DE102017110537B4

DE102017110537B4 - Drehbares Schneidwerkzeug mit Schneideinsatz und Futter

Info

Publication number: DE102017110537B4
Application number: DE102017110537.9A
Authority: DE
Inventors: Luke A. Weber; Brandon J. Kenno; Nicholas J. Paros
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2017-05-15
Publication date: 2022-11-10
Anticipated expiration: 2037-05-16
Also published as: AU2017202325B2; DE102017110537A1; AU2017202325A1; US10294786B2; US20170342831A1; CN107420046A

Abstract

Drehbares Schneidwerkzeug (10), umfassend:einen Schneidwerkzeugkörper (12), wobei der Schneidwerkzeugkörper (12) ein axiales vorderes Ende (14) und ein axiales hinteres Ende (16), einen Kopfabschnitt (22), der axial hinter dem axialen vorderen Ende (14) liegt, einen Halsabschnitt (24), der axial hinter dem Kopfabschnitt (22) liegt, und einen Schaftabschnitt (26), der axial hinter dem Halsabschnitt (24) und axial vor dem axialen hinteren Ende (16) liegt, aufweist;ein Futter (46), das mindestens zum Teil im Kopfabschnitt (22) aufgenommen ist, wobei das Futter (46) einen konvex geformten Kopfabschnitt (56), der mit einem Radius (R1) ausgebildet ist, einen Halsabschnitt (58) und einen konischen Schaftabschnitt (60) beinhaltet, wobei der konvex geformte Kopfabschnitt (56) eine Fassung (20) beinhaltet, die mit einer Seitenwand (20a), einer Bodenwand (20b) und einer Rundung (20c), die mit einem Radius (R2) ausgebildet ist und die sich zwischen der Seitenwand (20a) und der Bodenwand (20b) erstreckt, ausgebildet ist; undeinen Schneideinsatz (18), der mindestens zum Teil in der Fassung (20) des Futters (46) aufgenommen ist, wobei der Schneideinsatz (18) einen konvex geformten, konischen Kopfabschnitt (72), einen Halsabschnitt (74) und einen axialen hinteren Abschnitt (76) beinhaltet, wobei der axiale hintere Abschnitt (76) einen vorderen zylindrischen Teil (84) in der Nähe des Halsabschnitts (74), eine Rundung (86), die mit einem Radius (R5) ausgebildet ist, und einen hinteren Teil (88) beinhaltet,wobei zwischen sechzig Prozent (60 %) und neunzig Prozent (90 %) des Schneideinsatzes (18) in der Fassung (20) des Futters (46) aufgenommen sind, wodurch Kräfte und Spannungen, die während eines Bearbeitungsvorgangs auf das Schneidwerkzeug (10) übertragen werden, verringert werden,wobei der Kopfabschnitt (72) des Schneideinsatzes (18) eine spitz zulaufende Geometrie mit einem Scheitel (82) mit einem Radius (R3) aufweist, undwobei der Kopfabschnitt (72) des Schneideinsatzes (18) mit einem Radius (R4) ausgebildet ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein drehbares Schneidwerkzeug, das für das Aufbohren von Bodenschichten wie beispielsweise Asphaltstraßenmaterial, Kohlelager, Mineralformationen und dergleichen geeignet ist. Genauer betrifft die Erfindung ein drehbares Schneidwerkzeug mit einer Schneidspitze und einem Futter, das für das Aufbohren von Bodenschichten geeignet ist und das Spannungen und Kräfte, die während eines Bearbeitungsvorgangs auf das Schneidwerkzeug übertragen werden, verringert, wodurch die Leistungskennwerte für das drehbare Schneidwerkzeug verbessert werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Drehbare Schneidwerkzeuge werden verwendet, um Bodenschichten, wie Asphaltstraßenmaterial oder erzführende oder kohleführende Erdformationen oder dergleichen aufzubohren. Allgemein gesprochen weisen diese Arten von drehbaren Schneidwerkzeugen einen länglichen Schneidwerkzeugkörper, der in der Regel aus Stahl besteht, und eine harte Spitze (oder einen Schneideinsatz) auf, die am Schneidwerkzeugkörper an dessen axial vorderem Ende fixiert ist. Die harte Spitze besteht in der Regel aus einem harten Material wie beispielsweise (Cobalt-) Wolfram-Hartmetall. Das drehbare Schneidwerkzeug wird in der Bohrung eines Werkzeughalters oder alternativ dazu in der Bohrung einer Muffe zurückgehalten oder gehalten, die ihrerseits in der Bohrung eines Halters gehalten wird.
