DE10251922A1 - Milling machine for milling metal samples has one or more fluid outlets in milling head for direct supply of gas or fluid for improving surface quality - Google Patents
Milling machine for milling metal samples has one or more fluid outlets in milling head for direct supply of gas or fluid for improving surface qualityInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fräsmaschine, insbesondere zum Planfräsen von Metallproben, wie bspw. Gussproben, oder Werkstücken aus beliebigen anderen Werkstoffen, mit einem Fräskopf sowie einen Fräskopf für eine vorgenannte Fräsmaschine. The present invention relates to a milling machine, in particular for Face milling of metal samples, such as cast samples, or workpieces any other materials, with a milling head and a milling head for one aforementioned milling machine.
Derartige Fräsmaschinen finden Anwendung beispielsweise bei der Vorbehandlung von Metallproben, wie bspw. Gussproben, an deren Oberfläche spektrometrische Untersuchungen durchgeführt werden sollen. Bei solchen, wie auch vielen anderweitigen Anwendungen von Fräsmaschinen ist von Bedeutung, dass bei möglichst geringer Dauer der Fräsbearbeitung eine zugleich möglichst hohe Oberflächengüte der gefrästen Werkstückoberfläche erhalten wird. Such milling machines are used for example in the Pretreatment of metal samples, such as cast samples, on their surface spectrometric investigations are to be carried out. With such as many other uses of milling machines are also possible Meaning that with the shortest possible milling time, one at the same time obtain the highest possible surface quality of the milled workpiece surface becomes.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Fräskopf bzw. eine Fräsmaschine mit einem Fräskopf in der Weise weiterzubilden, dass damit bei der Fräsbearbeitung eine verbesserte Oberflächengüte erzielbar ist. Die Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung zunächst und im Wesentlichen dadurch gelöst, dass der Fräskopf eine oder mehrere Fluidaustrittsöffnungen aufweist. Dies schafft die Möglichkeit, einem gerade in Fräsbearbeitung befindlichen oder gerade bearbeiteten Bereich der Werkstückoberfläche zur Verbesserung und zum Erhalt der Oberflächengüte ein sich hierauf begünstigend auswirkendes Fluid zuzuführen. Als Fluid kommt zunächst grundsätzlich ein Gas oder eine Flüssigkeit, wie auch Gemische derselben, Emulsionen und Suspensionen in Betracht. Zunächst bevorzugt ist als Fluid an ein Intertgas, vorzugsweise Argon, gedacht, das eine Verdrängung von Luft und darin enthaltenem Sauerstoff bewirkt und eine Oxidation der frisch bearbeiteten Proben- bzw. Werkstückoberfläche (die Begriffe Probe und Werkstück werden gleichwertig verwendet) verhindert. Bei dem nach der Erfindung durch den Fräskopf bzw. Fräser zuleitbaren Fluid kann es sich alternativ oder kombinativ auch um ein Kühlmittel handeln, welches an der Werkstückoberfläche während und/ oder unmittelbar nach der Fräsbearbeitung eine Kühlung bewirkt, wodurch schon der sich zunächst einstellende Temperaturhöchstwert verringert werden kann. Unmittelbar wird dadurch zunächst die Gefahr von temperaturbedingten Oberflächenveränderungen, wie Gefügeveränderungen, Spannungsrissen oder Brandflecken, wie auch insbesondere bei dünnwandigen Werkstücken von Formänderungen verringert. Des Weiteren kann das Fluid bzw. Kühlmedium durch die Fluidaustrittsöffnungen des Fräsers auch den hieran angeordneten Fräserschneiden direkt zugeführt werden. Durch die damit verbundene Kühlung der Fräserschneiden wird deren Verschleiß reduziert und durch die entsprechend bessere Schnittwirkung eine höhere Werkstückoberflächengüte erzielt. Bei einem als Fluid durch den Fräskopf zuführbaren Kühlmittel kann es sich bspw. um ein bevorzugt auf etwa minus 20°C abgekühltes Gas, dabei weiter bevorzugt um Luft oder ein Inertgas, andererseits aber auch um eine