren- oder kapillarförmige Kanäle ausgebildet sein, sondern sich in Umfangsrichtung über einen signifikanten Winkelbereich erstrecken, beispielsweise in Summe um mehr als ein Viertel, mehr als die Hälfte oder sogar mehr als drei Viertel des Gesamtwinkelbereichs von 360°. Auf diese Weise können Kühlmittelkanäle geschaffen werden, die in radialer Richtung eine relativ geringe Ausdehnung, beispielsweise 2 mm oder weniger, bevorzugt 1 mm oder weniger und insbesondere sogar 0,5 mm oder weniger aufweisen können. Dadurch kann die Dicke der Umfangs- wandung gering gehalten werden, so dass der Spanaufnahmeraum einen möglichst großen Querschnitt bezogen auf den Gesamtquerschnitt des Schneidkopfs aufweist, um einen effizienten Abtransport von Materialspänen zu ermöglichen. Das erfindungsgemäße Schneidwerkzeug weist somit einen strömungsmäßig günstigen Spanaufnahmeraum auf, welcher auch größere Materi- alspäne zuverlässig aufnimmt und abtransportiert. Im Vergleich zu herkömmlichen Schneidwerkzeugen, welche einen zentralen Kühlmittelkanal und entsprechend der Anzahl der Schneiden oft zwei oder mehr radial außen liegende, um den Kühlmittelkanal herum angeordnete Spanaufnahmeräume aufweisen, verbessert sich durch die Schaffung eines erfindungsgemäßen Spanaufnahme- raums mit großem Querschnitt der Transport auch von größeren Materialspänen.

Zudem wird durch die kühlmitteldurchströmte Umfangswandung des Schneidkopfs eine effiziente und auch gleichmäßige Kühlung des Schneidkopfs erreicht. Die Schneide kann als wechselbare Schneide, insbesondere Schneidplatte, ausgebildet sein oder mit dem Schneidkopf fest verbunden, insbesondere verlötet, sein. Die Anzahl der Schneiden kann insbesondere zwei betragen, wobei auch Schneidwerkzeuge mit einer größeren Anzahl von Schneiden, z. B. drei oder vier, realisiert werden können. Die Schneiden können derart angeordnet sein, dass sie über die Mitte oder auch nicht über die Mitte schneiden. Der Abstand der Spanaustrittsöffnung zu der Stirnseite des Schneidkopfs ist vorteilhafterweise so gewählt, dass dieser größer ist als die maximale Tiefe der zu bearbeitenden Bohrungen im Werkstück, damit die Späne ungehindert austreten können. Der Werkzeugträger ist einteilig ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Bereich, umfassend den Schneidkopf mit der Umfangswandung, dem Spanaufnahmeraum sowie die Spanaustrittsöffnung einteilig ausgebildet ist. Dieser komplette Bereich besteht aus einem Teil, das beispielsweise direkt mit dem Einspannabschnitt verbunden werden kann. Folglich kann dieser Werkzeugträger auf einen beliebigen Einspannabschnitt aufgebracht bzw. befestigt werden. Dies kann beispielsweise durch ein additives Fertigungsverfahren, insbesondere selektiven Laserschmelzens, durch Auftragen von Material auf den Einspannschaft erfolgen.

Ein derartiges Schneidwerkzeug kann in beliebige Werkzeugmaschinen einge- spannt werden, wobei Schneidwerkzeuge mit unterschiedlichen Durchmessern, bzw. mit einem im Durchmesser beliebigen Spanaufnahmeraum flexible einsetzbar sind.

Dies resultiert daraus, dass das Werkzeug in beliebige Aufnahmen einer Werkzeugmaschine montiert werden kann, wobei der Einspannschaft unabhängig vom Durchmesser des Spanaufnahmeraums ausgebildet ist. Ein Verbindungsbereich bzw. ein zusätzlicher Adapter zur Abfuhr der Späne ist dabei nicht notwendig, da die Spanabführung im Bereich des einteiligen Werkzeugschaftes erfolgt, der die Spanaustrittsöffnungen aufweist. Die Spanabführung erfolgt demnach in einem Bereich in der Länge des Werkzeugschafts. Die einteilige Ausführung erspart den Einsatz von Verbindungsmitteln sowie das Vorhandensein von Verbindungsfugen, wodurch eine Spanabfuhr ohne Leckage bzw. ungewollte Austrittsbereiche oder Verlustzugluft gewährleistet werden kann. Ebenso kann der Einsatz von Dichtungen eingespart werden, die bei zusätzlichen Verbindungsbereichen mit zusätzlichen Verbindungsmitteln erforderlich wären, um eine optimale Spanabführung ohne Verluste zu gewährleisten.