Der Halter ist an einem angetriebenen Element, beispielsweise einer angetriebenen Trommel einer Straßenplaniermaschine fixiert. In manchen Ausführungen trägt das angetriebene Element (z. B. die Trommel) Hunderte von Haltern, wobei jeder Halter ein drehbares Schneidwerkzeug trägt. Somit kann das angetriebene Element Hunderte drehbarer Schneidwerkzeuge tragen. Das angetriebene Element wird auf solche Weise angetrieben (z. B. gedreht), dass die harte Spitze von jedem der drehbaren Schneidwerkzeuge auf die Bodenschichten (z. B. Asphaltstraßenmaterial) trifft oder schlägt, wodurch das Material in Trümmer zerkleinert und zerbrochen wird.
Drehbare Schneidwerkzeuge mit einem Schneideinsatz sind aus der US 2015 / 0 198 040 A1 , der US 5 161 627 A , der DE 601 27 947 T2 sowie der US 2008 / 0 315 667 A1 bekannt.
Weiter offenbart die DE 10 2013 108 996 A1 ein Schneidwerkzeug zum Eindringen in ein Substrat, im Bergbau oder bei Bautätigkeiten mit einem Befestigungsendabschnitt, der ein erstes und zweites konisch zulaufendes Segment umfasst.
Die DE 10 2011 014 569 A1 zeigt eine Halterverschleißhülse zum Halten eines drehbaren Schneideinsatzes in einem Montageblock, der an einem beweglichen Element befestigt ist.
Es liegt nahe, dass während des Betriebs des drehbaren Schneidwerkzeugs und des Schneideinsatzes in einer abrasiven und erosiven Umgebung in der Regel verschiedenen extremen Schneidkräften und Spannungen ausgesetzt wird. Die Gesamtlänge des Schneideinsatzes insgesamt, und insbesondere die Länge, über die der Schneideinsatz aus dem axialen vorderen Ende des Schneidwerkzeugs vorsteht, bestimmt das Maß der Kräfte und Spannungen, die während des Betriebs auf das Schneidwerkzeug übertragen werden. Anders ausgedrückt sind die Kräfte und Spannungen, die erzeugt werden, umso größer, je weiter der Schneideinsatz aus dem Schneidwerkzeug vorsteht, was zum Ausfall führen kann.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung löst das Problem der Übertragung übermäßig hoher Kräfte und Spannungen auf das Schneidwerkzeug durch Bereitstellung eines Schneideinsatzes, der mindestens zum Teil in einer Fassung eines Futters aufgenommen wird, wobei im Vergleich zu herkömmlichen Schneideinsätzen ein relativ hoher Prozentsatz des Schneideinsatzes in der Fassung des Futters aufgenommen wird.
In einem Aspekt der Erfindung schließt ein drehbares Schneidwerkzeug einen Schneidwerkzeugkörper mit einem axialen vorderen Ende und einem axialen hinteren Ende ein. Ein Kopfabschnitt liegt axial hinter dem axialen vorderen Ende, ein Halsabschnitt liegt axial hinter dem Kopfabschnitt und ein Schaftabschnitt liegt axial hinter dem Halsabschnitt und axial vor dem axialen hinteren Ende. Ein Futter ist mindestens zum Teil im Kopfabschnitt aufgenommen. Das Polster schließt einen konvex geformten Kopfabschnitt mit einem Radius, einen Halsabschnitt und einen konischen Schaftabschnitt ein. Der konvex geformte Kopfabschnitt schließt eine Aufnahme, die mit einer Seitenwand, einer Bodenwand und einer Rundung ausgebildet ist, die einen Radius hat und die sich zwischen der Seitenwand und der Bodenwand erstreckt, ein. Ein Schneideinsatz wird mindestens zum Teil in der Fassung des Futters aufgenommen. Der Schneideinsatz schließt einen konvex geformten, konischen Kopfabschnitt, einen Halsabschnitt und einen axialen hinteren Abschnitt ein. Der axial hintere Abschnitt schließt einen vorderen zylindrischen Teil in der Nähe des Halsabschnitts, eine Rundung, die mit einem Radius ausgebildet ist, und einen hinteren Teil ein, wobei zwischen sechzig Prozent und neunzig Prozent des Schneideinsatzes in der Fassung des Futters aufgenommen werden, wodurch Kräfte und Spannungen, die während eines Bearbeitungsvorgangs auf das Schneidwerkzeug übertragen werden, verringert werden, wobei der Kopfabschnitt des Schneideinsatzes eine spitz zulaufende Geometrie mit einem Scheitel mit einem Radius aufweist, und wobei der Kopfabschnitt des Schneideinsatzes mit einem Radius ausgebildet ist.
In einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst ein Schneideinsatz einen konvex geformten konischen Kopfabschnitt mit einer Länge, einen Halsabschnitt mit einer Länge und einem axialen hinteren Abschnitt mit einer Länge. Der axiale hintere Abschnitt schließt einen vorderen zylindrischen Teil in der Nähe des Halsabschnitts, eine Rundung, die mit einem Radius ausgebildet ist, und einen hinteren Teil ein, wobei die Länge des Halsabschnitts und die Länge des axialen hinteren Abschnitts zwischen sechzig Prozent (60 %) und neunzig Prozent (90 %) der Länge des Kopfabschnitts beträgt, wobei der Kopfabschnitt des Schneideinsatzes eine spitz zulaufende Geometrie mit einem Scheitel mit einem Radius aufweist, und wobei der Kopfabschnitt des Schneideinsatzes mit einem Radius ausgebildet ist.

1 ist eine Seitenansicht eines drehenden Schneidwerkzeugs mit einem Schneideinsatz und einem Futter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 ist eine Querschnittansicht des Schneideinsatzes, des Futters und des Kopfabschnitts des drehenden Schneidwerkzeugs entlang einer Linie 2-2 von 1;
3 ist eine Seitenansicht des Futters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4 ist eine Ansicht des Futters von 3 von unten;
5 ist eine Querschnittsansicht des Futters entlang einer Linie 5-5 von 3;
6 ist eine vergrößerte Querschnittansicht eines Höckers im konischen Schaftabschnitt des Futters;
7 ist eine vergrößerte Ansicht des Höckers des konischen Schaftabschnitts des Futters;
8 ist eine Seitenansicht eines Schneideinsatzes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
9 ist eine Draufsicht auf den Schneideinsatz von 8;
10 ist eine Querschnittsansicht des Schneideinsatzes, vorgenommen entlang Linie 10-10 aus 8; und
11 ist eine Seitenansicht des Schneideinsatzes mit Höckern gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung.

Es wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente darstellen und in denen ein drehbares Schneidwerkzeug 10 gemäß einem Aspekt der Erfindung allgemein in 1 und 2 gezeigt ist. Das drehbare Schneidwerkzeug 10 umfasst einen länglichen Schneidwerkzeugkörper, der allgemein mit 12 bezeichnet ist. Der Schneidwerkzeugkörper 12 besteht in der Regel aus Stahl, wie einer Mn-B-Stahllegierung und dergleichen. Der Schneidwerkzeugkörper 12 weist ein axiales vorderes Ende 14 und ein axiales hinteres Ende 16 auf. Eine harte Spitze oder ein Schneideinsatz 18 ist in einer Fassung 20 im axial vorderen Ende 14 des Schneidwerkzeugkörpers 12 fixiert (wie durch Hartlöten oder dergleichen).
Der Schneidwerkzeugkörper 12 ist in drei Hauptabschnitte unterteilt; d.h. einen Kopfabschnitt 22, einen Halsabschnitt 24 und einen Schaftabschnitt 26. Der axial vorderste Abschnitt ist der Kopfabschnitt 22, der am axialen vorderen Ende 14 beginnt und sich entlang einer Längsachse X-X in der axialen Rückwärtsrichtung erstreckt. Der mittlere Abschnitt ist der Halsabschnitt 24, der am Übergang zum Kopfabschnitt 22 beginnt und sich entlang der Längsachse X-X in der axialen Rückwärtsrichtung erstreckt. Der Halsabschnitt 24 umfasst einen konischen Halsteil 28, auf den ein zylindrischer Halsteil 30 folgt.
Der axial hinterste Abschnitt ist der Schaftabschnitt 26, der am Übergang zum Halsabschnitt 24 beginnt und sich entlang der Längsachse X-X in der axialen Rückwärtsrichtung erstreckt. Der Schaftabschnitt 26 umfasst einen vorderen zylindrischen Endteil 32, auf den ein Mittelteil 34 folgt, auf den eine Haltenut 36 folgt, auf die ein hinterer zylindrischer Endteil 38 folgt, und endet in einem abgeschrägten Teil 40. Wie der Fachmann weiß ist der Schaftabschnitt 26 der Abschnitt des Schneidwerkzeugkörpers 22, der eine Halterung 42 trägt. Die Halterung 42 hält das drehbare Schneidwerkzeug 10 in der Bohrung eines (nicht gezeigten) Werkzeughalters oder in der Bohrung der Muffe, die von einem Halter getragen wird, drehbar fest.