gekühlte Flüssigkeit oder dergleichen handeln. Bevorzugt ist, dass an dem Fräser eine Anzahl von Fräserschneiden vorgesehen ist, welche ihrerseits an jeweiligen Schneidenkörpern, welche im Rahmen vorliegender Erfindung auch als Fräswerkzeuge bezeichnet werden, ausgebildet sein können. Des Weiteren ist bevorzugt, dass an dem Fräser eine der Anzahl von Fräserschneiden entsprechende Anzahl von Fluidaustrittsöffnungen vorgesehen ist. Die Fräswerkzeuge bzw. Fräserschneiden und/oder die Fluidaustrittsöffnungen können an dem Fräser stirnseitig und/oder umfangsseitig angeordnet sein, wobei bei stirnseitigen Fräserschneiden auch eine stirnseitige Lage der Fluidaustrittsöffnungen und bei umfangsseitigen Fräserschneiden auch eine umfangsseitige Lage der Fluidaustrittsöffnungen bevorzugt ist. Alternativ oder kombinativ können die Fluidaustrittsöffnungen einzelnen Fräserschneiden hinsichtlich ihrer Umfangswinkellage an dem Fräser zugeordnet sein. Dies ermöglicht einen zielgerichteten Zustrom des Inertgases oder sonstigen Fluids zu den jeweiligen Schneideneingriffen des Fräskopfes in das Werkstück, von wo aus eine weitere Verteilung auf der Schnittfläche erfolgt. Die eine oder mehrere Fluidaustrittsöffnungen setzen sich in das Innere des Fräskopfes in Fluidkanäle fort, die in durchlässiger Verbindung mit einer Fluidzuleitung durch eine Fräserachse bzw. einen Fräserdorn stehen. Dabei ist bevorzugt, dass das Fluid mittels einer Dreheinführung in die Fluidzuleitung einleitbar ist und von dort die eine oder mehrere Fluidaustrittsöffnungen an der Stirnseite des Fräskopfes über Fluidkanäle erreicht, von wo aus es auf die Schnittfläche an dem Werkstück gelangt. Die Fluidzuleitung kann sich dazu durch die Dreheinführung, eine Fräserantriebswelle, eine Frässpindel, einen Fräsdorn sowie den Fräser selbst hindurch erstrecken. Zur Bereitstellung des Fluids kann die Fluidzuleitung mit einem Fluidspeicher oder einer sonstigen Fluidversorgungsquelle verbunden sein. Alternativ oder kombinativ besteht die Möglichkeit, dass an der Fräsmaschine ein Kühlaggregat zur Abkühlung des Fluids vorgesehen ist. Durch die zuvor beschriebene Fluidzuleitung durch den Fräser selbst hindurch wird eine besonders platzsparende Fluidzufuhr erreicht, durch die zur Verbesserung der Oberflächengüte eine örtlich wie auch zeitlich bedarfsgerechte Fluidzufuhr möglich ist. So ist bspw. denkbar, dass bei einem Stirnfräser über den Stirnradius hinweg durch entsprechende Positionierung und/oder Bemessung von Fluidaustrittsöffnungen eine dem Bedarf entsprechend veränderliche Fluidzufuhr erfolgt. Auch eine an einen je nach Fräserdrehzahl schwankenden Bedarf automatisch angepasste Fluidzufuhr wäre möglich, indem bspw. ein von der Fräserdrehzahl bzw. Fliehkraft beeinflussbares Dosiermittel (Ventil oder dergleichen) in einen rotierenden Abschnitt der Fluidzuleitung eingebunden ist oder indem bspw. die unmittelbar auf das austretende Fluid ausgeübte Fliehkraft dazu ausgenutzt wird. The present invention is therefore based on the object of a milling head or to develop a milling machine with a milling head in such a way that so that an improved surface quality can be achieved during milling. The object is first and in accordance with the present invention Essentially solved in that the milling head has one or more Has fluid outlet openings. This creates the opportunity to get one straight in Milling or currently machined area of the workpiece surface to improve and maintain the surface quality to supply beneficial fluid. First comes as a fluid basically a gas or a liquid, as well as mixtures thereof, emulsions and suspensions. First preferred as fluid to an inert gas is preferably argon, thought to be a displacement of air and therein contained oxygen and an oxidation of the freshly processed sample or workpiece surface (the terms sample and workpiece are used equivalent) prevented. When according