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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Drehschneidwerkzeug (z. B. einen Bohrer, einen Fräser, eine Reibahle oder eine ähnliche Vorrichtung) mit beispielsweise einem Werkzeugschaft oder Werkzeugkörper und einem ersetzbaren oder austauschbaren Schneideinsatz, der aus mindestens einem harten Schneidmaterial, z. B. einer Wolframcarbid-Schneidlegierung, einer Oxidkeramik oder einem ähnlichen Material, besteht oder dieses umfasst. Insbesondere betrifft die Erfindung einen austauschbaren Schneideinsatz mit inneren Kanälen, die zum Zuführen eines Kühlmaterials darin ausgebildet sind, und ein zugehöriges Verfahren zur Herstellung des austauschbaren Schneideinsatzes mit darin ausgebildeten inneren Kanälen.
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Während des Betriebs eines Drehschneidwerkzeugs (z. B. eines Bohrvorgangs) werden beträchtliche Beanspruchungen auf die verschiedenen Werkzeugkomponenten ausgeübt. Daher sollte das Werkzeug ausreichend stark und haltbar sein. Es ist bekannt, einen austauschbaren Schneideinsatz herzustellen, der in den Körper des Werkzeugs eingesetzt werden kann. Der Schneideinsatz kann, wenn er durch die Verwendung bei einem Schneidvorgang ausreichend verschlissen ist, entfernt und gegen einen neuen Schneideinsatz ausgetauscht werden. Im speziellen Fall eines Bohrers enthält der Schneideinsatz häufig das ganze Schneidende des Bohrers, einschließlich der Bohrspitze, der Schneidflächen, der Schneidkanten sowie Abschnitte der Spannuten. Ein solcher Schneideinsatz wird mit dem Bohrerkörper in einer sicheren, aber entfernbaren Weise verbunden.
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Während des Betriebs eines Drehschneidwerkzeugs (z. B. eines Bohrvorgangs) wird auch Wärme an der Grenzfläche zwischen dem Schneideinsatz und dem Ort, an dem Material von einem Werkstück entfernt wird (d. h. an der Einsatz-Werkstück-Grenzfläche), erzeugt. Es ist gut bekannt, dass sich übermäßige Wärme an der Einsatz-Werkstück-Grenzfläche negativ auf die Werkzeugnutzlebensdauer des Schneideinsatzes auswirken kann. Wie zu erkennen ist, erhöht eine kürzere Werkzeugnutzlebensdauer die Betriebskosten und verringert die gesamte Produktionseffizienz. Daher bestehen leicht ersichtliche Vorteile, die mit dem Verringern der Wärme an der Einsatz-Werkstück-Grenzfläche verbunden sind. Es ist bekannt, ein Kühlmaterial zur Einsatz-Werkstück-Grenzfläche zu liefern, um die Wärme zu verringern und die Werkzeugnutzlebensdauer zu verlängern.
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Es ist jedoch zu erkennen, dass die meisten bekannten Systeme zum Liefern eines Kühlmaterials zur Einsatz-Werkstück-Grenzfläche schwierig und/oder teuer herzustellen sind, während sie immer noch die Gesamtintegrität der Schneidwerkzeugkomponenten aufrechterhalten. Folglich wäre es erwünscht, ein verbessertes Drehschneidwerkzeug und insbesondere einen verbesserten Schneideinsatz zu schaffen, der Begrenzungen, Mängel und/oder Nachteile von bekannten Drehschneidwerkzeugen und Schneideinsatzen beseitigt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein austauschbarer Schneideinsatz einen Schneideinsatzkörper mit einer vorderen Schneidfläche und einer entgegengesetzten hinteren Basis und einen Einlasskühlmittelkanal, der im Schneideinsatzkörper ausgebildet ist und eine Einlassöffnung an der hinteren Basis des Schneideinsatzkörpers definiert, wobei der Einlasskühlmittelkanal eine Längsachse aufweist. Der austauschbare Schneideinsatz umfasst auch einen ersten Auslasskühlmittelkanal, der im Schneideinsatzkörper und in Fluidverbindung mit dem Einlasskühlmittelkanal ausgebildet ist, wobei der erste Auslasskühlmittelkanal eine erste Auslassöffnung an der vorderen Schneidfläche des Schneideinsatzkörpers definiert, wobei der erste Auslasskühlmittelkanal eine erste Längsachse umfasst, die nicht axial auf die Längsachse des Einlasskühlmittelkanals ausgerichtet ist. Der austauschbare Schneideinsatz umfasst ferner einen zweiten Auslasskühlmittelkanal, der im Schneideinsatzkörper und in Fluidverbindung mit dem Einlasskühlmittelkanal ausgebildet ist, wobei der zweite Auslasskühlmittelkanal eine zweite Auslassöffnung an der vorderen Schneidfläche des