Wie ebenfalls in 1 und 2 gezeigt ist, beinhaltet der Kopfabschnitt 22 einen Basisabschnitt 44, der am Halsabschnitt 24 fixiert ist. Wie in 1 und 2 dargestellt ist, ist am Basisabschnitt 44 des Kopfabschnitts 22 eine Tasche ausgebildet, die allgemein bei 48 gezeigt ist. In einem Aspekt erstreckt sich die Tasche 48 axial entlang der Achse X-X von einem axialen vorderen Ende 50 des Basisabschnitts 44 nach hinten zum Halsabschnitt 24.
Ein Futter 46 ist mindestens zum Teil in der Tasche 48 des Basisabschnitts 44 aufgenommen. Das Futter 46 besteht aus einem geeigneten Material, wie einem Hartmetallmaterial, das etwa 1 bis 40 Prozent Cobaltanteil pro Gewicht, vorzugsweise 5 bis 10 Prozent enthält. In einem Aspekt der Erfindung ist der Schneideinsatz 18 am Futter 46 fixiert.
In 3-7 ist das Futter 46 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das Futter 46 weist ein axiales vorderes Ende 52 und ein axiales hinteres Ende 54 auf. Das Futter 46 ist in drei Hauptabschnitte unterteilt; d.h. einen konvex geformten Kopfabschnitt 56, einen Halsabschnitt 58 und einen konischen Schaftabschnitt 60, der in einem abgeschrägten Teil 62 endet. Der axial vorderste Abschnitt ist der konvex geformte Kopfabschnitt 56, der am axialen vorderen Ende 52 beginnt und sich entlang einer Längsachse Y-Y in der axialen Rückwärtsrichtung erstreckt. In einer Ausführungsform ist der konvexe Kopfabschnitt 56 mit einem Radius R1 von etwa 13,8 mm (0,54 Zoll) ausgebildet. Der mittlere Abschnitt ist der Halsabschnitt 58, der am Übergang zum Kopfabschnitt 56 beginnt und sich entlang der Längsachse Y-Y in der axialen Rückwärtsrichtung zum konischen Schaftabschnitt 60 erstreckt. In einer Ausführungsform ist ein Abschnitt des konischen Schaftabschnitts 60 in der Nähe des Halsabschnitts 58 mit einem Winkel A1 von etwa fünfunddreißig (35) Grad in Bezug auf die Längsachse Y-Y ausgebildet.
Wie in 5 gezeigt ist, beinhaltet der konvex geformte Kopfabschnitt 56 des Futters 46 den Einsatz 20 zum Aufnehmen des Schneideinsatzes 18. Der Einsatz 20 ist mit einer im Wesentlichen planen Seitenwand 20a, einer im Wesentlichen planen Bodenwand 20b und einer Rundung 20c, die sich zwischen der Seitenwand 20a und der Bodenwand 20b erstreckt, ausgebildet. In einer Ausführungsform ist die Rundung 20c mit einem Radius R2 von etwa 4,00 mm (0,157 Zoll) ausgebildet.
Wie aus 3 und 4 ersichtlich ist, wird das Futter 46 beweglich mit dem Basisabschnitt 44 verbunden, wenn es zu Anfang innerhalb der Tasche 48 des Kopfabschnitts 22 installiert wird. Diese bewegliche Verbindung wird von einer Mehrzahl von Höckern 64 ermöglicht, die im konischen Schaftabschnitt 60 ausgebildet sind und die mit der Tasche 48 des Basisabschnitts 44 des Kopfabschnitts 22 in Eingriff kommen. Wie in 4 gezeigt ist, liegen die Höcker 64 in zwei kreisförmigen Reihen um den konischen Schaftabschnitt 60 herum, wobei jede Reihe sechs (6) gleichmäßig beabstandete Höcker 64 in einem Winkel A2 von etwa sechzig (60) Grad aufweist, so dass die Höcker 64 in einer Reihe in Kreisrichtung von den Höckern 64 in der anderen Reihe über einen Winkel A3 von etwa dreißig (30) Grad beabstandet sind.
Wie in 6 und 7 gezeigt ist, ist jeder Höcker 64 im Wesentlichen gleich und weist eine halbkugelige Form mit einer Höhe H von etwa 0,37 mm (0,015 Zoll) und einer Breite W von etwa 2,36 mm (0,093 Zoll) auf. Nachdem es in der gewünschten Position innerhalb der Tasche 48 positioniert worden ist, wird das Futter 46 dann durch Hartlöten und dergleichen fest an der Tasche 48 befestigt. In einer Ausführungsform wird das Futter 46 durch Hartlöten an einer Stellt 66, die zwischen den einzelnen Höckern 64 und dem Halsabschnitt 58 ausgebildet ist, an der Tasche 48 befestigt, wie in 6 gezeigt ist. Man beachte, dass auch andere Einrichtungen zum festen Befestigen des Futters 46 am Basisabschnitt 44 gemäß dem Bereich der Erfindung vorgesehen werden können.