to the invention through the milling head fluid or milling fluid that can be supplied can alternatively or in combination act a coolant, which on the workpiece surface during and / or causes cooling immediately after milling, which already reduces the maximum temperature that is initially set can be. The danger of temperature-related surface changes, such as structural changes, Tension cracks or burn marks, especially with thin-walled ones Workpieces reduced from shape changes. Furthermore, the fluid or Cooling medium through the fluid outlet openings of the milling cutter also attached to it arranged cutter blades can be fed directly. Through that associated cooling of the cutter blades reduces their wear and tear the correspondingly better cutting effect a higher one Workpiece surface quality achieved. With a coolant that can be supplied as a fluid through the milling head it is, for example, a gas which has preferably cooled to about minus 20 ° C. more preferably air or an inert gas, but on the other hand also one act chilled liquid or the like. It is preferred that on the Milling cutter is provided a number of cutter blades, which in turn respective cutter bodies, which in the present invention also as Milling tools are referred to, can be formed. Furthermore is preferred that one of the number of cutter edges on the milling cutter corresponding number of fluid outlet openings is provided. The milling tools or milling cutter and / or the fluid outlet openings can on the Milling cutter can be arranged on the end face and / or on the circumference, with End milling cutters also have an end layer of the fluid outlet openings and with circumferential cutter edges also a circumferential position of the Fluid outlet openings is preferred. Alternatively or in combination, the Fluid outlet openings individual milling cutter with regard to their Circumferential angular position can be assigned to the milling cutter. This enables one targeted inflow of the inert gas or other fluid to the respective Cutting engagements of the milling head in the workpiece, from where a further distribution done on the cut surface. The one or more fluid outlet openings continue into the interior of the milling head in fluid channels that in permeable Connection to a fluid supply line through a milling cutter axis or Milling arbor stand. It is preferred that the fluid by means of a Rotary introduction can be introduced into the fluid supply line and from there the one or more Fluid outlet openings on the face of the milling head via fluid channels reached from where it reaches the cutting surface on the workpiece. The Fluid supply can be through the rotary inlet, a Milling drive shaft, a milling spindle, a milling arbor and the milling cutter itself extend. To provide the fluid, the fluid supply line can be provided with a Fluid storage or other fluid supply source may be connected. Alternatively or in combination, there is the possibility that on the milling machine a cooling unit is provided for cooling the fluid. By the before described fluid supply through the cutter itself is a particularly space-saving fluid supply achieved by improving the Surface quality allows a fluid supply that is appropriate both locally and in terms of time is. For example, it is conceivable that with a face milling cutter over the face radius away by appropriate positioning and / or dimensioning of Fluid outlet openings a variable fluid supply as required he follows. Also a need that fluctuates depending on the milling cutter speed automatically adjusted fluid supply would be possible, for example, by one of the Dosing agent that can be influenced by milling cutter speed or centrifugal force (valve or the like) is integrated in a rotating section of the fluid supply line or by, for example, the centrifugal force exerted directly on the exiting fluid is used for this.