Die Schneiden können weiterhin lösbar montiert werden und nicht einteilig zu- sammen mit dem Werkzeugträger ausgebildet sein.

Vorteilhafterweise sind in der Umfangswandung an einem dem Einspannschaft zugewandten Ende des Werkzeugträgers zumindest zwei Spanaustrittsöffnungen vorgesehen die bevorzugt gegenüberliegen in der Umfangswandung angeordnet sind. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist in der Umfangswandung an einem dem Einspannschaft zugewandten Ende des Werkzeugträgers zumindest eine Spanaustrittsöffnung vorgesehen. Durch die Spanaustrittsöffnung können Kühlmittel und/oder Materialspäne den Spanaufnahmeraum wieder verlassen. Bevorzugt wird die Spanaustrittsöffnung durch einen Umfangsseitenteilabschnitt der Umfangswandung gebildet. Die Spanaustrittsöffnung kann dabei die Form eines Abschnittes einer Zylindermantelfläche aufweisen. Die Umfangsgeometrie der Spanaustrittsöffnung kann beliebig ausgebildet sein. Es ist ebenso denkbar, dass zwei sich gegenüberliegende Spanaustritt Öffnungen in der Umfangs- wandlung angeordnet sind. Dadurch kann eine bezüglich der Rotationsachse symmetrische Spanabführung aus dem Spannaufnahmeraum erreicht werden. Bevorzugt sind dabei die beiden Spanaustrittsöffnungen identisch ausgebildet.

Vorteilhafterweise sind zwei Spanaustrittsöffnungen vorgesehen, die einander gegenüberliegen und somit einen effizienten Abtransport von Spänen und/oder Kühlmittel gewährleistet. Der Abstand der einen oder mehreren Spanaustritts- Öffnungen zu der Stirnseite des Schneidkopfs ist vorteilhafterweise so gewählt, dass dieser größer ist als die maximale Tiefe der zu bearbeitenden Bohrungen im Werkstück, damit die Späne ungehindert austreten können.

In dem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn im Inneren des Spanaufnahmeraums im Bereich der Spanaustrittsöffnung eine gegenüber einer Längsachse des Schneidwerkzeugs geneigte Spanleitfläche vorgesehen ist, welche dazu ausgebildet ist, Späne und/oder Kühlmittel vom Inneren des Spanaufnahmeraums nach außen zu leiten. Der Neigungswinkel der Spanleit- fläche kann beispielsweise ungefähr 45° betragen. Die Spanleitfläche kann auch insbesondere konkav gekrümmt sein, wobei sich vorteilhafterweise die Neigung der Spanleitfläche in Bezug auf eine Längsachse des Schneidwerkzeugs mit abnehmendem Abstand zur Spanaustrittsöffnung erhöht.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in dem Einspannschaft und einem Basisabschnitt des Werkzeugträgers ein zentraler Kühlmitteldurchgang vorgesehen, welcher in einem Übergangsbereich zwischen dem Basisabschnitt und dem Schneidkopf mit dem zumindest einen Kühlmittelkanal verbunden ist. Der zentrale Kühlmitteldurchgang führt Kühlmittel an den oder die Kühlmittelkanäle heran und ist zumindest im Bereich des Einspannschafts der- art ausgebildet, dass eine Kompatibilität mit einer Kühlmittelzuführung einer Werkzeugaufnahme, in welcher der Einspannschaft eingespannt werden kann, gegeben ist.

