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DE102005009030A1 - Chipping tool for micro-precision work has shaft region with narrow part adjacent to cutting region - Google Patents

Chipping tool for micro-precision work has shaft region with narrow part adjacent to cutting region Download PDF

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DE102005009030A1
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cutting
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Kai Dipl.-Ing. Schauer
Eckart Prof. Dr. Uhlmann
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Technische Universitaet Berlin
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Technische Universitaet Berlin
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Abstract

The chipping tool (1) has a cutting region (2) to machine the workpiece (10) and an adjacent shaft region, with a narrow part adjacent to the cutting region. The shaft region narrows to a minimum diameter point (d), which may be a nominal diameter equal to the nominal diameter (D) of the cutting region, narrowing from this point onwards.

Description

Die Erfindung betrifft ein spanendes Werkzeug insbesondere für den Mikro- und Präzisionsformenbau nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung die Mikrozerspanung mit Schaftfräsern, Stirnradiusfräsern oder Schleifstiften kleinster Durchmesser im Bereich zwischen 0.1 und 1 mm.The The invention relates to a cutting tool, in particular for the micromachining and precision mold construction The preamble of claim 1. In particular, the invention relates micro-machining with end mills, Nose end mills or grinding pins smallest diameter in the range between 0.1 and 1 mm.

Hintergrund der Erfindungbackground the invention

Es ist bekannt, zur Hochpräzisionsfertigung von komplexen Kavitäten und funktionalen Oberflächen im Mikro- und Präzisionsformenbau spanende Verfahren wie Fräsen und Schleifen einzusetzen. Solche Verfahren stellen neben der direkten Fertigung von Mikrobauteilen ein wichtiges Glied in der Prozesskette zur Massenfertigung von Mikro- und Präzisionskomponenten dar und bieten in Bezug auf die Einsetzbarkeit und Wirtschaftlichkeit entscheidende Vorteile. Mit spanenden Verfahren kann in Abhängigkeit von der Bearbeitungstechnologie eine hohe Geometriekomplexität und Flexibilität hinsichtlich des zu bearbeitenden Werkstoffspektrums erreicht werden. Für den Einsatz der spanenden und abtragenden Hochpräzisionsfertigung haben die folgenden mikrotechnischen Anwendungsfelder eine große wirtschaftliche Relevanz:

  • • die hochpräzise Mikrostrukturierung makroskopischer Bauteile (z. B. Ferrules, opto-elektronische Kopplungsbausteine) und Komponenten komplexer Mikrosysteme,
  • • die Herstellung von Abformwerkzeugen für die Massenfertigung mikrotechnischer Produkte (z. B. mikrostrukturierte Formnester von Mikrospritzgießwerkzeugen für die Massenfertigung mikrofluidischer Systeme, Mikroprägestempel),
  • • die direkte Herstellung mikro- und feinwerktechnischer Produkte als Prototypen oder in Klein- und Mittelserien (z. B. mikromechanische Komponenten der minimal-invasiven Chirurgie) und Komponenten komplexer Mikrosysteme (wie z. B. Mikroreaktoren, Mikromischer, Mikroantriebe oder bio-analytische Mikrochips),
  • • die Oberflächenfeinbearbeitung von funktionalen Flächenelementen von Kleinstbauteilen (z. B. optoelektronische Kopplungsbausteine, Gehäuse für hybride Mikrosensoren),
  • • die hochpräzise Mikrostrukturierung von komplexen Feinbauteilen mit erforderlicher Komplettbearbeitung in einer Aufspannung (z. B. Stents).
It is known to use machining processes such as milling and grinding for the high-precision production of complex cavities and functional surfaces in micro and precision mold making. In addition to the direct production of microcomponents, such processes represent an important link in the process chain for the mass production of micro and precision components and offer decisive advantages in terms of their applicability and cost-effectiveness. Depending on the processing technology, a high degree of geometry complexity and flexibility with regard to the material spectrum to be processed can be achieved with cutting processes. The following microtechnical application fields have great economic relevance for the use of high-precision machining and ablation processes:
  • • the high-precision microstructuring of macroscopic components (eg ferrules, optoelectronic coupling components) and components of complex microsystems,
  • The production of impression tools for the mass production of microtechnical products (eg microstructured mold cavities of micro injection molding tools for mass production of microfluidic systems, micro stamping dies),
  • • the direct production of micro and precision engineering products as prototypes or in small and medium series (eg micromechanical components of minimally invasive surgery) and components of complex microsystems (such as microreactors, micromixers, microdrives or bio-analytical microchips )
  • The surface finishing of functional surface elements of very small components (eg optoelectronic coupling modules, housing for hybrid microsensors),
  • • The high-precision microstructuring of complex fine components with complete machining required in one set-up (eg stents).

Als mikrozerspanbare Materialien kommen insbesondere NE-Metalle, Kunststoffe, Graphit und Stahlwerkstoffe mit einer Härte bis 58 HRC zum Einsatz. Die derzeitigen Verfahrensgrenzen werden von der Qualität der Fräs- und Bohrwerkzeuge sowie den maschinenseitigen Restriktionen bestimmt. Es sind beschichtete (TiN-, TiAlN-, TiCN-) Hartmetall-Fräswerkzeuge mit einem Durchmesser bis minimal 0,1 mm sowie Bohrwerkzeuge mit Durchmesser bis minimal 0,07 mm bekannt.When Microzerspanbare materials come in particular non-ferrous metals, plastics, Graphite and steel materials with a hardness up to 58 HRC are used. The current process limits are based on the quality of the milling and drilling tools and the machine-side restrictions. They are coated (TiN, TiAlN, TiCN) carbide milling tools with a diameter of at least 0.1 mm as well as drilling tools with Diameter to a minimum of 0.07 mm known.

Die Hochpräzisionsfräsbearbeitung gerade von Mikrostrukturen ist abhängig von einer Vielzahl von Prozesseingangsparametern. Besondere Relevanz besitzen die Bearbeitungsparameter der Schnittgeschwindigkeit vc und des Zahnvorschubs fz sowie die Zustellgrößen Schnitttiefe ap und Eingriffsbreite ae. Ferner gehören auch die Eigenschaften des herzustellenden Werkstücks wie die Komplexität der Geometrie oder die mechanischen Eigenschaften des Werkstückwerkstoffes zu den Prozesseingangsparametern. Eine bedeutende Einflussgröße ist des weiteren die Konfiguration der Werkzeugmaschine und inwieweit diese den Anforderungen zur Herstellung kleinster Strukturen gerecht wird. Die Gesamtheit dieser Faktoren spiegelt sich in der Bauteilqualität wieder.The high-precision milling of microstructures in particular depends on a large number of process input parameters. The machining parameters of the cutting speed v c and of the tooth feed f z and the infeed variables cutting depth a p and engagement width a e are of particular relevance. Furthermore, the properties of the workpiece to be produced, such as the complexity of the geometry or the mechanical properties of the workpiece material, also belong to the process input parameters. An important influencing factor is the configuration of the machine tool and to what extent it meets the requirements for the production of very small structures. The totality of these factors is reflected in the component quality.