Schneideinsatzkörpers definiert, wobei der zweite Auslasskühlmittelkanal eine zweite Längsachse umfasst, die nicht axial auf die Längsachse des Einlasskühlmittelkanals ausgerichtet ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein austauschbarer Schneideinsatz Folgendes: einen Schneideinsatzkörper mit einer vorderen Schneidfläche und einer entgegengesetzten hinteren Basis; einen ersten Einlasskühlmittelkanal, der im Schneideinsatzkörper ausgebildet ist und eine erste Einlassöffnung an der hinteren Basis des Schneideinsatzkörpers definiert, wobei der erste Einlasskühlmittelkanal eine erste Längsachse aufweist; einen zweiten Einlasskühlmittelkanal, der im Schneideinsatzkörper ausgebildet ist und eine zweite Einlassöffnung an der hinteren Basis des Schneideinsatzkörpers definiert, wobei der zweite Einlasskühlmittelkanal eine zweite Längsachse aufweist; einen ersten Auslasskühlmittelkanal, der im Schneideinsatzkörper und in Fluidverbindung mit dem ersten Einlasskühlmittelkanal ausgebildet ist, wobei der erste Auslasskühlmittelkanal eine erste Auslassöffnung an der vorderen Schneidfläche des Schneideinsatzkörpers definiert, wobei der erste Auslasskühlmittelkanal eine dritte Längsachse umfasst, die nicht axial auf die erste Längsachse des ersten Einlasskühlmittelkanals ausgerichtet ist; und einen zweiten Auslasskühlmittelkanal, der im Schneideinsatzkörper und in Fluidverbindung mit dem zweiten Einlasskühlmittelkanal ausgebildet ist, wobei der zweite Auslasskühlmittelkanal eine zweite Auslassöffnung an der vorderen Schneidfläche des Schneideinsatzkörpers definiert, wobei der zweite Auslasskühlmittelkanal eine vierte Längsachse umfasst, die nicht axial auf die zweite Längsachse des zweiten Einlasskühlmittelkanals ausgerichtet ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Drehschneidwerkzeug einen Werkzeugkörper mit einem axialen vorderen Ende und einem axialen hinteren Ende, wobei der Werkzeugkörper einen Kühlmittelkanal definiert, der sich vom axialen hinteren Ende zum axialen vorderen Ende durch diesen erstreckt, und einen austauschbaren Schneideinsatz, der für eine lösbare Befestigung am axialen vorderen Ende des Werkzeugkörpers strukturiert und angeordnet ist. Der austauschbare Schneideinsatz umfasst einen Schneideinsatzkörper mit einer vorderen Schneidfläche und einer entgegengesetzten hinteren Basis, die benachbart zum axialen vorderen Ende des Werkzeugkörpers positionierbar ist, und einen Einlasskühlmittelkanal, der im Schneideinsatzkörper ausgebildet ist und eine Einlassöffnung an der hinteren Basis des Schneideinsatzkörpers definiert, wobei der Einlasskühlmittelkanal eine Längsachse aufweist, wobei der Einlasskühlmittelkanal so positionierbar ist, dass er mit dem Kühlmittelkanal des Werkzeugkörpers in Fluidverbindung steht. Der austauschbare Schneideinsatz umfasst auch einen ersten Auslasskühlmittelkanal, der im Schneideinsatzkörper und in Fluidverbindung mit dem Einlasskühlmittelkanal ausgebildet ist, wobei der erste Auslasskühlmittelkanal eine erste Auslassöffnung an der vorderen Schneidfläche des Schneideinsatzkörpers definiert, wobei der erste Auslasskühlmittelkanal eine erste Längsachse umfasst, die nicht axial auf die Längsachse des Einlasskühlmittelkanals ausgerichtet ist. Der austauschbare Schneideinsatz umfasst ferner einen zweiten Auslasskühlmittelkanal, der im Schneideinsatzkörper und in Fluidverbindung mit dem Einlasskühlmittelkanal ausgebildet ist, wobei der zweite Auslasskühlmittelkanal eine zweite Auslassöffnung an der vorderen Schneidfläche des Schneideinsatzkörpers definiert, wobei der zweite Auslasskühlmittelkanal eine zweite Längsachse umfasst, die nicht axial auf die Längsachse des Einlasskühlmittelkanals ausgerichtet ist.