In 8-10 ist die harte Spitze oder der Schneideinsatz 18 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die harte Spitze oder der Schneideinsatz 18 weist ein axiales vorderes Ende 68 und ein axiales hinteres Ende 70 auf. Der Schneideinsatz 18 ist in drei Hauptabschnitte unterteilt; d.h. einen konvex geformten konischen Kopfabschnitt 72, einen Halsabschnitt 74 und einen axialen hinteren Abschnitt 76, der in einem abgeschrägten Teil 62 endet. Der axial vorderste Abschnitt ist der konvex geformte Kopfabschnitt 72, der am axialen vorderen Ende 68 beginnt und sich entlang einer Längsachse Z-Z in der axialen Rückwärtsrichtung erstreckt. Der mittlere Abschnitt ist der Halsabschnitt 74, der am Übergang zum Kopfabschnitt 72 beginnt und sich entlang der Längsachse Z-Z in der axialen Rückwärtsrichtung zum axialen hinteren Abschnitt 76 erstreckt.
Wie in 8 gezeigt ist, beinhaltet der axiale hintere Abschnitt 76 drei Teile: einen vorderen zylindrischen Teil 84 in der Nähe des Halsabschnitts 74, eine Rundung 86, die mit einem Radius R5 ausgebildet ist, und einen im Wesentlichen planen hinteren Teil 88. In einer Ausführungsform beträgt der Radius R5 zwischen etwa 3,556 mm (0,14 Zoll) und etwa 4,572 mm (0,18 Zoll). Der Radius R5 kann zum Beispiel 4,00 mm (0,157 Zoll) betragen. Man beachte, dass der Radius R5 oder die Rundung 86 des Schneideinsatzes 18 dem Radius R2 oder der Verrundung 20c der Fassung 20 im Wesentlichen gleich ist. Der im Wesentlichen plane hintere Teil 88 weist eine Breite W1 von etwa 5,334 mm (0,21 Zoll) bis etwa 10,414 mm (0,41 Zoll) auf. Zum Beispiel kann der im Wesentlichen plane hintere Teil 88 eine Breite W1 von etwa 7,88 mm (0,31 Zoll) aufweisen. In Fällen, wo der im Wesentlichen plane hintere Teil 88 kreisförmig ist, ist die Breite W1 dem Durchmesser des hinteren Teils 88 im Wesentlichen gleich. Man beachte, dass die Geometrie des planen hinteren Teils 88 im Wesentlichen zur Geometrie der Bodenwand 20b der Fassung 20 passt.
In der dargestellten Ausführungsform ist der hintere Teil 88 im Wesentlichen plan. Man beachte jedoch, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, dass der hintere Teil 88 plan ist, und dass die Erfindung mit jeder vorteilhaften Geometrie praktiziert werden kann, wie konisch, nicht-plan und dergleichen, solange die Geometrie des hinteren Teils 88 im Allgemeinen zu der Geometrie der Bodenwand 20b der Fassung 20 des Futters 46 passt.
Der Schneideinsatz 18 umfasst ein superhartes Material 78, das an ein Hartmetallsubstrat 80 gebunden ist. Das superharte Material kann durch einen Hochtemperatur-, Hochdruckverfahren an das Substrat gebunden sein. Das superharte Material 78 kann Diamant, polykristallinen Diamant (PCD), natürlichen Diamant, synthetischen Diamant, aus der Dampfphase abgeschiedenen Diamant, siliciumgebundenen Diamant, cobaltgebundenen Diamant, thermisch stabilen Diamant, polykristallinen Diamant mit einem Bindemittelanteil von 1 bis 40 Gewichtsprozent, infiltrierten Diamant, geschichteten Diamant, monolithischen Diamant, polierten Diamant, groben Diamant, feinen Diamant, kubisches Bornitrid, diamantimprägnierte Matrix, diamantimprägniertes Carbid, nichtmetallischen katalysierten Diamant oder Kombinationen davon umfassen. Das superharte Material 78 kann eine Dicke von mindestens 2,54 mm (0,100 Zoll) aufweisen. Wie in 10 dargestellt ist, ist das superharte Material 78 nur an den Kopfabschnitt 72 und den Halsabschnitt 74 des Schneideinsatzes 18 gebunden.