Limitierend für die breite Anwendung der Hochpräzisionsfräsbearbeitung im Bereich der Mikrotechnik ist neben der Maschinentechnik insbesondere die Qualität und Standzeit der verfügbaren Fräswerkzeuge. Es hat sich gezeigt, dass die Bearbeitungsprozesse nicht in dem Maße beherrschbar sind, wie es Qualitäts-, Genauigkeits- und Kostenbedingungen erfordern. Die Hochpräzisionsfräsbearbeitung für die Fertigung von Mikroprodukten wird daher zur Zeit noch zurückhaltend eingesetzt.limiting for the Wide application of high precision milling in the field of microtechnology is in addition to the machine technology in particular the quality and lifetime of available Milling tools. It has been shown that the machining processes are not in the Dimensions manageable are, as it is quality, Precision and cost conditions require. The high-precision milling machining for the Manufacture of micro products is therefore currently still restrained used.

Eine Analyse des Standes der Technik der Technologie der Hochpräzisionsfräsbearbeitung zeigt insbesondere, dass sowohl das Design als auch die Herstellung von Mikrofräswerkzeugen im Durchmesserbereich von 0,1 mm bis 1 mm auf der Skalierung von konventionellen Werkzeugen in den miniaturisierten Bereich basiert. Die derzeit verfügbaren Schaftfräser bestehen in der Regel aus einem gesinterten Feinstkorn-Hartmetall-Rohling. Bei Bedarf werden die Werkzeuge darüber hinaus mit einer keramischen Multilayer-Hartstoffschicht aus TiN, TiCN oder TiAlN oberflächenveredelt. Die Herstellung der Flächen und Kanten der mit wenigen Ausnahmen als Zweischneider konzipierten Werkzeuge erfolgt durch eine Schleifbearbeitung. Dabei ergeben sich drei wesentliche Schwachstellen:

  • • die Schneidkanten weisen Verrundungen mit einem Radius von 2 μm bis 5 μm auf und sind teilweise durch mikroskopische Ausbrüche gekennzeichnet,
  • • die Beschichtungen weisen inhomogene Bereiche auf, die einen adhäsiven Verschleiß des Werkzeugs unterstützen,
  • • die makroskopische Gestalt bewirkt einen Rundlauffehler, der in Abhängigkeit vom Werkzeug-hersteller zwischen 1 μm und etwa 10 μm betragen kann.
In particular, a prior art analysis of high precision milling machining technology shows that both the design and fabrication of micromilling tools in the 0.1mm to 1mm diameter range are based on the scaling of conventional miniaturized tools. The currently available end mills are usually made of a sintered finest grain carbide blank. If required, the tools are also surface-treated with a ceramic multi-layer hard coating of TiN, TiCN or TiAlN. The production of the surfaces and edges of the designed with few exceptions as a double cutter tools is done by a grinding. This results in three major weaknesses:
  • • The cutting edges have fillets with a radius of 2 μm to 5 μm and are partially pierced characterized by microscopic outbreaks,
  • The coatings have inhomogeneous regions which promote adhesive wear of the tool,
  • • The macroscopic shape causes a concentricity error, which can be between 1 .mu.m and about 10 .mu.m, depending on the tool manufacturer.

Es hat sich somit gezeigt, dass eine reine Skalierung bekannter Werkzeuggeometrien in den miniaturisierten Bereich nicht ausreicht, um den Erfordernissen des Mikrozerspanungsprozesses gerecht werden.It has thus shown that a pure scaling of known tool geometries in the miniaturized area is insufficient to meet the requirements of the micromachining process.

Aufgabe der ErfindungTask of invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein spanendes Werkzeug insbesondere für den Mikro- und Präzisionsformenbau zur Verfügung zu stellen, das sich durch eine neuartige Geometrie auszeichnet, die die Nachteile und Beschränkungen des Standes der Technik weitgehend beseitigt.Of the present invention is based on the object, a machining Tool especially for the Micro and precision mold making to disposal to provide, which is characterized by a novel geometry, the the disadvantages and limitations of the prior art largely eliminated.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein spanendes Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.These Task is achieved by a cutting tool with the features of claim 1 solved. preferred and advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Lösung beruht danach auf dem Gedanken, dass der Schaftbereich eines spanenden Werkzeugs angrenzend an den Schneidenbereich eine Verjüngung ausbildet, wobei der Schaftbereich sich zu einem Punkt oder Bereich minimalen Durchmessers hin verjüngt, d.h. allmählich und stetig schmaler wird.The solution according to the invention is based after that on the thought that the shank area of a chipping Tool forms a taper adjacent to the cutting area, wherein the shaft area is minimized to a point or area Tapered diameter, i.e. gradually and is getting narrower.

Dies ermöglicht es, die Schneidenlänge auf die werkstoffabhängige typische Schnitttiefe zuzüglich einer Sicherheit gegen Verschleiß zu reduzieren. Die Ausbildung des Schaftbereiches mit einer Verjüngung verhindert oder reduziert darüber hinaus den Kontakt des Schaftbereichs mit einem zu bearbeitenden Werkstück und damit eine zusätzliche Belastung durch Reibkräfte. Die erfindungsgemäße Lösung stellt ein spanendes Werkzeug zur Verfügung, dass sich durch eine hohe Belastbarkeit, lange Standzeiten sowie eine prozesssichere Einsatzfähigkeit in der spanenden Präzisionsbearbeitung auszeichnet.This allows it, the cutting length on the material-dependent typical depth of cut plus to reduce safety against wear. Training prevents or reduces the shaft area with a taper about that In addition, the contact of the shaft portion with a machined Workpiece and thus an additional Stress due to frictional forces. The solution according to the invention provides a cutting tool available that is characterized by a high load capacity, long service life as well a process-safe operational capability in precision machining distinguished.