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines austauschbaren Schneideinsatzes das Ausbilden eines Gemisches aus harten Schneidmaterialien, das Einspritzen des Gemisches aus harten Schneidmaterialien in eine Form zum Ausbilden eines austauschbaren Schneideinsatzkörpers mit einem Einlasskühlmittelkanal in Fluidverbindung mit einem ersten Auslasskühlmittelkanal und einem zweiten Auslasskühlmittelkanal, wobei der erste Auslasskühlmittelkanal eine erste Längsachse umfasst, die nicht axial auf eine Längsachse des Einlasskühlmittelkanals ausgerichtet ist, und der zweite Auslasskühlmittelkanal eine zweite Längsachse umfasst, die nicht axial auf die Längsachse des Einlasskühlmittelkanals ausgerichtet ist. Das Verfahren umfasst auch das Entnehmen des austauschbaren Schneideinsatzkörpers aus der Form. In einem Aspekt umfasst das Verfahren ferner das Konfigurieren der Form so, dass sie ein erstes lineares Werkzeugelement zum Ausbilden des ersten Auslasskühlmittelkanals, ein zweites lineares Werkzeugelement zum Ausbilden des zweiten Auslasskühlmittelkanals und ein drittes lineares Werkzeugelement zum Ausbilden des Einlasskühlmittelkanals umfasst, wobei das erste lineare Werkzeugelement mit dem dritten linearen Werkzeugelement verbunden ist und das zweite lineare Werkzeugelement mit dem dritten linearen Werkzeugelement verbunden ist. In einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren das Herausziehen des ersten und des zweiten linearen Werkzeugelements vor dem Entnehmen des austauschbaren Schneidein satzkörpers aus der Form. In noch einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren alternativ das Herausziehen des ersten und des zweiten linearen Werkzeugelements nach dem Entnehmen des austauschbaren Schneideinsatzkörpers aus der Form.
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Diese und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nach einer Durchsicht dieser Patentbeschreibung und der Zeichnungen vollständiger verstanden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 stellt ein Drehschneidwerkzeug gemäß einem Aspekt der Erfindung dar.
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2 ist eine Schnittansicht des in 1 dargestellten Drehschneidwerkzeugs gemäß einem Aspekt der Erfindung.
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3 ist eine Schnittansicht des Drehschneidwerkzeugkörpers, der in 2 dargestellt ist, gemäß einem Aspekt der Erfindung.
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4 ist eine Schnittansicht des austauschbaren Schneideinsatzes, der in 2 dargestellt ist, gemäß einem Aspekt der Erfindung.
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5 ist eine Draufsicht des Drehschneidwerkzeugs und insbesondere des austauschbaren Schneideinsatzes, der in 1 dargestellt ist, gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung.
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6 ist eine Schnittansicht eines zusätzlichen austauschbaren Schneideinsatzes gemäß einem Aspekt der Erfindung.
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7A ist eine schematische Darstellung zur Herstellung eines austauschbaren Schneideinsatzes gemäß einem Aspekt der Erfindung.
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7B ist eine schematische Darstellung zur Herstellung eines austauschbaren Schneideinsatzes gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung dient nur für Zwecke der Erläuterung von verschiedenen Aspekten der Erfindung und nicht für die Zwecke der Begrenzung des Schutzbereichs der Erfindung.
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Mit Bezug im Allgemeinen auf 1–5 ist ein Drehschneidwerkzeug, das im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, und Komponenten davon gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung dargestellt. Nur für Erläuterungszwecke ist das Drehschneidwerkzeug 10 in Form eines Bohrwerkzeugs gezeigt, es ist jedoch zu erkennen, dass die Erfindung Anwendung auf verschiedene Arten von Drehschneidwerkzeugen (z. B. einen Fräser, eine Reibahle oder eine ähnliche Vorrichtung) hat, die bei verschiedenen Arten von Schneidvorgängen nützlich sind.
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Das Drehschneidwerkzeug 10 umfasst einen Werkzeugkörper 12 gemäß einem Aspekt der Erfindung. Der Werkzeugkörper 12 umfasst ein axiales hinteres Ende 14 und ein axiales vorderes Ende 16. In dem Beispiel des Drehschneidwerkzeugs 10, das in Form eines Bohrers vorliegt, kann der Werkzeugkörper 12 eine oder mehrere Nuten 17, die darin ausgebildet sind, definieren. Der Werkzeugkörper 12 umfasst auch eine zentrale Längsachse A-A, die sich durch diesen vom axialen hinteren Ende 14 zum axialen vorderen Ende 16 erstreckt. In einem Aspekt ist die zentrale Längsachse A-A auch eine zentrale Drehachse des Drehschneidwerkzeugs 10.