Vorteilhafterweise kann die erste Korridorfläche zumindest einen Teilabschnitt einer an die Schneide eingrenzenden Spanmitnahmefläche umfassen und die zweite Korridorfläche eine Oberfläche eines Spanführungsabschnitts umfassen, welche sich in Richtung Einspannschaft zumindest abschnittsweise abgewinkelt oder gekrümmt erstreckt, um den Spankorridor von dem Spanspalt her in Richtung Spanaufnahmeraum aufzuweiten.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Schneide eine erste Schneidkante am axialen Schneidkopfende und eine zweite Schneidkante im Bereich der Umfangswandung des Schneidkopfs, wobei sich der Spanspalt entlang der ersten und der zweiten Schneidkante erstreckt, so dass der Spankorridor im Bereich der zweiten Schneidkante zur Umfangswandung des Werkzeugträgers hin offen ist. Mit anderen Worten ist der Spankorridor im Bereich der zweiten Schneidkante im Umfangsbereich nicht begrenzt. Dadurch ist ge- währleistet, dass auch die von der zweiten, umfangseitig vorgesehenen Schneidkante abgetragenen Materialspäne zuverlässig in den Spankorridor eintreten können und von diesem abgeführt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Schneide eine Spanfläche auf, welche einen Teilabschnitt der ersten Korridorfläche bildet, wobei die Spanfläche im Wesentlichen flächenbündig zu der ersten Korridorfläche verläuft. Vorzugsweise ist demnach die gesamte erste Korridorfläche von der Schneidkante an plan und verläuft insbesondere parallel zu der Längsachse des Schneidwerkzeugs. Die erste Korridorfläche kann jedoch auch beispiels- weise eine Stufe auf weisen, welche eine Spanbrechung unterstützt.

Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die zweite Korridorfläche zumindest einen der Schneide zugewandten, mit dem Kühlmittelkanal verbundenen Kühlmittelauslass auf. Der Kühlmittelauslass ist vorteilhafterweise derart geformt, dass zumindest ein Teil des austretenden Kühlmittels auf die Schneidkante trifft, um diese zu kühlen und zu schmieren. Weiterhin unterstützt das austretende Kühlmittel einen störungsfreien Abtransport der Materialspäne.

Vorteilhafterweise ist der Kühlmittelauslass als Nut ausgebildet, welche insbesondere parallel zu einer Kopfschneidkante der Schneide verläuft. Hierdurch wird Kühlmittel gleichmäßig über die Schneidkante verteilt. Zusätzlich können eine oder beide Kanten der Nut als Spanbrechkante wirken.

Grundsätzlich können auch mehrere Kühlmittelauslässe vorgesehen sein. Kühlmittelauslässe müssen nicht zwingend nur in der zweiten Korridorfläche angeordnet sein, sondern können alternativ oder zusätzlich auch an anderer geeigneter Stelle vorgesehen sein.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Umfangswan- dung im Bereich des Schneidkopfendes eine nach innen gerichtete Querschnittserweiterung auf, wobei der zumindest eine Kühlmittelkanal derart ge- krümmt ist, dass auch die Querschnittserweiterung von Kühlmittel durchströmt wird. Unter der genannten Querschnittserweiterung wird eine Anordnung von zusätzlichem Material im Inneren des Schneidkopfs verstanden, so dass die Querschnittsfläche des Spanaufnahmeraums, also des Hohlraums verringert ist. Die Querschnittserweiterung gewährleistet eine zuverlässige Lagerung der einen oder mehreren Schneiden und eine zuverlässige Ableitung und Übertragung der Schneidkräfte auf hintere Bereiche des Schneidwerkzeugs. Die Durchströmung der Querschnittserweiterung mit Kühlmittel kann beispielsweise durch eine mäanderförmige Führung des oder der Kühlmittelkanäle bewirkt werden, wobei insbesondere ein oder mehrere Teilabschnitte der Kühlmittelkanäle eine Umkehr der Fließrichtung des Kühlmittels bewirken.

Vorteilhafterweise ist der Werkzeugträger mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, insbesondere mittels selektiven Laserschmelzens durch Auftragen von Material auf den Einspannschaft hergestellt. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Herstellungsverfahren für ein erfindungsgemäßes Schneidwerkzeug.

Es wird vorgeschlagen, dass der Werkzeugträger mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, insbesondere selektiven Laserschmelzens, durch Auftragen von Material auf den Einspannschaft hergestellt ist. Derartige Fertigungsverfah- ren sind in besonderer Weise dazu geeignet, die teilweise komplexen Strukturen des Werkzeugträgers mit überschaubarem Kosten- und Fertigungsaufwand zu schaffen. Die unlösbare Verbindung zwischen Werkzeugkopf bzw. Schneidkopf und Einspannschaft erfolgt ebenso im Zuge der additiven Fertigung.