Durch die Reduzierung des Schneidenbereichs auf die Werkzeugspitze und die Verjüngung des Schaftes wird als weiterer Vorteil der Einfluss des Drallwinkels auf die Werkzeugstabilität – anders als bei herkömmlichen Mikrofräsern – eliminiert. Es sind Drallwinkel in einem weiten Winkelbereich insbesondere zwischen 15° und 45° problemlos realisierbar.By the reduction of the cutting area on the tool tip and the rejuvenation of the shaft is another advantage of the influence of the helix angle on tool stability - different as with conventional Micro mills - eliminated. There are twist angles in a wide angle range in particular between 15 ° and 45 ° without problems realizable.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Schaftbereich angrenzend an den Schneidenbereich einen Nenndurchmesser auf, die gleich dem Nenndurchmesser des Schneidenbereichs ist. Dabei verjüngt sich der Schaftbereich ausgehend von diesem Nenndurchmesser zu dem Punkt oder Bereich minimalen Durchmessers hin. Der Durchmesser des Schaftes ist also angrenzend an den Schneidenbereich zunächst im wesentlichen identisch mit dem Durchmesser des Schneidenbereichs.In In a preferred embodiment, the shaft region is adjacent at the cutting area a nominal diameter equal to the Nominal diameter of the cutting area is. It rejuvenates the Shank area from this nominal diameter to the point or area of minimum diameter. The diameter of the shaft Thus, adjacent to the cutting area, it is initially substantially identical with the diameter of the cutting area.

Der minimale Durchmesser des Schneidenbereichs ist bevorzugt gleich dem Kerndurchmesser des Werkzeugs. Der Kerndurchmesser d unterscheidet sich von dem Nenndurchmesser D, der auch als Fräserdurchmesser bezeichnet wird, durch die Tiefe der Schneide bzw. die Tiefe der Drallnut, die an die Schneide angrenzt.Of the Minimum diameter of the cutting area is preferably the same the core diameter of the tool. The core diameter d is different of the nominal diameter D, also referred to as cutter diameter, by the depth of the cutting edge or the depth of the spiral groove, the on the cutting edge is adjacent.

Der Kerndurchmesser d ist für die Stabilität des Werkzeugs maßgeblich. Sein Minimum wird durch die werkstoffabhängige Mikroschneidengeometrie und durch die Tiefe der Drallnut eingegrenzt. Die Geometrie der Drallnut bestimmt sich wiederum aus dem Spanwinkel γ, dem Freiwinkel α, dem Keilwinkel β sowie aus dem vom Zahnvorschub fz und der Schnitttiefe ap abhängigen Spanraum. Wie noch erläutert werden wird, existiert dabei ein theoretisches Optimum des Kerndurchmessers bei einem vorgegebenen Nenndurchmesser.The core diameter d is decisive for the stability of the tool. Its minimum is limited by the material-dependent micro-cutting geometry and by the depth of the spiral groove. The geometry of the swirl groove is in turn determined from the rake angle γ, the clearance angle α, the wedge angle β and from the chip space dependent on the tooth advance f z and the cutting depth a p . As will be explained, there is a theoretical optimum of the core diameter for a given nominal diameter.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die Drallnut des Werkzeugs von dem Schneidenbereich bis in den Schaftbereich. Dabei weist die Schneide im Schneidenbereich, der der spanenden Bearbeitung eines Werkstücks dient, eine maximale. Tiefe der Drallnut auf. Die Tiefe der Drallnut reduziert sich im Schaftbereich bis zu dem Punkt minimaler Tiefe auf Null. Die Verjüngung des Schaftbereichs geht bei dieser Ausgestaltung somit mit einer Reduktion der Tiefe der Drallnut einher, während der Kerndurchmesser des Schaftbereichs von der Verjüngung unbeeinflusst bleibt.In a preferred embodiment of the invention, the swirl groove of the tool extends from the Cutting area up to the shaft area. In this case, the cutting edge in the cutting area, which serves for the machining of a workpiece, a maximum. Depth of the swirl groove. The depth of the spiral groove is reduced to zero in the shaft area up to the point of minimum depth. The tapering of the shaft region in this embodiment is thus associated with a reduction in the depth of the swirl groove, while the core diameter of the shaft region remains unaffected by the taper.

Bevorzugt nimmt der Durchmesser des Schaftbereichs hinter dem Punkt oder Bereich minimalen Durchmessers wieder zu. Der Schaft bildet dabei in dem Bereich zunehmenden Durchmessers keine Schneide mehr aus. Es ergibt sich zumindest in einem lokalen Bereich angrenzend an den Schneidenbereich eine bogenförmige Verjüngung und eine anschließende Durchmesserzunahme des Schaftbereichs.Prefers the diameter of the shaft area decreases behind the point or area minimum diameter again. The shaft forms in the Area of increasing diameter no longer cutting out. It results at least in a local area adjacent to the cutting area an arcuate rejuvenation and a subsequent one Diameter increase of the shaft area.

Die Werkzeugschneide kann grundsätzlich eine beliebige Form besitzen.The Tool cutting can basically have any shape.

Der Schaftbereich kann in bevorzugten Ausgestaltungen der Form eines Kreisbogens, einer Hyperbel oder eines anderen Kegelschnittes folgen. Besonders bevorzugt folgt die Verjüngung des Schaftbereichs der Form eines Kreisbogens, da eine solche Form in einer Werkzeugmaschine einfach zu programmieren und herzustellen ist. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass der Kreisbogen erstens den Umfangspunkt minimalen Durchmessers des Schaftbereichs tangential berührt. Zweitens berührt der Kreisbogen einen Konus des Schaftbereichs, den dieser an seinem dem Schneidenbereich abgewandten Ende und angrenzend an den kreisförmigen Bereich ausbildet. Drittens schneidet der Kreisbogen den Punkt des Schaftbereiches, in dem unmittelbar angrenzend an den Schneidenbereich die Verjüngung in Richtung des minimalen Durchmessers beginnt. Durch diese drei Bedingungen ist der Radius geometrisch eindeutig bestimmt. Er hängt ab von der effektiven Werkzeuglänge l, dem Kerndurchmesser d des Schaftes sowie dem Nenndurchmesser des Schneidenbereiches D.Of the Shank region may in preferred embodiments of the form of a Arc, a hyperbola or other conic. Particularly preferably, the taper of the shank region follows the shape of a circular arc, because such a form in a machine tool easy to program and manufacture. It is preferred provided that the circular arc firstly the circumferential point of minimum diameter of the shaft portion tangentially touched. Second, the touches Arc a cone of the shaft area, this on his the end portion facing away from the cutting area and adjacent to the circular area formed. Third, the circular arc intersects the point of the shaft region, in the immediately adjacent to the cutting area, the taper in Direction of the minimum diameter begins. Through these three conditions the radius is geometrically uniquely determined. He depends on the effective tool length l, the core diameter d of the shank and the nominal diameter of the cutting area D.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Werkzeug in einem weiten Winkelbereich unterschiedliche Drallwinkel realisieren kann. Der Drallwinkel gewährleistet einen sanften Werkzeugeintritt in der Bearbeitung. Sein Minimum resultiert aus Sanktionen des Werkzeugherstellungsverfahrens. Beispielsweise kann bei einem durch Schleifen hergestelltem erfindungsgemäßen Werkzeug mit einem Nenndurchmesser D von 0,5 mm und einer effektiven Werkzeuglänge l von 2,5 mm ein minimaler Drallwinkel von 15° realisiert werden. Bevorzugt kann das Werkzeug einen Drallwinkel zwischen 15° und 45° realisieren.It It has already been pointed out that the tool according to the invention realize different helix angles in a wide angular range can. The helix angle ensures a gentle tool entry during machining. Its minimum results from sanctions of the tool manufacturing process. For example can in a tool according to the invention produced by grinding with a nominal diameter D of 0.5 mm and an effective tool length l of 2.5 mm, a minimum helix angle of 15 ° can be realized. Prefers The tool can realize a helix angle between 15 ° and 45 °.