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Wie in 2 und 3 gezeigt, definiert der Werkzeugkörper 12 einen Kühlmittelkanal 18, der sich durch diesen vom axialen hinteren Ende 14 zum axialen vorderen Ende 16 erstreckt. In einem Aspekt ist der Kühlmittelkanal 18 an oder benachbart zur zentralen Längsachse A-A des Drehschneidwerkzeugs 10 angeordnet, obwohl zu erkennen ist, dass der Kühlmittelkanal 18 an anderen Stellen im oder über den ganzen Werkzeugkörper 12 angeordnet sein kann. Der Kühlmittelkanal 18 ist dazu konfiguriert, ein Kühlmaterial zuzuführen, damit es in einen Kühlmittelkanaleinlass 20 am oder benachbart zum axialen hinteren Ende 14 eintritt und durch den Kühlmittelkanal 18 zu einem Kühlmittelkanalauslass 22 am oder benachbart zum axialen vorderen Ende 16 strömt. Der Kühlmittelkanal 18 ist als linear dargestellt, es ist jedoch zu erkennen, dass der Kühlmittelkanal 18 in anderen Formen oder Konfigurationen, z. B. schraubenförmig, ausgebildet sein kann.
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Wie in 1–2 und 4–5 gezeigt, umfasst das Drehschneidwerkzeug 10 ferner einen austauschbaren Schneideinsatz, der im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 24 bezeichnet ist, gemäß einem Aspekt der Erfindung. Der austauschbare Schneideinsatz 24 umfasst einen Schneideinsatzkörper 26 mit einer vorderen Schneidfläche 28 und einer im Allgemeinen entgegengesetzten hinteren Basis 30. Der austauschbare Schneideinsatz 24 ist für eine lösbare Befestigung am axialen vorderen Ende 16 des Werkzeugkörpers 12 strukturiert und angeordnet. In einem Aspekt ist der austauschbare Schneideinsatz 24 lösbar am axialen vorderen Ende 16 des Werkzeugkörpers 12 durch die hintere Basis 30 befestigt, die zum Zusammenwirken mit einer Aussparung 32, die im axialen vorderen Ende 16 des Werkzeugkörpers 12 ausgebildet ist, strukturiert und angeordnet ist. In einem Aspekt ist der austauschbare Schneideinsatz 24 lösbar am axialen vorderen Ende 16 des Werkzeugkörpers 12 durch eine mechanische Verbindung befestigt. Vorteilhafterweise ermöglicht diese Konfiguration, dass der Schneideinsatz 24 leicht und schnell am Werkzeugkörper 12 befestigt und davon entfernt wird, sobald der Schneideinsatz verwendet wurde und aufgrund von Verschleiß ausgetauscht werden muss.
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Der austauschbare Schneideinsatz 24 umfasst eine zentrale Längsachse B-B, die sich von der vorderen Schneidfläche 28 zur entgegengesetzten hinteren Basis 30 durch diesen erstreckt. In einem Aspekt ist die zentrale Längsachse B-B auch eine zentrale Drehachse des austauschbaren Schneideinsatzes 24.
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Mit Bezug auf 2 und 4-5 umfasst der austauschbare Schneideinsatz 24 ferner einen Einlasskühlmittelkanal 34, einen ersten Auslasskühlmittelkanal 36 und einen zweiten Auslasskühlmittelkanal 38, die alle im Schneideinsatzkörper 26 ausgebildet sind, gemäß einem Aspekt der Erfindung. Der erste Auslasskühlmittelkanal 36 und der zweite Auslasskühlmittelkanal 38 sind so strukturiert und angeordnet, dass sie mit dem Einlasskühlmittelkanal 34 in Fluidverbindung stehen. Der Einlasskühlmittelkanal 34 definiert eine Einlassöffnung 40 an der oder benachbart zur hinteren Basis 40 des Schneideinsatzkörpers 26. Der erste Auslasskühlmittelkanal 36 definiert eine Auslassöffnung 42 an der oder benachbart zur vorderen Schneidfläche 28 des Schneideinsatzkörpers 26. Der zweite Auslasskühlmittelkanal 38 definiert eine Auslassöffnung 44 an der oder benachbart zur vorderen Schneidfläche 28 des Schneideinsatzkörpers 26.