Geht der Schneidkopf an seinem dem Schneidkopfende gegenüberliegenden Ende in einen im Querschnitt vergrößerten Basisabschnitt über, welcher mit dem Einspannschaft verbunden ist, kann dieser Basisabschnitt ebenso durch das additive Fertigungsverfahren hergestellt werden.

In einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens ist zwischen dem Einspann- schaft und dem Werkzeugträger ein Basisabschnitt vorgesehen, der einen zentralen Kühlmittelkanal aufweist, wobei der Werkzeugträger mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, insbesondere selektiven Laserschmelzens, durch Auftragen von Material auf den Basisabschnitt hergestellt ist. Der Basisab- schnitt kann dabei wie zuvor beschrieben ausgebildet sein und dieselben Vorteile aufweisen.

ZEICHNUNGEN

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Zeichnung und der zugehörigen Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird diese Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsge- mäßen Schneidwerkzeugs;

Fig. 2 und 3 Schnittdarstellungen des Schneidwerkzeugs von Fig. 1 und;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs;

Fig. 5 eine stirnseitige Ansicht der Ausführungsform aus Fig. 4; Fig. 6 und 7 Schnittdarstellungen der Ausführungsform nach Fig. 4.

In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert.

Fig. 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Schneidwerkzeugs 10, welches beispielsweise als Fräsbohrer oder Reibahle, insbesondere als Wasser- Stopfenbohrer, eingesetzt werden kann. Das Schneidwerkzeug 10 wird zur Bearbeitung eines Bauteils rotatorisch in einer Arbeitsdrehrichtung 52 bewegt. Es umfasst einen Werkzeugträger 12 und einen Einspannschaft 14, der in einen Bohrschaft einer Arbeitsmaschine eingespannt werden kann. Der Einspannschaft 14 kann insbesondere als Hohlschaftkegel für eine Hohlschaftkegel- Aufnahme (HSK-Aufnahme) ausgebildet sein. Der Werkzeugträger 12 umfasst einen Schneidkopf 22, der einen zentralen Spanaufnahmeraum 26 sowie einen Schneidbereich 28 am Schneidkopfende 24 umfasst. Dieser Bereich ist einteilig ausgebildet. Am Schneidkopfende 24 sind zwei Schneiden 18 befestigt, welche beispielsweise aus einem PKD- oder einem CBN-Material gesintert sein können. Jede Schneide 18 weist eine Sei- tenschneidkante 42 zum Schneiden oder Reiben einer Bohrungsumfangsfläche, eine Kopfschneidkante 40 zum Schneiden oder Reiben eines Anschnitts und eine im Winkel von ca. 45° geneigte Fasenschneidkante 38 zum Schneiden o- der Reiben einer Fase eines Bauteils auf.

Der Schneidkopf 22 geht an seinem dem Schneidkopfende 24 gegenüberlie- genden Ende in einen im Querschnitt vergrößerten Basisabschnitt 16 über, welcher mit dem Einspannschaft 14 verbunden ist. Auf diesen Basisabschnitt kann der Schneidkopf beispielsweise direkt über ein additives Fertigungsverfahren hergestellt werden, wobei eine unlösbare Verbindung zwischen dem Basisabschnitt und dem Schneidkopf ebenso durch dieses additive Fertigungsverfahren erfolgt. Ebenso kann der Basisabschnitt selbst durch das additive Fertigungsverfahren und durch denselben Fertigungsschritt wie der Schneidkopf bzw. der Werkzeugträger hergestellt werden.

Der zumindest abschnittsweise zylindrische Spanaufnahmeraum 26 wird von einer Umfangswandung 66 umgrenzt, welche in einem an den Basisabschnitt 16 angrenzenden Bereich zwei einander gegenüberliegende Spanaustrittsöffnungen 54 aufweist, die einen Austritt von Materialspänen und Kühlmittel aus dem Spanaufnahmeraum 26 ermöglichen. Im Inneren des Spanaufnahmeraums 26 sind gegenüber den Spanaustrittsöffnungen 54 jeweilige geneigt verlaufende Spanleitflächen 58 vorgesehen, welche eine Art Keil bilden und die Materialspäne bzw. das Kühlmittel in Richtung der Spanaustrittsöffnungen 54 leiten.