Der Nenndurchmesser des Schneidenbereichs liegt beispielsweise im Bereich zwischen 0,05 und 2,0 mm, die effektive Werkzeuglänge liegt beispielsweise zwischen 0,25 und 10 mm. Das Verhältnis von Nenndurchmesser zu effektiver Werkzeuglänge, auch als Aspektverhältnis bezeichnet, liegt bevorzugt zwischen 1:2 und 1:7. Die Realisierung großer Aspektverhältnisse ist wegen der auftretenden Biegemomente zunehmend schwierig. Das erfindungsgemäße spanende Werkzeug und die durch diese bereitgestellte beanspruchsgünstige Geometrie ermöglichen die Realisierung eines großen Aspektverhältnisses.Of the Nominal diameter of the cutting area is for example in the range between 0.05 and 2.0 mm, the effective tool length is for example, between 0.25 and 10 mm. The ratio of nominal diameter to effective tool length, also as an aspect ratio is preferably between 1: 2 and 1: 7. The realization greater aspect ratios is increasingly difficult because of the bending moments that occur. The inventive cutting Tool and provided by this entitlement favorable geometry enable the realization of a big one Aspect ratio.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Werkzeug einstückig aus dem Schneidenbereich und dem Schaftbereich gebildet. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Werkzeug kleine, für den Mikro- und Präzisionsformenbau geeignete Abmessungen aufweist. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Werkzeuggeometrie auch an größeren Werkzeugen realisiert werden kann. Insbesondere für diesen Fall kann es vorgesehen sein, den Schneidenbereich und den Schaftbereich getrennt herzustellen und dann miteinander zu verbinden oder das Werkzeug in anderer Weise mehrteilig auszubilden. Bei größeren Abmessungen des Werkzeugs ist es des weiteren möglich, dass der Schneidenbereich und der Schaftbereich aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Auch können der Schneidenbereich und/oder der Schaftbereich für sich genommen mehrteilig sein und/oder aus mehreren Materialien bestehen.In In a preferred embodiment, the tool is made in one piece formed the cutting area and the shaft area. This is special then the case when the tool is small, for micro and precision mold making having suitable dimensions. It is noted, however, that the tool geometry according to the invention also on larger tools can be realized. In particular, it can be provided for this case be made separately, the cutting area and the shaft area and then connect with each other or the tool in a different way to train in several parts. For larger dimensions of the tool, it is also possible that the cutting area and the shaft portion are made of different materials. Also can the cutting area and / or the shaft area taken alone be multi-part and / or consist of several materials.

Das erfindungsgemäße Werkzeug ist bevorzugt als Mikroschaftfräser oder als Stirnradiusfräser (Werkzeuge mit geometrisch bestimmter Schneide) oder als Schleifstift (Werkzeuge mit geometrisch unbestimmter Schneide) ausgebildet.The inventive tool is preferred as a micro end mill or as a face radius cutter (tools with a geometrically determined cutting edge) or as a grinding pin (tools with a geometrically indefinite edge).

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindungdescription preferred embodiments the invention

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the figures an embodiment explained in more detail. It demonstrate:

1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugs sowie eines Werkstücks in Schnittansicht, das mit dem Werkzeug bearbeitet wird; 1 a side view of a tool according to the invention and a workpiece in a sectional view, which is processed with the tool;

2 einen Querschnitt des Werkzeugs der 1, geschnitten entlang der Linie B-B; 2 a cross section of the tool of 1 cut along the line BB;

3 eine Darstellung eines mit einem Antriebsmotor verbundenen Werkzeugs in seitlicher Darstellung, wobei die 1 den Bereich A des Werkzeugs der 3 wiedergibt; 3 a representation of a tool connected to a drive motor in a lateral view, wherein the 1 the area A of the tool 3 reproduces;

4 in seitlicher perspektivischer Ansicht ein Ausführungsbeispiels eine Schaftfräsers gemäß dem Stand der Technik; 4 in a lateral perspective view of an embodiment of an end mill according to the prior art;

5 einen Schnitt durch die Schaftfräser der 4 entlang der Linie A-A; 5 a section through the end mill of the 4 along the line AA;

6 eine Darstellung der Abhängigkeit der bei einem Schaftfräser durch die Prozesskräfte auftretenden Biegemomente vom Abstand zur Werkzeugspitze; 6 a representation of the dependence of the bending moments occurring at an end mill by the process forces from the distance to the tool tip;

7 in seitlicher perspektivischer Ansicht ein Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaftfräsers; 7 in a lateral perspective view of an embodiment of an end mill according to the invention;

8 einen Schnitt durch den Schaftfräser der 7 entlang der Linie B-B; 8th a section through the end mill of 7 along the line BB;

9 die Abhängigkeit der Werkzeugdeformation u von dem Werkzeugkerndurchmesser d bei einem vorgegebenen Werkzeugnenndurchmesser D und einer vorgegebenen effektiven Werkzeuglänge l; und 9 the dependence of the tool deformation u on the tool core diameter d for a given nominal tool diameter D and a given effective tool length l; and

10a10f Ausführungsbeispiele verschiedener Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Werkzeugs unter Variation des Drallwinkels φA, des Kerndurchmessers d und des Nenndurchmessers D. 10a - 10f Embodiments of various embodiments of a tool according to the invention with variation of the helix angle φ A , the core diameter d and the nominal diameter D.