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In einem Aspekt ist der Einlasskühlmittelkanal 34 an der oder benachbart zur zentralen Längsachse B-B des austauschbaren Schneideinsatzes 24 angeordnet, obwohl zu erkennen ist, dass der Kühlmittelkanal 34 an anderen Stellen im oder über den ganzen Schneideinsatzkörper 26 angeordnet sein kann. Der Einlasskühlmittelkanal 34 ist so strukturiert und angeordnet, dass er mit dem Kühlmittelkanal 18 des Werkzeugkörpers 12 in Fluidverbindung steht. In einem Aspekt ist die Einlassöffnung 40 benachbart zum Kühlmittelkanalauslass 22 des Kühlmittelkanals 18 positionierbar, so dass sie damit in Fluidverbindung steht.
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Folglich ist zu erkennen, dass die beschriebene und dargestellte Konfiguration des Kühlmittelkanals 18, des Einlasskühlmittelkanals 34 und des ersten und des zweiten Auslasskühlmittelkanals 36, 38 dafür sorgt, dass ein Kühlmaterial durch das Drehschneidwerkzeug 10 strömt und zur vorderen Schneidfläche 28 des austauschbaren Schneideinsatzes 24, d. h. zur Einsatz-Werkstück-Grenzfläche, zugeführt wird, um die Wärme zu verringern und die Nutzlebensdauer des Drehschneidwerkzeugs 10 zu verlängern und insbesondere die Nutzlebensdauer des austauschbaren Schneideinsatzes 24 zu verlängern.
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Wie in 4 dargestellt, umfasst der Einlasskühlmittelkanal 34 eine Längsachse, beispielsweise die Achse X-X. In einem Beispiel kann die Längsachse X-X mit der zentralen Längsachse B-B zusammenfallen. In einem Beispiel kann sich die Längsachse X-X in derselben Richtung wie die zentrale Längsachse B-B des austauschbaren Schneideinsatzes 24 erstrecken. Außerdem umfasst der erste Auslasskühlmittelkanal 36 eine Längsachse, beispielsweise die Achse Y-Y, und der zweite Auslasskühlmittelkanal 38 umfasst eine Längsachse, beispielsweise die Achse Z-Z.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist, obwohl der Einlasskühlmittelkanal 34 mit dem ersten Auslasskühlmittelkanal 36 in Fluidverbindung steht, die Längsachse X-X des Einlasskühlmittelkanals 34 nicht axial auf die Längsachse Y-Y des ersten Auslasskühlmittelkanals 36 ausgerichtet. In einem anderen Aspekt ist der Einlasskühlmittelkanal 34 linear und der erste Auslasskühlmittelkanal 36 ist linear und der Einlasskühlmittelkanal 34 und der erste Auslasskühlmittelkanal 36 sind nicht axial ausgerichtet.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist, obwohl der Einlasskühlmittelkanal 34 mit dem zweiten Auslasskühlmittelkanal 38 in Fluidverbindung steht, die Längsachse X-X des Einlasskühlmittelkanals 34 nicht axial auf die Längsachse Z-Z des zweiten Auslasskühlmittelkanals 38 ausgerichtet. In einem anderen Aspekt ist der Einlasskühlmittelkanal 34 linear und der zweite Auslasskühlmittelkanal 38 ist linear und der Einlasskühlmittelkanal 34 und der zweite Auslasskühlmittelkanal 38 sind nicht axial ausgerichtet.
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Immer noch mit Bezug auf 4 besteht ein weiterer Aspekt der Erfindung darin, dass der erste Auslasskühlmittelkanal 36 sich in einem Winkel M relativ zum Einlasskühlmittelkanal 34 erstreckt. Mit anderen Worten, die Längsachse Y-Y des ersten Auslasskühlmittelkanals 36 erstreckt sich im Winkel M relativ zur Längsachse X-X des Einlasskühlmittelkanals 34. Der Winkel M kann beispielsweise im Bereich von etwa 90 Grad bis etwa 160 Grad liegen.