Wie insbesondere in Fig. 2 gut zu erkennen ist, sind im Inneren der Umfangs- wandung 66 zwei Kühlmittelkanäle 64 ausgebildet, die mit einem in dem Einspannschaft 14 und dem Basisabschnitt 1 6 vorgesehenen zentralen Kühlmittel- durchgang 60 verbunden sind. Die Kühlmittelkanäle 64 können sich sektorweise über den Umfang erstrecken, so dass die innere und die äußere Wandung der Umfangswandung 66 dort nur über zwei relativ schmale Stege verbunden sind.

Der Schneidbereich 28 umfasst einen Bereich, in dem die Kopfschneidkanten 40 den Anschnittboden einer Vertiefung bearbeiten sowie einen Umfangsbe- reich, in dem die Seitenschneidkanten 42 eine Wandfläche der Vertiefung bearbeiten. Die Fasenschneidkanten 38 bearbeiten entsprechend eine Fasenfläche der Vertiefung. Von den Schneidkanten 38, 40, 42 abgetragene Späne können jeweils durch einen Spanspalt 44 in einen jeweiligen im Inneren des Schneid- kopfs 22 ausgebildeten trichterartigen Spankorridor 50 eintreten. Jeder Spankorridor 50 wird von einer ersten Korridorfläche 46 und einer zweiten Korridorfläche 48 begrenzt und erweitert sich in seinem Querschnitt in Richtung des Einspannschafts 14. Die Spankorridore 50 münden in den Spanaufnahmeraum 26, so dass Späne durch die Spankorridore 50 hindurch in den Spanaufnahme- räum 26 transportiert werden können.

Wie insbesondere in Fig. 2 gut zu erkennen ist, bildet die Spanfläche 30 der Schneide 18 zusammen mit der Spanmitnahmefläche 32 die erste Korridorfläche 46. Gegenüberliegend der ersten Korridorfläche 46 bzw. der Spanmitnahmefläche 32 verläuft ein Spanführungsabschnitt 56, welcher teilweise eine In- nenfläche der Umfangswandung 66 und teilweise eine zweite Korridorfläche 48 umfasst, welche gegenüber der ersten Korridorfläche 46 geneigt ist, so dass sich der Querschnitt des Spankorridors 50 in Richtung Einspannschaft 14 betrachtet erweitert.

Im Bereich des Spankorridors bzw. der Spanmitnahmefläche 32 weist der Schneidkopf 22 eine nach innen gerichtete Querschnittserweiterung 68 auf, welche der Befestigung der Schneiden 18 und der Ableitung der auftretenden Schneidkräfte dient. Im Bereich dieser Querschnittserweiterung 68 sind die Kühlmittelkanäle 64 mäanderförmig geführt, um eine ausreichende Kühlung des Schneidkopfendes 24 zu gewährleisten und das Kühlmittel an Kühlmittelauslässe 62, 63 heranzuführen. Die Kühlmittelkanäle 64 münden über nur abschnittsweise dargestellte Verzweigungskanäle zum einen in einen zentralen, stirnseitig am Schneidkopfende 24 vorgesehenen Kühlmittelauslass 63 und zum anderen in jeweilige in der zweiten Korridorfläche 48 vorgesehene, einer jeweiligen Schneide 18 zugewandte Kühlmittelauslässe 62, welche als parallel zu der Kopfschneidkante 40 verlaufende Nuten ausgebildet sein können. Durch die Kühlmittelauslässe 62, 63 wird ein Kühlmittelstrom herangeführt, der der Schmierung und Kühlung der Schneidkanten 38, 40, 42 dient und zugleich den Abtransport der Späne unterstützt. Die vollständig geschlossene Form der Spankorridore 50 und des daran angrenzenden Spanaufnahmeraums 26 verbessert hierbei den Strömungsverlauf des Kühlmittel-Spänegemisches und verhindert, dass sich Späne umfangseitig verhaken oder Kühlmittel umfangseitig aus dem Spanaufnahmeraum 26 bzw. den Spankorridoren austritt. Die parallel zu den Kopfschneidkanten 40 verlau- fenden Längskanten der Kühlmittelauslässe 62 wirken zugleich als Spanbrechkanten, die Späne mitnehmen bzw. brechen können, um diese möglichst klein- teilig auszuformen und durch den Spankorridor 50 in den rückwärtigen Spanaufnahmeraum 26 zu transportieren.