In der dargestellten Ausführungsform weist der Kopfabschnitt 72 des Schneideinsatzes 18 eine im Wesentlichen spitz zulaufende Geometrie auf, mit einem Scheitel 82 mit einem Radius R3 zwischen etwa 1,27 mm (0,050 Zoll) bis etwa 3,175 mm (0,125 Zoll). Zum Beispiel kann der Scheitel 82 einen Radius R3 von etwa 2,40 mm (0,090 Zoll) aufweisen. Der Kopfabschnitt 72 ist ebenfalls mit einem Radius R4 von ungefähr 6,35 mm (0,25 Zoll) bis ungefähr 19,05 mm (0,75 Zoll) ausgebildet. Zum Beispiel kann der Kopfabschnitt 72 einen Radius R4 von etwa 12,7 mm (0,50 Zoll) aufweisen.
Wie in 8 gezeigt ist, kann der Kopfabschnitt 72 eine Länge L1 zwischen etwa 76,2 mm (0,30 Zoll) und etwa 88,9 mm (0,35 Zoll) aufweisen. Zum Beispiel kann der Kopfabschnitt 72 eine Länge L1 von etwa 8,27 mm (0,325 Zoll) aufweisen. Der Halsabschnitt 74 weist eine Länge L2 von etwa 0,762 mm (0,03 Zoll) bis etwa 1,143 mm (0,045 Zoll) auf. Zum Beispiel kann der Halsabschnitt 74 eine Länge von etwa 0,95 mm (0,038 Zoll) aufweisen. Der axiale hintere Abschnitt 76 kann eine Länge L3 von etwa 5,588 mm (0,22 Zoll) bis etwa 6,604 mm (0,26 Zoll) aufweisen. D.h., die Länge L3 des axialen hinteren Abschnitts 76 kann etwa sechzig Prozent (60 %) bis etwa neunzig Prozent (90 %) der Länge L1 des Kopfabschnitts 72 betragen. In einer Ausführungsform beträgt die Länge L3 etwa fünfundsiebzig Prozent (75 %) der Länge L1 des Kopfabschnitts 72. Zum Beispiel kann der axiale hintere Abschnitt 76 eine Länge L3 von etwa 6,10 mm (0,24 Zoll) aufweisen. Somit kann der Schneideinsatz 18 eine Gesamtlänge L4 von insgesamt etwa 13,97 mm (0,55 Zoll) bis etwa 16,637 mm (0,655 Zoll) aufweisen. Zum Beispiel beträgt die Gesamtlänge L4 des Schneideinsatzes 18 insgesamt 15,32 mm (0,603 Zoll).
In 11 ist ein Schneideinsatz 18 gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In dieser Ausführungsform ist der Schneideinsatz 18 dem in 8-10 gezeigten Schneideinsatz 18 im Wesentlichen gleich, mit der Ausnahme, dass der in 11 gezeigte Schneideinsatz 18 Höcker 64 am axialen hinteren Abschnitt 76 aufweist. Die Höcker 64 des Schneideinsatzes 18 können den Höckern 64 des Futters 46 im Wesentlichen gleich sein und die gleiche Funktion erfüllen, wenn der Schneideinsatz 18 durch Hartlöten an einer Stelle 66, die zwischen den einzelnen Höckern 64 und dem Halsabschnitt 74 ausgebildet ist, am Futter 46 fixiert wird.
Wie oben angegeben, wird der Schneideinsatz 18 durch Hartlöten und dergleichen in der Fassung 20 des Futters 46 fixiert. Da die Geometrie des Schneideinsatzes 18 im Allgemeinen zur Geometrie der Fassung 20 des Futters 46 passt, wird der Schneideinsatz 18 mit einer Toleranz von etwa 0,13 mm (0,005 Zoll) an der Seitenwand 20a der Fassung 20 fixiert und wird mit einer Toleranz von etwa 0,08 mm (0,003 Zoll) an der Bodenwand 20b der Fassung 20 fixiert. Jedoch sei klargestellt, dass die Geometrie des Schneideinsatzes 18 abhängig von der jeweiligen Anwendung variieren kann, solange der Halsabschnitt 74 und der axiale hintere Abschnitt 76 zur Geometrie der Fassung 20 des Futters 46 passt. Zum Beispiel können die Bodenwand 20b der Fassung 20 und der hintere Teil 88 des Schneideinsatzes 18 nicht-plan, konisch oder dergleichen sein.