Die 1 zeigt einen als Schaftfräser ausgebildeten Mikrofräser 1, der an der Werkzeugspitze einen Schneidenbereich 2 und daran anschließend einen Schaftbereich 3 ausbildet. Das Werkzeug dient der spanenden Bearbeitung eines Werkstücks 10.The 1 shows a trained as an end mill micro mill 1 , which at the tool tip a cutting area 2 and then a shaft area 3 formed. The tool is used for machining a workpiece 10 ,

Der Schneidenbereich 2 bildet eine Schneide 4 aus, die unter einem bestimmten Drallwinkel φA in dem Schneidenbereich 2 ausgeführt ist. Die Außenkonturen der Schneide 4 bestimmen gemäß der 2 den Nenndurchmesser D des Schneidenbereichs 2 bzw. des Werkzeugs 1. Der gegenüber dem Nenndurchmesser D kleinere Kerndurchmesser d der Schneide 2 bestimmt sich aus der Mikroschneidengeometrie des Werkzeugs und ergibt sich – anschaulich gesprochen – aus dem Nenndurchmesser abzüglich der Tiefe der Drallnut.The cutting area 2 forms a cutting edge 4 from under a certain helix angle φ A in the cutting area 2 is executed. The outer contours of the cutting edge 4 determine according to the 2 the nominal diameter D of the cutting area 2 or the tool 1 , The relative to the nominal diameter D smaller core diameter d of the cutting edge 2 is determined by the micro-cutting geometry of the tool and, as can be seen, results from the nominal diameter minus the depth of the swirl groove.

Der Schneidenbereich 2 weist eine maximale Schneidenlänge a auf, die sich aus der maximalen, anwendungsabhängigen Schnitttiefe zuzüglich einer Sicherheit gegen einen Verschleiß ergibt.The cutting area 2 has a maximum cutting length a, which results from the maximum, application-dependent cutting depth plus a security against wear.

Die 1 zeigt des Weiteren die anwendungsabhängige effektive Werkzeuglänge l, die auch als Ziellänge bezeichnet wird. Die Ziellänge l abzüglich der maximalen Schneidenlänge a er gibt die effektive Länge b des Schaftbereichs 3. Sie gibt den Bereich des Schafts 3 an, der bei einer Werkstückbearbeitung grundsätzlich in Kontakt mit dem Werkstück treten kann. Da der Schaftbereich 3 aus dem Werkstück herausragt, ist die Gesamtschaftlänge größer als die effektive Schaftlänge b.The 1 further shows the application-dependent effective tool length l, which is also referred to as the target length. The target length l minus the maximum cutting length a he gives the effective length b of the shaft portion 3 , It gives the area of the shaft 3 on, which can always come into contact with the workpiece at a workpiece machining. Because the shaft area 3 protrudes from the workpiece, the total shaft length is greater than the effective shaft length b.

Der Schaftbereich 3 verjüngt sich von einem maximalen Durchmesser direkt angrenzend an den Schneidbereich 2 zu einem minimalen Durchmesser, der gleich dem Kerndurchmesser d des Werkzeugs ist. Danach verbreitert sich der Schaftbereich 3 wieder, wobei er außerhalb des Werkstücks einen erheblich größeren Durchmesser annehmen kann.The shaft area 3 tapers from a maximum diameter directly adjacent to the cutting area 2 to a minimum diameter equal to the core diameter d of the tool. Thereafter, the shaft area widens 3 again, where he can take a much larger diameter outside the workpiece.

Im Bereich der effektive Länge b des Schaftbereichs 3 folgt die Außenform des Schafts bevorzugt einen Kreisbogen mit dem Radius r. Die Kreismitte Mr ist nicht maßstabsgerecht dargestellt. Der Kreisbogen mit dem Radius r tangiert zum einen den Umfang des Schaftbereichs an dem Punkt 31 geringsten Durchmessers d. Des Weiteren tangiert der Kreisbogen einen Punkt 32, den der Schaft 3 an dem Übergang zum Schneidenbereich 2 ausbildet, ebenfalls tangential. Der Schaft 3 weist dabei am Übergang zum Schneidenbereich 2 den gleichen Nenndurchmesser wie der Schneidenbereich 2 auf. Drittens tangiert der Kreisbogen den Endpunkt eines Konus 33, den der Schaft angrenzend an den bogenförmigen Bereich ausbildet, vgl. auch 3. Durch diese Werte ist der Radius r eindeutig festgelegt.In the area of the effective length b of the shaft area 3 the outer shape of the stem preferably follows a circular arc of radius r. The circle center M r is not drawn to scale. The circular arc with the radius r is tangent to the circumference of the shaft area at the point 31 lowest diameter d. Furthermore, the circular arc touches a point 32 The shaft 3 at the transition to the cutting area 2 trains, also tangential. The shaft 3 points at the transition to the cutting area 2 the same nominal diameter as the cutting area 2 on. Third, the circular arc affects the end point of a cone 33 which the shank forms adjacent to the arcuate area, cf. also 3 , These values clearly define the radius r.

Mit den benannten Größen berechnet sich der Radius r und dessen Mittelpunktslage Mr mit den Koordinaten xr und yr wie folgt:

Figure 00100001
Figure 00110001
With the named quantities, the radius r and its center position M r are calculated with the coordinates dinates x r and y r as follows:
Figure 00100001
Figure 00110001

Die 3 zeigt das gesamte Werkzeug. Es ist zu erkennen, dass sich an den kreisbogenförmig ausgebildeten Schaftbereich der sich konisch vergrößernde Bereich 33 anschließt. Der konische Bereich 33 bildet an seinem rückwärtigen Ende eine Kraftübertragungsfläche 34 aus, die mit einem rotatorischen Antriebselement 5 verbindbar ist, so dass Schaft 3 und Schneide 2 in rotatorische Bewegung gesetzt werden können.The 3 shows the entire tool. It can be seen that at the circular arc-shaped shaft region, the conically enlarging region 33 followed. The conical area 33 forms at its rear end a power transmission surface 34 out with a rotary drive element 5 is connectable, so that shank 3 and cutting edge 2 can be set in rotational motion.