Alternativ oder kombinativ zu der zuvor erläuterten, eine Fluidzufuhr durch den Fräser selbst ermöglichenden Fluidzufuhreinrichtung kann der Fräskopf auch eine Fräserkühleinrichtung zur Kühlung des Schnitteingriffes mit dem Werkstück aufweisen, die mit dem Fräskopf synchron in X-, Y- und Z-Richtung verfahrbar ist. Eine derartige Fräserkühleinrichtung kann bspw. eine Zuleitung für ein Kühlmedium aufweisen, die im Bereich einer Austrittsöffnung an dem mit dem Fräskopf verfahrbaren Maschinengehäuse befestigt ist, so dass das ausströmende Kühlmedium, bspw. auf minus 20°C gekühlte Luft, mit einem fokussierten Strahl auf den Eingriff des Fräsers in die Probe bzw. das Werkstück trifft. Grundsätzlich kann durch eine entsprechende, mit Bezug auf den Fräser externe Zufuhreinrichtung anstelle eines Kühlmittels auch ein anderes Medium, bspw. ein Inertgas zur Verhinderung von Korrosion, zugeführt werden, wodurch im Hinblick auf die gestellte Aufgabe ebenfalls eine Verbesserung der Oberflächengüte des bearbeiteten Werkstückes erhalten wird. In den Fällen, in denen zur Vermeidung von Korrosion einerseits und zur Kühlung anderseits verschiedene Fluide zur Verfügung stehen (bspw. Inertgas einerseits und gekühlte Luft andererseits) kann je nach den im Einzelfall bestehenden Anforderungen (bspw. an die jeweilige Zufuhrmenge und Zufuhrort) entweder das Intertgas durch die Austrittsöffnung des Fräsers und das Kühlmittel durch die externe Fräserkühleinrichtung zugeführt werden oder auch eine umgekehrte Zuordnung vorgenommen sein. As an alternative or in combination with the previously explained, a fluid supply through the milling head can enable the milling cutter itself also a cutter cooling device for cooling the cut with the Have workpiece that are synchronized with the milling head in the X, Y and Z directions is movable. Such a cutter cooling device can, for example, a feed line for a cooling medium, which in the region of an outlet opening on the is attached to the milling head movable machine housing, so that outflowing cooling medium, for example air cooled to minus 20 ° C, with a focused beam on the engagement of the milling cutter in the sample or the Workpiece hits. Basically, by a corresponding, with reference to the Milling machine external feed device instead of a coolant also another Medium, for example. An inert gas to prevent corrosion be, which also with regard to the task Improvement of the surface quality of the machined workpiece is obtained. In the Cases in which to avoid corrosion on the one hand and for cooling on the other hand, different fluids are available (e.g. inert gas on the one hand and cooled air, on the other hand) can vary depending on the existing situation Requirements (e.g. on the respective supply quantity and supply location) either the inert gas through the outlet opening of the milling cutter and the coolant the external milling cooler can be supplied or a reverse assignment must be made.
Hinsichtlich des Fräskopfes besteht auch die Möglichkeit, dass dieser als sog. Messerkopf mit auswechselbaren Schneiden ausgebildet ist. Im Hinblick auf eine erfindungsgemäße Fräsmaschine kann der Fräskopf daran horizontal in eine X- und eine Y-Richtung und vertikal in eine Z-Richtung verfahrbar sein. Die zuvor beschriebenen Merkmale sind im Rahmen vorliegender Erfindung nicht nur für eine Fräsmaschine von Bedeutung, sondern auch für einen Fräskopf allein, sowie auch für andere Werkzeugmaschinen (bspw. Räum-, Dreh- oder Schleifmaschinen) sowie deren Werkzeuge. With regard to the milling head, there is also the possibility that this as a so-called. Cutter head is designed with interchangeable cutting edges. With regard a milling machine according to the invention can the milling head horizontally in there an X and a Y direction and can be moved vertically in a Z direction. The features described above are within the scope of the present invention not only important for a milling machine, but also for one Milling head alone, as well as for other machine tools (e.g. broaching, turning or grinding machines) and their tools.
Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand der beigefügten Figuren erläutert, die ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fräsmaschine darstellen. Darin zeigt: The invention is explained in more detail below with the aid of the attached figures explains the one embodiment of the milling machine according to the invention represent. It shows:
Fig. 1 eine bereichsweise Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fräsmaschine, Fig. 1 is a partially side view of a preferred embodiment of the milling machine according to the invention,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die bevorzugte Ausführungsform gemäß Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 is a plan view of the preferred embodiment according to line II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Teilschnitt der bevorzugten Ausführungsform der Fräsmaschine entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 2, Fig. 3 is a partial section of the preferred embodiment of the milling machine taken along the section line III-III in Fig. 2,
Fig. 4 eine Schnittansicht durch die Dornaufnahme des Fräskopfes mit Fluidzufuhreinrichtung und Werkzeugkühleinrichtung und Fig. 4 is a sectional view through the mandrel holder of the milling head with fluid supply device and tool cooling device and
Fig. 5 eine demgegenüber vergrößerte Seitenansicht mit Teilschnitt des Fräskopfes in einer bevorzugten Ausführungsform. Fig. 5 is an enlarged side view with a partial section of the milling head in a preferred embodiment.