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Noch ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass der zweite Auslasskühlmittelkanal 38 sich in einem Winkel N relativ zum Einlasskühlmittelkanal 34 erstreckt. Mit anderen Worten, die Längsachse Z-Z des zweiten Auslasskühlmittelkanals 38 erstreckt sich im Winkel N relativ zur Längsachse X-X des Einlasskühlmittelkanals 34. Der Winkel N kann beispielsweise im Bereich von etwa 90 Grad bis etwa 160 Grad liegen.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Längsachse Y-Y des ersten Auslasskühlmittelkanals 36 nicht axial auf die Längsachse Z-Z des zweiten Auslasskühlmittelkanals 38 ausgerichtet. In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Längsachse Y-Y des ersten Auslasskühlmittelkanals 36 in einem Winkel P relativ zur Längsachse Z-Z des zweiten Auslasskühlmittelkanals 38 angeordnet. Der Winkel P kann beispielsweise im Bereich von etwa 20 Grad bis etwa 180 Grad liegen.
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Mit Bezug auf 6 ist ein zusätzlicher austauschbarer Schneideinsatz 124 gemäß zusätzlichen Aspekten der Erfindung dargestellt. Der austauschbare Schneideinsatz 124 ist in den meisten Aspekten zum hier beschriebenen austauschbaren Schneideinsatz 24 ähnlich, aber der austauschbare Schneideinsatz 124 umfasst ferner einen ersten Einlasskühlmittelkanal 134 (der eine Öffnung 140 definiert) in Fluidverbindung mit einem ersten Auslasskühlmittelkanal 136 (der eine Öffnung 142 definiert) und einen zweiten Einlasskühlmittelkanal 137 (der eine Öffnung 143 definiert) in Fluidverbindung mit einem zweiten Auslasskühlmittelkanal 138 (der eine Öffnung 144 definiert), die alle im Schneideinsatzkörper 126 ausgebildet sind. In einem Aspekt ist der erste Einlasskühlmittelkanal 134 zum zweiten Einlasskühlmittelkanal 137 parallel. In einem anderen Aspekt sind der erste Einlasskühlmittelkanal 134 (mit einer zentralen Längsachse X1-X1) und der zweite Einlasskühlmittelkanal 137 (mit einer zentralen Längsachse X2-X2) parallel und von der zentralen Längsachse B-B (die auch eine zentrale Drehachse des austauschbaren Schneideinsatzes 124 sein kann) des austauschbaren Schneideinsatzes 124 versetzt.
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Immer noch mit Bezug auf 6 umfasst der erste Auslasskühlmittelkanal 136 eine Längsachse, beispielsweise die Achse Y-Y, und der zweite Auslasskühlmittelkanal 138 umfasst eine Längsachse, beispielsweise die Achse Z-Z. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist, obwohl der Einlasskühlmittelkanal 134 mit dem ersten Auslasskühlmittelkanal 136 in Fluidverbindung steht, die Längsachse X1-X1 des ersten Einlasskühlmittelkanals 134 nicht axial auf die Längsachse Y-Y des ersten Auslasskühlmittelkanals 136 ausgerichtet. In einem anderen Aspekt ist der erste Einlasskühlmittelkanal 134 linear und der erste Auslasskühlmittelkanal 136 ist linear und der erste Einlasskühlmittelkanal 134 und der erste Auslasskühlmittelkanal 136 sind nicht axial ausgerichtet.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist, obwohl der zweite Einlasskühlmittelkanal 137 mit dem zweiten Auslasskühlmittelkanal 138 in Fluidverbindung steht, die Längsachse X2-X2 des zweiten Einlasskühlmittelkanals 137 nicht axial auf die Längsachse Z-Z des zweiten Auslasskühlmittelkanals 138 ausgerichtet. In einem anderen Aspekt ist der zweite Einlasskühlmittelkanal 137 linear und der zweite Auslasskühlmittelkanal 138 ist linear und der zweite Einlasskühlmittelkanal 137 und der zweite Auslasskühlmittelkanal 138 sind nicht axial ausgerichtet.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung erstreckt sich der erste Auslasskühlmittelkanal 136 in einem Winkel relativ zum ersten Einlasskühlmittelkanal 134 und der zweite Auslasskühlmittelkanal 138 erstreckt sich in einem Winkel relativ zum zweiten Einlasskühlmittelkanal 137, wie ebenso hier hinsichtlich des austauschbaren Schneideinsatzes 24 beschrieben und in 4 dargestellt. Der erste Auslasskühlmittelkanal 136 kann sich beispielsweise in demselben oder einem ähnlichen Winkel M relativ zum ersten Einlasskühlmittelkanal 134 erstrecken und der zweite Auslasskühlmittelkanal 138 kann sich in demselben oder einem ähnlichen Winkel N relativ zum zweiten Einlasskühlmittelkanal 137 erstrecken. Es ist zu erkennen, dass für den Schneideinsatz 124 der Kühlmittelkanal 18, der im Werkzeugkörper 12 ausgebildet ist, umkonfiguriert werden müsste, so dass er abzweigt, um sich an den ersten Einlasskühlmittelkanal 134 und den zweiten Einlasskühlmittelkanal 137 anzupassen.