Bei dem erfindungsgemäßen Schneidwerkzeug 10 wird ein effektiver Abtrans- port von Spänen in einen rückwärtigen Spanaufnahmeraum 26 gefördert und somit die Langlebigkeit, die Bearbeitungsqualität und die Arbeitsgeschwindigkeit des Schneidwerkzeugs 10 gesteigert. Die in der Umfangswandung 26 verlaufenden Kühlmittelkanäle 64 bewirken dabei eine effiziente Kühlung des Schneidkopfs 22 sowie eine aufgrund des großen Querschnitts leistungsfähige Kühlmittelzufuhr zu den Kühlmittelauslässen 62, 63. Fig. 4 bis 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schneidwerkzeugs 10. Das Schneidwerkzeug 10 wird zur Bearbeitung eines Bauteils rotatorisch in einer Arbeitsdrehrichtung 52 bewegt. Es umfasst einen Werkzeugträger 12 und einen Einspannschaft 14, der in einen Bohrschaft einer Arbeitsmaschine einge- spannt werden kann. Der Einspannschaft 14 kann insbesondere als Hohlschaftkegel-Aufnahme (HSK-Aufnahme) ausgebildet sein.

Der Werkzeugträger 12 umfasst einen Schneidkopf 22, der zwei Spanaufnahmeräume 26 sowie einen Schneidbereich 28 am Schneidkopfende 24 umfasst. Am Schneidkopfende 24 sind zwei Schneiden 18 angeschraubt, welche jeweils einen Schneidenträger aufweisen. Jede Schneidplatte 18 weist eine Seitenschneidkante 42 zum Reiben einer Bohrungsumfangsfläche und eine Kopfschneidkante 40 zum Reiben eines Anschnitts eines Bauteils auf.

Jeder Spanaufnahmeraum 26 wird jeweils durch eine plane Spanmitnahmefläche 32 und einen hierzu rechtwinklig abgewinkelten Spanführungsabschnitt 56 definiert, wobei die Spanleitfläche 58 in Richtung des Einspannschafts 14 konkav gewölbt ist, um aufgenommene Späne nach außen außerhalb des Bearbeitungsbereichs abtransportieren zu können. Somit wird durch die nach außen weisende Spanleitfläche 58 ein Abtransport der Späne vom Bearbeitungsbereich erreicht. Der Schneidbereich 28 umfasst einen Bereich, in dem die Kopfschneidkanten 40 an dem Anschnittboden einer Vertiefung reiben sowie einen Umfangsbe- reich, in dem die Seitenschneidkanten 42 eine Wandfläche einer Bohrung oder Ausnehmung reiben. Von den Schneidkanten 40, 42 abgetragene Späne können jeweils durch einen Spanspalt 44 in einen jeweiligen im Inneren des Schneidkopfs 22 ausgebildeten kanalartigen Spankorridor 50 eintreten. Jeder Spankorridor 50 wird von einer ersten Korridorfläche 46 und einer zweiten Korridorfläche 48 (beide nicht sichtbar in dieser Darstellung), und einer dritten Korridorfläche n Form der Umfangswandung 66 begrenzt und erweitert sich in seinem Querschnitt in Richtung des Einspannschafts 14. Der Spankorridor 50 mündet in den Spanaufnahmeraum 26, so dass Späne durch den Spankorridor 50 hindurch in den Spanaufnahmeraum 26 transportiert werden können.

Ein sich vom Schneidkopfende 24 her in Richtung des Einspannschafts 14 erstreckender Spanführungsabschnitt 56 des Werkzeugträgers 12 weist die Form eines Viertelschnitts eines Kreiszylinders auf, wobei dessen erste Viertelungs- fläche geschnitten ist, und dessen zweite Viertelungsfläche in Verlängerung des Spanführungsabschnitts 56 verläuft.