Fig. 1 zeigt in einer bereichsweisen Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fräsmaschine 1. Darin ist dargestellt eine Niveauausgleichseinrichtung 2 zur Ausrichtung einer Probenoberfläche 3 einer Probe 4 parallel zu einer Bearbeitungsebene eines Fräsers 5. Die Bearbeitungsebene des Fräsers 5 wird dabei durch die an der Stirnfläche 6 des Fräsers 5 angeordneten, in Fig. 1 nicht näher dargestellten Fräswerkzeuge (vgl. in Fig. 5 Bezugszeichen 30) definiert. In der gewählten Darstellung ist die Probe 4 auf drei Stützelementen 7 der Niveauausgleichseinrichtung 2 abgelegt und dabei zunächst nur grob ausgerichtet. Des Weiteren ist ein Andruckstempel 8 zu erkennen, der mit einer unterseitigen Andruckfläche 9 eine zu der Bearbeitungsebene des Werkstücks parallelen Andruckebene definiert. Der Andruckstempel 8 befindet sich in der Seitenansicht der Fig. 1 senkrecht zu der Zeichenebene auf Höhe der Probe 4, während der Fräser 5 dahinter liegt und daher gestrichelt dargestellt ist. Fig. 1 shows in a region-wise side view of a preferred embodiment of the milling machine 1 according to the invention. This shows a level compensation device 2 for aligning a sample surface 3 of a sample 4 parallel to a processing plane of a milling cutter 5 . The machining plane of the milling cutter 5 is defined by the milling tools arranged on the end face 6 of the milling cutter 5 and not shown in detail in FIG. 1 (cf. reference number 30 in FIG. 5). In the selected representation, the sample 4 is placed on three support elements 7 of the level compensation device 2 and initially only roughly aligned. Furthermore, a pressure stamp 8 can be seen, which defines a pressure plane parallel to the machining plane of the workpiece with a pressure surface 9 on the underside. The pressure stamp 8 is located in the side view of FIG. 1 perpendicular to the plane of the drawing at the level of the sample 4 , while the milling cutter 5 lies behind it and is therefore shown in broken lines.
Fig. 2 zeigt in einer Draufsicht gemäß der Blickrichtung II-II in Fig. 1 eine Draufsicht auf die Niveauausgleichseinrichtung 2, wobei die in Fig. 1 mit dargestellte Probe 4 in Fig. 2 zur Verdeutlichung abgenommen ist. Dadurch wird der Blick frei auf die drei mit Umfangswinkeln zueinander von 120° angeordneten Stützelemente 7 sowie eine Werkstückkühleinrichtung 10 mit Randausnehmungen 11, durch die die Stützelemente 7 hindurchlaufen. Weiter dargestellt sind ebenfalls drei Drehkeile 12, deren Drehachsen 13 parallel zur Längsrichtung der als Zylinderstifte ausgebildeten Stützelemente 7 verlaufen. Weiter dargestellt ist eine Zuleitung 14 der Werkstückkühleinrichtung 10, die in einem unteren Bereich der Niveauausgleichseinrichtung 2 in radialer Richtung verläuft. Über einen Anschluss 15 der Zuleitung 14 kann aus einem zeichnerisch nicht dargestellten Kühlaggregat ein Kühlmedium, bspw. minus 20°C kalte Luft, durch die Zuleitung 14 in die Werkstückkühleinrichtung 10 und von dort durch Mittenöffnungen 16 zur Probe 4 gelangen. FIG. 2 shows a top view according to the viewing direction II-II in FIG. 1, a top view of the level compensation device 2 , the sample 4 shown in FIG. 1 being removed in FIG. 2 for clarification. This provides a clear view of the three support elements 7 arranged at circumferential angles to one another of 120 ° and a workpiece cooling device 10 with edge recesses 11 through which the support elements 7 pass. Also shown are three rotary wedges 12 , the axes of rotation 13 of which run parallel to the longitudinal direction of the support elements 7 designed as cylindrical pins. Also shown is a feed line 14 of the workpiece cooling device 10 , which runs in a radial direction in a lower region of the level compensation device 2 . Via a connection 15 of the feed line 14 , a cooling medium, for example minus 20 ° C. cold air, can get from a cooling unit, not shown in the drawing, through the feed line 14 into the workpiece cooling device 10 and from there through center openings 16 to the sample 4 .