Es wird darauf hingewiesen, dass der in der 1 dargestellte Bearbeitungszustand des Werkstücks 10 durch eine mehrfache Bearbeitung mit dem Werkzeug 1 entstanden ist. Die dargestellte Nut bzw. Fräskante ist durch mehrfaches Fräsen des Werkstücks senkrecht zur Zeichenebene entstanden, wobei der dargestellte Zustand die maximale Schnitttiefe bzw. Ziellänge l angibt.It should be noted that in the 1 illustrated processing state of the workpiece 10 by a multiple processing with the tool 1 originated. The illustrated groove or milling edge has arisen by multiple milling of the workpiece perpendicular to the plane of the drawing, the state shown indicating the maximum depth of cut or target length l.

Die 4 bis 7 verdeutlichen die mechanischen Vorteile des beschriebenen Werkzeugs 1. Die 4 zeigt einen herkömmlichen Schaftfräser 6 mit einem langgezogenen Schneidenbereich 60. An der Werkzeugspitze greift quer eine Kraft Fc an. Die 6 zeigt das dabei entstehende Biegemoment in Abhängigkeit vom Abstand zur Werkzeugspitze, an der die Querkraft angreift. Naturgemäß nimmt das Biegemoment mit zunehmendem Abstand linear zu.The 4 to 7 illustrate the mechanical advantages of the tool described 1 , The 4 shows a conventional end mill 6 with a long cutting area 60 , At the tool tip, a force F c engages transversely. The 6 shows the resulting bending moment as a function of the distance to the tool tip, on which the transverse force acts. Naturally, the bending moment increases linearly with increasing distance.

Besonders problematisch hinsichtlich der Gefahr eines Brechens des Werkzeuges ist der Bereich des Werkzeugs, der bei gegenüber anderen Bereichen gleichem oder verringertem Durchmesser das größte Biegemoment aufnehmen muss. Dieser Bereich liegt bei dem Werkzeug der 6 in der durch den Schnitt entlang der Pfeile A-A aufgespannten Ebene, da hier der Abstand zur Werkzeugspitze am größten ist, bevor sich bei noch größerem Abstand die Dicke des Werkzeugs dann erhöht. Gemäß der Schnittansicht der 5 ist das Werkstück in dem frag lichen Bereich aufgrund der vorhandenen Werkzeugschneide nicht symmetrisch ausgebildet. Dies erhöht die Gefahr eines unerwünschten Bruchs weiter.Particularly problematic in terms of the risk of breakage of the tool is the area of the tool that has to absorb the largest bending moment when compared to other areas of the same or reduced diameter. This area lies with the tool of 6 in the plane defined by the section along the arrows AA plane, since here the distance to the tool tip is greatest before the thickness of the tool then increases with an even greater distance. According to the sectional view of 5 the workpiece is not symmetrical in the area in question due to the existing tool cutting edge. This further increases the risk of undesired breakage.

Die 7 zeigt ein Werkzeug 1, das gemäß der 1 gebildet ist. An den Schneidenbereich 2 grenzt dementsprechend ein sich verjüngender Schaftbereich 3 an. Dabei wird darauf hingewiesen, dass – wie in der 7 dargestellt – die Schneide 4 des Schneidenbereichs 2 sich durchaus in, den sich verjüngenden Bereich des Schaftes 3 erstrecken kann. Jedoch nimmt die Tiefe der Drallnut im Schaftbereich 3 kontinuierlich ab und erreicht im Punkt 31 des geringsten Durchmessers d den Wert Null. Die Verjüngung des Schaftbereichs wird also durch eine stete Reduktion der Tiefe der Drallnut 4 erreicht, wobei der Kerndurchmesser konstant bleibt.The 7 shows a tool 1 that according to the 1 is formed. At the cutting area 2 Accordingly, a tapered shaft area is adjacent 3 at. It should be noted that - as in the 7 shown - the cutting edge 4 of the cutting area 2 quite in, the tapered area of the shaft 3 can extend. However, the depth of the swirl groove in the shaft area decreases 3 continuously decreases and reaches the point 31 of the smallest diameter d the value zero. The taper of the shaft area is thus by a constant reduction of the depth of the swirl groove 4 achieved, the core diameter remains constant.

Im Punkt 31 geringsten Durchmessers d sind die bei Anliegen einer Querkraft Fc auftretenden Biegemomente maximal, da mit weiterem Abstand zur Werkzeugspitze der Durchmesser des Schafts wieder zunimmt.In the point 31 smallest diameter d are the maximum bending moments occurring when a transverse force F c is applied, since the diameter of the shaft increases again with a further distance from the tool tip.

Es ist nun zu erkennen, dass der Punkt 31 geringsten Durchmessers d gegenüber dem Werkstück 6 des Standes der Technik wesentlich näher an die Werkzeugspitze verschoben ist, so dass die auftretenden Biegemomente im schwächsten Bereich reduziert sind, vgl. 6. Darüber hinaus ist der Schaft in diesem Bereich gemäß der 8 kreisförmig ausgebildet, also symmetrisch, wodurch die Gefahr eines Bruches weiter reduziert wird.It can now be seen that the point 31 smallest diameter d opposite the workpiece 6 of the prior art is moved much closer to the tool tip, so that the bending moments occurring are reduced in the weakest region, see. 6 , In addition, the shank in this area according to the 8th circular, ie symmetrical, whereby the risk of breakage is further reduced.

Daraus ergibt sich ein wesentlicher Vorteil der neuartigen Werkzeuggeometrie. Durch die Verschiebung des minimalen, kreisförmigen Querschnitts näher in Richtung der Werkzeugspitze werden an dem minimalen Querschnitt angreifende Biegemomente reduziert und besser aufgefangen. Darüberhinaus werden durch den tangentialen Übergang zwischen Schneidebereich und Schaftbereich geometrisch bedingte Spannungsspitzen im hochbelasteten Übergangsbereich ausgeschlossen.from that results in a significant advantage of the novel tool geometry. By moving the minimum, circular cross-section closer towards the tool tip will attack at the minimum cross section Bending moments reduced and better absorbed. Furthermore be through the tangential transition between cutting area and shaft area geometrically caused Voltage peaks in the heavily loaded transition area excluded.

Die 9 zeigt die Abhängigkeit der Werkzeugdeformation u von dem Werkzeugkerndurchmesser d bei einem vorgegebenen Nenndurchmesser D, im dargestellten Beispiel von D = 0,5 mm, und einer vorgegebenen effektiven Werkzeuglänge l, im dargestellten Beispiel von 2,5 mm. Es ist zu erkennen, dass die Werkzeugdeformation u bei einem bestimmten Kerndurchmesser d (bei 0,4 mm) ein Minimum erreicht. Dieser Kerndurchmesser wird dementsprechend bevorzugt realisiert.The 9 shows the dependence of the tool deformation u of the tool core diameter d at a given nominal diameter D, in the example shown by D = 0.5 mm, and a vorgege correspond effective tool length l, in the example shown by 2.5 mm. It can be seen that the tool deformation u reaches a minimum at a certain core diameter d (at 0.4 mm). This core diameter is accordingly preferably realized.