Wie in 2 gezeigt ist, ist der Halsabschnitt 74 und der axiale hintere Abschnitt 76 des Schneideinsatzes 18 innerhalb der Fassung 20 des Futters 46 angeordnet. Anders ausgedrückt erstreckt sich der Kopfabschnitt 72 des Schneideinsatzes 18 vom axialen vorderen Ende 52 des Futters 46 aus. Somit werden zwischen etwa sechzig Prozent (60 %) und etwa neunzig Prozent (90 %) des Schneideinsatzes 18 in der Fassung 20 des Futters 46 aufgenommen. Infolgedessen ist die Geometrie des Schneideinsatzes 18 und die dazu passende Geometrie der Fassung 20 des Futters 46 so, dass ein relativ großer Prozentanteil des Schneideinsatzes 18 in der Fassung 20 des Futters aufgenommen wird, wodurch die Übertragung von Kräften und Spannungen auf das Schneidwerkzeug 10 während eines Bearbeitungsvorgangs effektiver verringert werden kann und ein Werkzeugversagen im Vergleich zu herkömmlichen Schneidspitzen mit Schäften, die sich vom axialen vorderen Ende des Schneidwerkzeugs weiter weg erstrecken, verringert ist.

Claims

Drehbares Schneidwerkzeug (10), umfassend: einen Schneidwerkzeugkörper (12), wobei der Schneidwerkzeugkörper (12) ein axiales vorderes Ende (14) und ein axiales hinteres Ende (16), einen Kopfabschnitt (22), der axial hinter dem axialen vorderen Ende (14) liegt, einen Halsabschnitt (24), der axial hinter dem Kopfabschnitt (22) liegt, und einen Schaftabschnitt (26), der axial hinter dem Halsabschnitt (24) und axial vor dem axialen hinteren Ende (16) liegt, aufweist; ein Futter (46), das mindestens zum Teil im Kopfabschnitt (22) aufgenommen ist, wobei das Futter (46) einen konvex geformten Kopfabschnitt (56), der mit einem Radius (R1) ausgebildet ist, einen Halsabschnitt (58) und einen konischen Schaftabschnitt (60) beinhaltet, wobei der konvex geformte Kopfabschnitt (56) eine Fassung (20) beinhaltet, die mit einer Seitenwand (20a), einer Bodenwand (20b) und einer Rundung (20c), die mit einem Radius (R2) ausgebildet ist und die sich zwischen der Seitenwand (20a) und der Bodenwand (20b) erstreckt, ausgebildet ist; und einen Schneideinsatz (18), der mindestens zum Teil in der Fassung (20) des Futters (46) aufgenommen ist, wobei der Schneideinsatz (18) einen konvex geformten, konischen Kopfabschnitt (72), einen Halsabschnitt (74) und einen axialen hinteren Abschnitt (76) beinhaltet, wobei der axiale hintere Abschnitt (76) einen vorderen zylindrischen Teil (84) in der Nähe des Halsabschnitts (74), eine Rundung (86), die mit einem Radius (R5) ausgebildet ist, und einen hinteren Teil (88) beinhaltet, wobei zwischen sechzig Prozent (60 %) und neunzig Prozent (90 %) des Schneideinsatzes (18) in der Fassung (20) des Futters (46) aufgenommen sind, wodurch Kräfte und Spannungen, die während eines Bearbeitungsvorgangs auf das Schneidwerkzeug (10) übertragen werden, verringert werden, wobei der Kopfabschnitt (72) des Schneideinsatzes (18) eine spitz zulaufende Geometrie mit einem Scheitel (82) mit einem Radius (R3) aufweist, und wobei der Kopfabschnitt (72) des Schneideinsatzes (18) mit einem Radius (R4) ausgebildet ist.
Drehbares Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 1, wobei der Schneideinsatz (18) ein superhartes Material (78) umfasst, das an ein Hartmetallsubstrat (80) gebunden ist.
Drehbares Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 2, wobei das superharte Material (78) Diamant, polykristallinen Diamant (PCD), natürlichen Diamant, synthetischen Diamant, aus der Dampfphase abgeschiedenen Diamant, siliciumgebundenen Diamant, cobaltgebundenen Diamant, thermisch stabilen Diamant, polykristallinen Diamant mit einem Bindemittelanteil von 1 bis 40 Gewichtsprozent, infiltrierten Diamant, geschichteten Diamant, monolithischen Diamant, polierten Diamant, groben Diamant, feinen Diamant, kubisches Bornitrid, diamantimprägnierte Matrix, diamantimprägniertes Carbid, nichtmetallischen katalysierten Diamant oder Kombinationen davon umfasst.
Drehbares Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 2, wobei das superharte Material (78) nur an den konvex geformten Kopfabschnitt (72) und den Halsabschnitt (74) des Schneideinsatzes (18) gebunden ist.