Wie sich in Verbindung mit Fig. 3, die eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 2 zeigt, ergibt, weisen die Drehkeile 12 an einem der Probe 4 abgewandten Bereich Planetenzahnräder 17 auf, die in Eingriff mit einem Zahnkranz 18 stehen. Eine Drehung des Zahnkranzes 18 bewirkt darüber eine synchrone Drehung der Drehkeile 12. Die Drehkeile 12 weisen eine umlaufende Mantelwand 19 auf, die zum Festspannen der Probe 4 dient und die dazu über einen Umfangswinkelbereich hinweg einen mit positivem Umfangswinkel zunehmenden Radialabstand der Mantelwand von der Drehachse besitzen. Die Drehung des Zahnkranzes 18 bewirkt darüber eine synchrone Änderung, beim Festspannen eine Verringerung, des Abstandes der Mantelwand 19 zu der Mantelwand der Probe 4, bis die Probe 4 bei dreiseitiger Anlage an die Drehkeile festgespannt ist. In weiterer Ausgestaltung weist ein Drehkeil 12 an seiner umlaufenden Mantelwand 19 eine umlaufende Nut 20 auf. Die Nut ist in einem Querschnitt der Zeichenebene im Wesentlichen an den unteren vorspringenden Rand der im Querschnitt trapezförmigen Probe 4 angepasst. As can be seen in connection with FIG. 3, which shows a sectional view along the section line III-III in FIG. 2, the rotating wedges 12 have planetary gears 17 on a region facing away from the sample 4 , which are in engagement with a ring gear 18 . A rotation of the ring gear 18 causes a synchronous rotation of the rotary wedges 12 . The rotary wedges 12 have a circumferential jacket wall 19 , which is used to clamp the sample 4 and for this purpose have a radial distance between the jacket wall and the axis of rotation that increases with a positive peripheral angle over a circumferential angle range. The rotation of the gear ring 18 also brings about a synchronous change, when tightening a reduction, of the distance of the side wall is clamped 19 to the casing wall 4 of the sample until the sample 4 at three-sided contact with the rotary wedges. In a further embodiment, a rotary wedge 12 has a circumferential groove 20 on its circumferential jacket wall 19 . In a cross section of the plane of the drawing, the groove is essentially adapted to the lower projecting edge of the sample 4 , which is trapezoidal in cross section.
Weiter ist dargestellt, dass bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Stützelemente 7 an einem der Probe 4 bzw. dem Stützende gegenüberliegenden Ende gemeinsam an einem Druckkolben 21 befestigt sind. Unterhalb des Druckkolbens 21 befindet sich eine Druckkammer 22, in die ein Druckmedium bzw. ein Gas oder eine Hydraulikflüssigkeit über eine Zuleitung 36 unter Bildung eines Innendruckes einleitbar ist. Der Druckkolben 21 ist damit zusammen mit den Stützelementen 7 durch den auf die Probe 4 drückenden Andruckstempel 8 entgegen dieser Druckkraft nach unten verlagerbar. Vor Beginn der Verlagerung ist dabei zunächst eine Beabstandung der Probenunterseite von der Oberseite der Werkstückkühleinrichtung 10 vorgesehen, so dass das durch die Zuleitung 14 und an deren oberen Ende austretende Kühlmedium über die Probenunterseite die gesamte Probe 4 kühlen kann, um damit einer ungewollten Erwärmung bei dem nachfolgenden Fräsvorgang zu begegnen. Nach einem Verlagerungsweg, der einem Überstand der Stützenden der Stützelemente 7 über die Oberfläche der Werkstückkühleinrichtung 10 entspricht, kommt es zumindest bereichsweise zu einem Kontakt der Probenunterseite mit der Oberfläche der Werkstückkühleinrichtung 10, so dass auch während des folgenden Fräsvorganges über den gesamten Kontaktbereich hinweg ein Wärmeabfluss aus der Probe 4 in die gekühlte Werkstückkühleinrichtung 10 möglich ist. Bei einer noch weiteren Absenkung des Andruckstempels 8 erfolgt zusätzlich eine Verlagerung der Werkstückkühleinrichtung 10, die in dem gezeigten Beispiel unterseitig gegen Zylinderdruckfedern 