Wie insbesondere in Fig. 7 gut zu erkennen ist, bildet die Spanleitfläche 30 zusammen mit einem Teilabschnitt der Spanmitnahmefläche 32 die erste Korridorfläche 46. Die geschnittene erste Viertelungsfläche des Spanführungsabschnitts 56 verläuft gegenüberliegend der ersten Korridorfläche 46 und bildet die zweite Korridorfläche 48, wobei die zweite Korridorfläche 48 gegenüber der ersten Korridorfläche 46 geneigt ist und eine konkave Wölbung aufweist, so dass sich der Querschnitt des Spankorridors 50 in Richtung Einspannschaft 14 betrachtet erweitert. Die in Fig. 6 gut erkennbare Umfangswandung 66 (in der Darstellung von Fig. 7 weggeschnitten) grenzt unmittelbar an die erste und zweite Korridorfläche 46, 48 an und begrenzt den Spankorridor 50 umfangsseitig auf einem Großteil seiner Länge, d.h. zwischen dem Spanspalt 44 und dem Spanaufnahmeraum 26. Der Spanspalt 44 erstreckt sich entlang der Schneidkanten 40, 42, so dass der Spankorridor 50 im Bereich der Seitenschneidkante 42 zur Umfangsseite 66 des Werkzeugträgers 12 hin offen ist.

Jeweilige Übergänge zwischen den Korridorflächen 46, 48, 54, 58 können kan- tenförmig oder kontinuierlich, d.h. ausgerundet oder ineinander übergehend, ausgebildet sein. Das Schneidwerkzeug 10 weist einen als zentrale axiale Bohrung ausgebildeten Kühlmittelkanal 64 auf, welcher sich durch den Einspannschaft 14 und den Werkzeugträger 12 hindurch erstreckt. Der Kühlmittelkanal 64 mündet über nicht näher dargestellte Verzeigungskanäle zum einen in einen zentralen, stirn- seitig am Schneidkopfende 24 vorgesehenen Kühlmittelauslass 63 und zum anderen in einen jeweiligen in der zweiten Korridorfläche 48 vorgesehenen, der Schneidplatte 18 zugewandten Kühlmittelauslass 62, welcher als parallel zu der Kopfschneidkante 40 verlaufende Nut ausgebildet ist. Durch die Kühlmittelaus- lässe 62, 63 wird ein Kühlmittelstrom herangeführt, der der Schmierung und Kühlung der Schneidkanten 40, 42 dient und zugleich den Abtransport der Späne unterstützt.

Die geschlossene Form des Spankorridors 50 verbessert hierbei den Strömungsverlauf des Kühlmittel-Späne-Gemisches und verhindert, dass sich Spä- ne umfangsseitig verhaken, oder Kühlmittel umfangsseitig aus dem Spankorridor 50 austritt. Die parallel zu den Kopfschneidkanten 40 verlaufenden Längskanten der Kühlmittelauslässe 62 wirken zugleich als Spanbrechkanten, die Späne mitnehmen bzw. brechen können, um diese möglichst kleinteilig auszuformen und durch den Spankorridor 50 in den rückwärtigen Spanaufnahme- räum 26 zu transportieren.

Bei dem erfindungsgemäßen Schneidwerkzeug 10 wird ein effektiver Abtransport von Spänen in einen rückwärtigen Spanaufnahmeraum 26 gefördert und somit die Langlebigkeit, die Bearbeitungsqualität und die Arbeitsgeschwindigkeit des Schneidwerkzeugs 10 gesteigert.

Bezugszeichenliste

10 Schneidwerkzeug

12 Werkzeugträger

14 Einspannschaft

16 Basisabschnitt

18 Schneide

22 Schneidkopf

24 Schneidkopfende

26 Spanaufnahmeraum

28 Schneidbereich

30 Spanfläche

32 Spanmitnahmefläche

38 Fasenschneidkante

40 Kopfschneidkante

42 Seitenschneidkante

44 Spanspalt

46 erste Korridorfläche

48 zweite Korridorfläche

50 Spankorridor

52 Arbeitsdrehrichtung

54 Spanaustrittsöffnung

56 Spanführungsabschnitt

58 Spanleitfläche

60 Kühlmitteldurchgang

62, 63 Kühlmittelauslass

64 Kühlmittelkanal

66 Umfangswandung

68 Querschnittserweiterung