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Der Abschnitt des Werkzeugkörpers 12 des Drehschneidwerkzeugs 10 besteht beispielsweise aus Stahl oder beliebigen anderen geeigneten Materialien mit ähnlichen Charakteristiken und Eigenschaften. Der austauschbare Schneideinsatz 24 besteht aus einem harten Schneidmaterial, z. B. einer Wolframcarbid-Schneidlegierung, einer Oxidkeramik oder beliebigen anderen geeigneten Materialien mit ähnlichen Charakteristiken und Eigenschaften.
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Ein Verfahren zur Herstellung eines austauschbaren Schneideinsatzes wie beispielsweise des austauschbaren Schneideinsatzes 24 wird auch geschaffen. In einem Aspekt umfasst das Verfahren das Ausbilden eines Gemisches aus harten Schneidmaterialien. Wie beschrieben, kann der austauschbare Schneideinsatz aus einem harten Schneidmaterial, z. B. einer Wolframcarbid-Schneidlegierung, einer Oxidkeramik oder beliebigen anderen geeigneten Materialien mit ähnlichen Charakteristiken und Eigenschaften hergestellt werden. Zusätzlich zum harten Schneidmaterial wird beispielsweise ein thermoplastisches Bindemittel hinzugefügt, um das Gemisch herzustellen. In einem Aspekt wird das thermoplastische Bindemittel über seiner Schmelztemperatur beispielsweise mit Carbidpulver gemischt, so dass das Pulver gut dispergiert wird und das Gemisch bei dieser Temperatur gut fließt.
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In einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren das Einspritzen des Gemisches aus harten Schneidmaterialien in eine Form zum Ausbilden eines austauschbaren Schneideinsatzkörpers (z. B. des Einsatzkörpers 26) mit einem Einlasskühlmittelkanal (z. B. dem Einlasskühlmittelkanal 34) in Fluidverbindung mit einem Auslasskühlmittelkanal (z. B. dem ersten Auslasskühlmittelkanal 36), wobei der Einlasskühlmittelkanal eine Längsachse (z. B. Achse X-X) umfasst, die nicht axial auf eine Längsachse des Auslasskühlmittelkanals (z. B. Achse Y-Y) ausgerichtet ist. Der Schneideinsatzkörper kann auch so ausgebildet werden, dass er einen zusätzlichen oder zweiten Auslasskühlmittelkanal (z. B. den zweiten Auslasskühlmittelkanal 38) aufweist, wobei die Längsachse des Einlasskühlmittelkanals nicht axial auf eine Längsachse des zusätzlichen oder zweiten Auslasskühlmittelkanals (z. B. Achse Z-Z) ausgerichtet ist.
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Um den austauschbaren Schneideinsatz mit der beschriebenen Struktur oder Variationen davon herzustellen, kann das Verfahren auch das Ausbilden beispielsweise von austauschbaren Schneideinsätzen 24a und/oder 24b (schematisch in 7A bzw. 7B dargestellt) durch Konfigurieren der Form, so dass sie ein erstes lineares Werkzeugelement 46a, 46b zum Ausbilden des ersten Auslasskühlmittelkanals, ein zweites lineares Werkzeugelement 48a, 48b zum Ausbilden des zweiten Auslasskühlmittelkanals, und ein drittes lineares Werkzeugelement 50a, 50b zum Ausbilden des Einlasskühlmittelkanals umfasst, umfassen. Das erste lineare Werkzeugelement 46a, 46b ist so konfiguriert, dass es jeweils mit dem dritten linearen Werkzeugelement 50a, 50b verbunden ist und das zweite lineare Werkzeugelement 48a, 48b ist auch so konfiguriert, dass es jeweils mit dem dritten linearen Werkzeugelement 50a, 50b verbunden ist. In einem Aspekt können die linearen Werkzeugelemente beispielsweise runde Stifte oder ähnliche Elemente sein, die geformt und konfiguriert sind, um die gewünschte Form der auszubildenden Kühlmittelkanäle zu schaffen. In einem weiteren Aspekt können die linearen Werkzeugelemente, z. B. Stifte, in einer solchen Weise konfiguriert sein, dass sie verriegeln, wenn sie miteinander in Kontakt kommen, und sich während der Entfernung aus dem austauschbaren Schneideinsatzkörper trennen. Dies vermeidet die Möglichkeit einer Biegung der Stifte während des Einspritzens, was verursachen kann, dass der ausgebildete Kanal diskontinuierlich ist oder andere Defekte wie z. B. Risse aufweist.