23 abgestützt ist. Die Zylinderdruckfedern 23 sind dabei an den Stützelementen 7 geführt. Auf diese Weise ist eine Verlagerung bzw. Absenkung der Probe 4 bis auf das für den Fräskopf 5 erforderliche Bezugsniveau möglich. Nachdem durch die Verlagerung des Andruckstempels das gewünschte Bezugsniveau der Probe 4 bzw. der Oberfläche der Probe 4 erreicht worden ist, wird durch eine Verdrehung des Zahnkranzes 18 die Probe 4 von den Drehkeilen 12 zentriert und verspannt. Der Druckstempel 8 kann hierauf in Z-Richtung abgehoben und in X- und/oder Y-Richtung seitlich verfahren werden, so dass anschließend die festgespannte Probe 4 dem Fräskopf 5 zugänglich ist. Der Fräskopf 5 wird dazu aus der in Fig. 3 dargestellten Position in X- und/ oder Y-Richtung seitlich verfahren, bis sich dieser an einer für den Fräsvorgang gewünschten Startposition an der Probe 4 befindet. In Z-Richtung, d. h. in der zu der Bearbeitungsebene senkrechten Richtung, wird der Fräser vor, während oder nach der seitlichen Verfahrbewegung bis auf eine voreingestellte Höhe verfahren, so dass sich in einem Planzug über die Probe 4 in einem einzigen Durchgang der gewünschte Abtrag der Oberfläche ergibt. It is further shown that, in the exemplary embodiment shown, the support elements 7 are jointly attached to a pressure piston 21 at an end opposite the sample 4 or the support end. Below the pressure piston 21 there is a pressure chamber 22 , into which a pressure medium or a gas or a hydraulic fluid can be introduced via a feed line 36 with the formation of an internal pressure. The pressure piston 21 can thus be displaced together with the support elements 7 against the pressure force by the pressure stamp 8 pressing on the sample 4 . Before the start of the shift, a spacing of the underside of the sample from the top of the workpiece cooling device 10 is provided so that the cooling medium emerging through the feed line 14 and at its upper end can cool the entire sample 4 via the underside of the sample, in order to prevent undesired heating of the sample counter the subsequent milling process. After a displacement distance corresponding to a projection of the supporting ends of the supporting elements 7 on the surface of the workpiece cooling device 10, it is at least partially to a contact of the sample base with the surface of the workpiece cooling device 10, so that during the subsequent milling operation over the entire contact area across a heatsink from the sample 4 into the cooled workpiece cooling device 10 is possible. If the pressure ram 8 is lowered still further, the workpiece cooling device 10 is additionally displaced, which in the example shown is supported on the underside against cylinder pressure springs 23 . The cylinder compression springs 23 are guided on the support elements 7 . In this way, the sample 4 can be shifted or lowered to the reference level required for the milling head 5 . After the desired reference level of the sample 4 or the surface of the sample 4 has been reached by the displacement of the pressure stamp, the sample 4 is centered and clamped by the rotating wedges 12 by rotating the ring gear 18 . The plunger 8 can then be lifted off in the Z direction and moved laterally in the X and / or Y direction, so that the clamped sample 4 is then accessible to the milling head 5 . For this purpose, the milling head 5 is moved laterally from the position shown in FIG. 3 in the X and / or Y direction until it is at a starting position on the sample 4 that is desired for the milling process. In Z-direction, ie in the direction perpendicular to the working plane direction, the cutter is before, during or method according to the lateral traversing up to a preset height, the desired material removal that in a single pass in a cross-feed over the sample 4 of the Surface results.