Drehbares Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 1, wobei der Halsabschnitt (74) und der axiale hintere Abschnitt (76) des Schneideinsatzes (18) innerhalb der Fassung (20) des Futters (46) aufgenommen ist.
Drehbares Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 1, wobei der Kopfabschnitt (72) eine Länge (L1) aufweist, der Halsabschnitt (74) eine Länge (L2) aufweist und der axiale hintere Abschnitt (76) eine Länge (L3) aufweist.
Drehbares Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 6, wobei die Länge (L3) des axiale hinteren Abschnitts (76) sechzig Prozent (60 %) bis neunzig Prozent (90 %) der Länge (L1) des Kopfabschnitts (72) beträgt.
Drehbares Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 1, wobei der konvex geformte Kopfabschnitt (56) des Futters (46) mit einem Radius (R1) ausgebildet ist.
Drehbares Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 1, wobei das Futter (46) ferner mehrere Höcker (64) aufweist, die im konischen Schaftabschnitt (60) ausgebildet sind, um mit einer Tasche (48), die in einem Basisabschnitt (44) des Kopfabschnitts (22) ausgebildet ist, in Eingriff zu kommen.
Drehbares Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 9, wobei die mehreren Höcker (64) in zwei kreisförmigen Reihen um den konischen Schaftabschnitt (60) des Futters (46) herum angeordnet sind.
Drehbares Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 1, wobei der Schneideinsatz (18) mit einer Toleranz von 0,13 mm (0,005 Zoll) an der Seitenwand (20a) der Fassung (20) fixiert ist und mit einer Toleranz von 0,08 mm (0,003 Zoll) an der Bodenwand (20b) der Fassung (20) fixiert ist.
Drehbares Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 1, wobei der Radius (R2) der Rundung des Futters (46) ungefähr gleich dem Radius (R5) der Rundung (86) des axial hinteren Abschnitts (76) des Schneideinsatzes (18) ist.
Drehbares Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 1, wobei die Bodenwand (20b) der Fassung (20) und der hintere Teil (88) des Schneideinsatzes (18) im Wesentlichen plan sind.
Schneideinsatz (18), der mindestens zum Teil in einer Fassung (20) eines Futters (46) eines drehbaren Schneidwerkzeugs (10) aufzunehmen ist, wobei der Schneideinsatz (18) einen konvex geformten konischen Kopfabschnitt (72) mit einer Länge (L1), einen Halsabschnitt (74) mit einer Länge (L2) und einen axialen hinteren Abschnitt (76) mit einer Länge (L3) umfasst, wobei der axiale hintere Abschnitt (76) einen vorderen zylindrischen Teil (84) in der Nähe des Halsabschnitts (74), eine Rundung (86), die mit einem Radius (R5) ausgebildet ist, und einen hinteren Teil (88) aufweist, wobei die Länge (L2) des Halsabschnitts (74) und die Länge (L3) des axialen hinteren Abschnitts (76) zwischen sechzig Prozent (60 %) und neunzig Prozent (90 %) der Länge (L1) des Kopfabschnitts (72) beträgt, wobei der Kopfabschnitt (72) des Schneideinsatzes (18) eine spitz zulaufende Geometrie mit einem Scheitel (82) mit einem Radius (R3) aufweist, und wobei der Kopfabschnitt (72) des Schneideinsatzes (18) mit einem Radius (R4) ausgebildet ist.
Schneideinsatz (18) nach Anspruch 14, wobei der Schneideinsatz (18) ein superhartes Material (78) umfasst, das an ein Hartmetallsubstrat (80) gebunden ist.
Schneideinsatz (18) nach Anspruch 15, wobei das superharte Material (78) Diamant, polykristallinen Diamant (PCD), natürlichen Diamant, synthetischen Diamant, aus der Dampfphase abgeschiedenen Diamant, siliciumgebundenen Diamant, cobaltgebundenen Diamant, thermisch stabilen Diamant, polykristallinen Diamant mit einem Bindemittelanteil von 1 bis 40 Gew.-%, infiltrierten Diamant, geschichteten Diamant, monolithischen Diamant, polierten Diamant, groben Diamant, feinen Diamant, kubisches Bornitrid, diamantimprägnierte Matrix, diamantimprägniertes Carbid, nichtmetallischen katalysierten Diamant oder Kombinationen davon umfasst.
Drehbares Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 15, wobei das superharte Material (78) nur an den konvex geformten Kopfabschnitt (72) und den Halsabschnitt (74) des Schneideinsatzes (18) gebunden ist.
Schneideinsatz (10) nach Anspruch 14, wobei der hintere Teil (88) im Wesentlichen plan ist.