Dabei gilt allgemein, dass durch Simulationsstudien alle parametrisch festgelegten Geometriemerkmale des jeweiligen Werkzeugmodells variiert und in gegenseitiger Abhängigkeit optimiert werden können.there is generally true that simulation studies all parametric specified geometry features of each tool model varies and in interdependence can be optimized.

Die 10a–f zeigen eine experimentelle Verifikation der beschriebenen neuen Werkzeuggeometrie. Dabei wurden u.a. Mikrofräser mit D × l = 0.5 mm × 2,5 mm und D × l = 0.1 mm × 1 mm hergestellt. Bei Werkzeugen mit Durchmesser D = 0.5 mm wurde in Übereinstimmung mit theoretischen Betrachtungen auch der Kerndurchmesser d variiert. Auch wurden die Drallwinkel φA variiert. Alle Versuchswerkzeuge wurden mit TiAlN beschichtet.The 10a -F show an experimental verification of the described new tool geometry. Among other things, micromotors with D × l = 0.5 mm × 2.5 mm and D × l = 0.1 mm × 1 mm were produced. For tools with diameter D = 0.5 mm, the core diameter d was also varied in accordance with theoretical considerations. Also, the helix angles φ A were varied. All test tools were coated with TiAlN.

Eine Versuchsserie mit Mikrofräsern herkömmlicher Geometrie und einer effektiven Werkzeuglänge von l = 1,5 mm wurde in einem Referenzversuch eingesetzt. Als Standkriterium wurde eine gemittelte Rautiefe von Rz = 5 μm definiert und die Versuche wurden nach Werkzeugbruch oder deutlicher Verschlechterung der Werkstückoberfläche beendet.A Pilot series with microfrots conventional Geometry and an effective tool length of l = 1.5 mm was in used a reference experiment. The standard criterion was a average roughness depth of Rz = 5 μm defined and the experiments were broken or broken tool Deterioration of the workpiece surface finished.

Es konnte zum Einen eine deutliche Verringerung der Werkzeugbruchgefahr durch die neuartige Werkzeuggeometrie nachgewiesen werden. Das Werkzeugversagen beschränkt sich nunmehr auf Verschleißerscheinungen an den Schneiden. Diesem Phänomen kann nur noch durch angepasste Schneidstoffe und/oder Beschichtungssysteme entgegengewirkt werden. Zum Anderen wurde eine prozesssichere Erhöhung der Standzeiten um fast 30% erzielt.It On the one hand, it was possible to significantly reduce the risk of tool breakage be detected by the novel tool geometry. The tool failure limited now on signs of wear at the cutting edges. This phenomenon can only through adapted cutting materials and / or coating systems be counteracted. On the other hand, a process-reliable increase of the Longevity achieved by almost 30%.

Deutlich wird des weiteren, dass eine Vergrößerung des Kerndurchmessers d nicht zwangläufig zu einer Erhöhung der Stabilität des Mikrofräsers und damit zu einer Verbesserung des Arbeitsergebnisses beiträgt. Diese Verschlechterung der Oberfläche resultiert aus der geringeren Stabilität des Werkzeugs mit höherem Kerndurchmesser d, wie es bereits die Werkzeugdeformationen in der Parameterstudie zum Kerndurchmesser d gemäß der 9 gezeigt haben.It is also clear that an increase in the core diameter d does not necessarily contribute to an increase in the stability of the micro mill and thus to an improvement in the work result. This deterioration of the surface results from the lower stability of the tool with higher core diameter d, as already the tool deformations in the parameter study to the core diameter d according to the 9 have shown.

Über die Standzeituntersuchungen hinaus wurden nach stufenweiser Aufhärtung des Versuchswerkstoffes PM X190CrVMo 20 Referenzstrukturen gefräst. Die Prozessparameter waren identisch mit denen der Standversuche. Es konnte nun mit einem Mikrofräser mit d = 0,5 mm bei einer Härte von 62 HRC ein Aspektverhältnis der Nut von 5:1 erreicht werden. Ferner ist es möglich, Mikrostege nahezu gradfrei in unterschiedlichen Formen zu erzeugen. Mit diesen Bearbeitungsergebnissen wurde nachgewiesen, dass die im Stand der Technik bekannten Grenzen der Mikrozerspanung mit Schaftfräsern aus Hartmetall deutlich überschritten werden können.About the Life examinations were after gradual hardening of the Test material PM X190CrVMo 20 Reference structures milled. The Process parameters were identical to those of the bench tests. It could now with a micromillers with d = 0.5 mm at a hardness of 62 HRC an aspect ratio the groove of 5: 1 can be achieved. Furthermore, it is possible microstege almost gradfrei to produce in different forms. With these editing results has been demonstrated that the limits known in the art micro-machining with end mills made of carbide clearly exceeded can be.

Durch die vorliegenden Erfindung ist es möglich, mit der Mikrozerspanung mit Hartmetallwerkzeugen gerade für Anwendungsgebiete wie z. B. den Werkzeug- und Formenbau für die Massenproduktion von Kleinstteilen für Konsumerprodukte oder die direkte Herstellung mikromechanischer Komponenten aus Stahl zu erschließen.By The present invention, it is possible with the Mikrozerspanung with carbide tools just for applications such. As the tool and mold for the mass production of micro parts for consumer products or the Direct production of micromechanical components made of steel.

Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebenen Ausführungsvarianten, die lediglich beispielhaft zu verstehen sind. Insbesondere ist eine Realisierung der Erfindung bei Schaftfräsern, Stirnradiusfräsern und Schleif stiften, bei der Mikrozerspanung unterschiedlichster Werkstoffe (wie Kunststoffe, Graphit, unlegierte Stähle, rostfreie Stähle, andere Werkzeugstähle, Verbundwerkstoffe) sowie für verschiedenste Schneidstoffe (wie HSS, HM, PKD, Cermet) möglich.The present invention limited not on the described embodiments, the only to be understood by way of example. In particular, an implementation the invention in end mills, Stirnradiusfräsern and Grinding, micro-machining of a wide variety of materials (such as plastics, graphite, unalloyed steels, stainless steels, others Tool steels, Composites) as well as for Various cutting materials (such as HSS, HM, PCD, cermet) possible.