Fig. 4 zeigt in einer Schnittansicht der den Fräsdorn lagernden Gehäuseeinheit eine Dreh- bzw. Antriebsachse 24 des Fräsers 5, in derem Inneren sich in Längsrichtung eine Fluidzuleitung 25 erstreckt. An dem dem Fräser 5 entgegenliegenden Ende ist die Fluidzuleitung 25 mit einem Fluidspeicher (nicht dargestellt) verbunden, während sich die Fluidzuleitung 25 an dem dem Fräser 5 zugewandten Ende in einen korrespondierenden zentralen Fluidhohlraum 26 innerhalb des Fräsers fortsetzt. In Fig. 4 ist der Fräser 5 und der davon ausgehende Werkzeugkegel gestrichelt dargestellt um hervorzuheben, wie der Fräser in der Spannaufnahme 31 halterbar ist. Von diesem zentralen Fluidhohlraum 26 erstrecken sich Bohrungen 27 in radialer Richtung, deren Enden Fluidaustrittsöffnungen 28 an der Stirnfläche 29 des Fräsers bilden. Dies ist in weiterer Einzelheit auch Fig. 5 zu entnehmen. Darin sind weiterhin Fräswerkzeuge 30, d. h. Fräserschneidenkörper bzw. Schneidplatten, dargestellt, die entlang des unteren Randes des Fräskopfes 5 in dessen Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind. Aus der teilweise geschnittenen Ansicht in Fig. 5 geht hervor, dass dabei den einzelnen Fräswerkzeugen 30 in deren Umfangslage entsprechende Fluidaustrittsöffnungen 28 zugeordnet sind. Das austretende Fluid, bei dem es sich um Inertgas zur Verhinderung von Oberflächenoxidation oder auch um ein Kühlmittel handeln kann, wird dadurch nach dem Austritt gebündelt auf den Schneideneingriff des Fräswerkzeuges in der Probenoberfläche gerichtet. Daran anschließend findet eine Verteilung des Inertgases bzw. Kühlmittels über die gesamte Oberfläche der Probe 4 statt. Fig. 4 shows a sectional view of the arbor overlaying the housing unit is a rotary or drive shaft 24 of the cutter 5, in the interior of which extends in the longitudinal direction, a fluid feedline 25. At the end opposite the milling cutter 5 , the fluid supply line 25 is connected to a fluid reservoir (not shown), while the fluid supply line 25 continues at the end facing the milling cutter 5 into a corresponding central fluid cavity 26 within the milling cutter. In FIG. 4, the cutter 5 and the extending therefrom tool taper is shown in dashed lines to emphasize how the milling cutter can be held in the clamping receptacle 31. Bores 27 extend in the radial direction from this central fluid cavity 26 , the ends of which form fluid outlet openings 28 on the end face 29 of the milling cutter. This can also be seen in more detail in FIG. 5. This also shows milling tools 30 , ie milling cutter bodies or cutting plates, which are distributed along the lower edge of the milling head 5 in its circumferential direction. From the partially sectioned view in Fig. 5 shows that while the individual milling tools are associated in their circumferential position corresponding fluid outlet openings 28 30. The exiting fluid, which can be an inert gas to prevent surface oxidation or a coolant, is thus focused after the exit onto the cutting engagement of the milling tool in the sample surface. Subsequently, the inert gas or coolant is distributed over the entire surface of the sample 4 .
Darüber hinaus zeigt Fig. 4 eine aus dem Stand der Technik bekannte Spann- Aufnahme 31 des Fräsers 5. An deren Außengehäuse 32 ist mittels einer Halterung 33 eine Zuleitung 34 einer zeichnerisch im Weiteren nicht dargestellten Werkzeugkühleinrichtung befestigt. Dadurch wird erreicht, dass das Austrittsende 35 der Werkzeugkühleinrichtung sich bei einer Verfahrbewegung des Fräsers 5 stets mit diesem synchron bewegt. Die Werkzeugkühleinrichtung kann mit einem gekühlten Gas, beispielsweise mit gekühlter Luft mit einer Temperatur von vorzugsweise minus 20°C betrieben werden, die der Zuleitung 34 aus einem nicht dargestellten Kühlaggregat zugeleitet wird. FIG. 4 also shows a clamping receptacle 31 of the milling cutter 5 known from the prior art. A supply line 34 of a tool cooling device, not shown in the drawing, is fastened to the outer housing 32 thereof by means of a holder 33 . It is thereby achieved that the outlet end 35 of the tool cooling device always moves synchronously with the milling cutter 5 when it moves. The tool cooling device can be operated with a cooled gas, for example with cooled air at a temperature of preferably minus 20 ° C., which is fed to the feed line 34 from a cooling unit, not shown.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. All of the features disclosed are (in themselves) essential to the invention. In the The disclosure content of the application is hereby also disclosed associated / attached priority documents (copy of the pre-registration) fully included, also for the purpose of describing the characteristics of these documents To include claims of the present application.
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