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In einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren das Entnehmen des austauschbaren Schneideinsatzkörpers und der entsprechenden linearen Werkzeugelemente aus der Form. Die Entnahme des austauschbaren Schneideinsatzkörpers aus der Form kann in mehr als einer Weise durchgeführt werden.
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Mit Bezug auf 7A umfasst ein Aspekt der Erfindung erstens das Entnehmen des austauschbaren Schneideinsatzkörpers aus der Form und kann das Herausziehen des ersten linearen Werkzeugelements 46a und des zweiten linearen Werkzeugelements 48a nach dem Entnehmen des austauschbaren Schneideinsatzkörpers aus der Form umfassen. In einem Aspekt sind das erste und das zweite lineare Werkzeugelement 46a, 48a nicht linear mit der Formöffnungstätigkeitsrichtung (wie beispielsweise durch den Pfeil D dargestellt) und können daher nicht direkt durch die Formöffnung entnommen werden ohne Unterstützung von mechanischen Mitteln, z. B. mechanischen Nocken. Folglich können die linearen Werkzeugelemente 46a, 48a entnommen werden, nachdem das Teil aus der Form entnommen ist. Um dies zu erreichen, sind die linearen Werkzeugelemente 46a, 48a innerhalb des Werkzeughohlraums nicht miteinander kollinear, sondern würden sehr wahrscheinlich den Winkel an dem Punkt ändern, an dem sie den Hohlraum verlassen und in die Form eintreten, wie durch vertikale Abschnitte 46aa und 48aa dargestellt. Der Winkel kann sich ändern, so dass beide Werkzeuge mit der Achse der Formöffnung oder des Teilauswurfs (gewöhnlich dieselbe Achse) linear sind. Dies würde die Entfernung des geformten Einsatzes, wobei die linearen Werkzeugelemente 46a, 48a intakt sind, durch einfachen Auswurf erleichtern. Die vertikalen Abschnitte 46aa und 48aa der linearen Werkzeugelemente 46a, 48a, die vom Körper vorstehen, werden dann verwendet, um die linearen Werkzeugelemente 48a, 50a aus dem Körper in den jeweiligen Richtungen zu ziehen, wie durch Pfeile F und G gezeigt. Die linearen Werkzeugelemente 46a, 48a werden dann für das nächste Einspritzen wieder in der Form befestigt.
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Mit Bezug auf 7B schafft ein weiterer Aspekt der Erfindung zweitens die Entnahme des austauschbaren Schneideinsatzkörpers aus der Form so, dass sie das Herausziehen des ersten linearen Werkzeugelements 46b und des zweiten linearen Werkzeugelements 48b vor dem Entnehmen des austauschbaren Schneideinsatzkörpers aus der Form umfasst. Das erste und das zweite lineare Werkzeugelement 46b, 48b erstrecken sich durch den Hohlraumabschnitt des Werkzeugs und werden dann mit einer hydraulischen oder mechanischen Wirkung verbunden, die verwendet wird, um die linearen Werkzeugelemente 46b, 48b (in den jeweiligen Richtungen, wie durch Pfeile F und G gezeigt) zu entfernen, die nicht direkt durch die Öffnung der Form entfernt werden könnten, da sie nicht zur Achse der Formöffnung/des Auswurfs kollinear sind (wie beispielsweise durch den Pfeil D dargestellt). Die hydraulische oder mechanische Wirkung wird verwendet, um diese linearen Werkzeugelemente 46b, 48b vor dem Öffnen der Form und vor dem Auswurf des Körpers zu entfernen.
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Die dritten linearen Werkzeugelemente 50a, 50b können direkt (in der durch den Pfeil H angegebenen Richtung) aus dem Hohlraum durch die Formöffnungstätigkeit entfernt werden, da diese Elemente, z. B. Stifte, kollinear sind oder in derselben allgemeinen Richtung mit der Achse der Formöffnung liegen, wie beispielsweise durch den Pfeil D dargestellt.
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Obwohl spezielle Aspekte dieser Erfindung vorstehend für Erläuterungszwecke beschrieben wurden, ist für den Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich, dass zahlreiche Variationen der Details der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können, ohne von der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, abzuweichen.