Claims (19)

Spanendes Werkzeug, insbesondere für den Mikro- und Präzisionsformenbau, aufweisend – einen Schneidenbereich, der der spanenden Bearbeitung eines Werkstücks dient, und – einen sich an den Schneidenbereich anschließenden Schaftbereich, wobei – der Schaftbereich mit Mitteln zur Bereitstellung einer rotatorischen Bewegung des Schneidenbereichs und des Schaftbereichs verbunden oder verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaftbereich (3) angrenzend an den Schneidenbereich (2) eine Verjüngung ausbildet, wobei der Schaftbereich (3) sich zu einem Punkt oder Bereich minimalen Durchmessers (d) hin verjüngt.A cutting tool, in particular for the micro- and precision mold making, comprising - a cutting area, which serves for the machining of a workpiece, and - a shank area adjoining the cutting area, wherein - the shank area with means for providing a rotational movement of the cutting area and the shank area is connected or connectable, characterized in that the shaft region ( 3 ) adjacent to the cutting area ( 2 ) forms a taper, wherein the shaft region ( 3 ) tapers to a point or area of minimum diameter (d). Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaftbereich (3) angrenzend an den Schneidenbereich (2) einen Nenndurchmesser aufweist, die gleich dem Nenndurchmesser (D) des Schneidenbereichs ist, und sich ausgehend von diesem Nenndurchmesser (D) zu dem Punkt oder Bereich minimalen Durchmessers (d) hin verjüngt.Tool according to claim 1, characterized in that the shank region ( 3 ) adjacent to the cutting area ( 2 ) has a nominal diameter equal to the nominal diameter (D) of the cutting area, and tapers from said nominal diameter (D) to the point or area of minimum diameter (d). Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der minimale Durchmesser (d) gleich dem Kerndurchmesser des Werkzeugs ist.Tool according to claim 1 or 2, characterized that the minimum diameter (d) is equal to the core diameter of the Tool is. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drallnut des Werkzeugs sich in den Schaftbereich (3) erstreckt, wobei die Drallnut im Schneidenbereich (2) eine maximale Tiefe aufweist und sich die Tiefe der Drallnut im Schaftbereich bis zu dem Punkt minimalen Durchmessers auf Null reduziert.Tool according to one of claims 1 to 3, characterized in that the swirl groove of the tool is in the shaft region ( 3 ), wherein the swirl groove in the cutting area ( 2 ) has a maximum depth and reduces the depth of the swirl groove in the shank region to zero to the point of minimum diameter. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung des Schaftbereichs (3) mit der Reduktion der Tiefe der Drallnut einhergeht, während der Kerndurchmesser (d) des Schaftbereichs (3) von der Verjüngung unbeeinflusst bleibt.Tool according to claim 4, characterized in that the taper of the shank region ( 3 ) is associated with the reduction of the depth of the swirl groove, while the core diameter (d) of the shaft region ( 3 ) is unaffected by the rejuvenation. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Schaftbereichs (3) hinter dem Punkt oder Bereich minimalen Durchmessers wieder zunimmt.Tool according to one of claims 1 to 5, characterized in that the diameter of the shaft portion ( 3 ) increases again behind the point or area of minimum diameter. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (3) in dem Bereich zunehmenden Durchmessers keine Schneide mehr ausbildet.Tool according to claim 6, characterized in that the shaft ( 3 ) no longer forms a cutting edge in the region of increasing diameter. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung des Schaftbereichs (3) bogenförmig erfolgt.Tool according to one of claims 1 to 7, characterized in that the taper of the shaft portion ( 3 ) takes place arcuately. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung des Schaftbereichs (3) der Form eines Kreisbogens folgt.Tool according to claim 8, characterized in that the taper of the shank area ( 3 ) follows the shape of a circular arc. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaftbereich einen konisch ausgebildeten Bereich (33) ausbildet, der sich an den bogenförmigen Bereich anschließt.Tool according to claim 9, characterized in that the shank region has a conically shaped region ( 33 ), which adjoins the arcuate area. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreisbogen den Umfangspunkt (31) minimalen Durchmesser (d) des Schaftbereichs (3), den Konus (33) des Schaftbereichs (3) am Übergang zum bogenförmigen Bereich und den Umfangspunkt (32) am Übergang zwischen dem Schneidenbereich (2) und dem Schaftbereich (3) tangential berührt.Tool according to claim 10, characterized in that the circular arc the peripheral point ( 31 ) minimum diameter (d) of the shank area ( 3 ), the cone ( 33 ) of the shaft region ( 3 ) at the transition to the arcuate region and the peripheral point ( 32 ) at the transition between the cutting area ( 2 ) and the shaft area ( 3 ) touched tangentially. Werkzeug nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1) einen Drallwinkel zwischen 15° und 45° aufweist.Tool according to at least one of the preceding claims, characterized in that the tool ( 1 ) has a helix angle between 15 ° and 45 °. Werkzeug nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nenndurchmesser (D) des Schneidenbereichs (2) zwischen 0.05 und 2 mm liegt.Tool according to at least one of the preceding claims, characterized in that the nominal diameter (D) of the cutting area ( 2 ) is between 0.05 and 2 mm. Werkzeug nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die effektive Werkzeuglänge (l) zwischen 0.25 und 10 mm liegt.Tool according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the effective tool length (l) between 0.25 and 10 mm. Werkzeug nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Nenndurchmesser (D) zu effektiver Werkzeuglänge (l) zwischen 1:2 und 1:7 liegt.Tool according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the ratio of nominal diameter (D) to effective tool length (l) is between 1: 2 and 1: 7. Werkzeug nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1) einstückig aus Schneidenbereich (2) und Schaftbereich (3) gebildet ist.Tool according to at least one of the preceding claims, characterized in that the tool ( 1 ) in one piece from the cutting area ( 2 ) and shaft area ( 3 ) is formed. Werkzeug nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1) als Schaftfräser ausgebildet ist.Tool according to at least one of the preceding claims, characterized in that the tool ( 1 ) is designed as end mill. Werkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1) als Stirnradiusfräser ausgebildet ist.Tool according to at least one of claims 1 to 17, characterized in that the tool ( 1 ) is designed as Stirnradiusfräser. Werkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1) als Schleifstift ausgebildet ist.Tool according to at least one of claims 1 to 17, characterized in that the factory stuff ( 1 ) is designed as a grinding pin.
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