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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schneideinsatz, der für ein Schneidwerkzeug verwendet wird, und auf ein Schneidwerkzeug, in das dieser Schneideinsatz eingebaut wird, und auf ein Schneidverfahren unter Verwendung derselben.
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STAND DER TECHNIK
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Herkömmlich wird in vielen Fällen ein Schneidwerkzeug wie etwa ein Flächenfräser und ein Stirnfräser, insbesondere ein wirtschaftlich hervorragendes Schneidwerkzeug vom Einwegtyp, verwendet, in dem ein Schneideinsatz zur Verwendung in einen Halter eingebaut wird.
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Zum Beispiel offenbart das Patentdokument 1 einen Schneideinsatz, in dem in einem Zustand, in dem der Schneideinsatz in einen Halter eingebaut ist und die Hauptschneidkante durch einen Nutabschnitt geteilt ist, der in einer Draufsicht im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptschneidkante verläuft, eine Spanfläche relativ zu einer Hauptschneidkante einen positiven Spanwinkel bildet. Ein solcher Schneideinsatz führt eine große Menge Späne ab und wird hauptsächlich für schwere Schneidarbeit mit hohem Schneidwiderstand zur Zeit des Schneidens verwendet. Da die Hauptschneidkante in diesem Fall durch mehrere getrennte Hauptschneidkanten gebildet ist, die durch den Nutabschnitt getrennt sind, werden die Späne in Breitenrichtung fein verteilt abgeführt. Da die abgeführten Späne auf diese Weise in Breitenrichtung fein verteilt werden, ist es möglich, den Schneidwiderstand zur Zeit des Schneidens zu verringern. Im Ergebnis ist es möglich, die Ratterschwingung während der Arbeit zu verringern.
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Allerdings verläuft der Nutabschnitt in dem im Patentdokument 1 beschriebenen Schneideinsatz in einer Draufsicht im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptschneidkante. Somit wird in einem Fall wie in dem Flächenfräser und dergleichen, in dem der Schneideinsatz verwendet wird, während er so an dem Halter befestigt ist, dass die Hauptschneidkante relativ zu einer Halteachse geneigt ist, ein Nichtschneidabschnitt (ein ungeschnittener Abschnitt), der zur Zeit des Schneidens durch den Nutabschnitt geht, mit dem Schneideinsatz in Überlagerung gebracht. Somit wird ein Reibungswiderstand erzeugt und gibt es also ein Problem, dass der Schneidwiderstand zur Zeit des Schneidens erhöht ist.
Patentdokument 1:
japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 07-299636 .
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Die
JP 2003-025135 A und die
WO 2006/035910 A1 zeigen Schneideinsätze mit einer oder mehreren vertikalen Nuten in der Freifläche.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Schneideinsatzes, der die Überlagerung mit einem Nichtschneidabschnitt so verringern kann, dass selbst in schwerer Schneidarbeit der Schneidwiderstand verringert wird und er eine hervorragende Schneidleistung zeigt, und eines Schneidwerkzeugs und eines Schneidverfahrens unter Verwendung derselben.
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MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
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Diese Aufgabe wird durch einen Schneideinsatz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eines Schneidwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie eines Schneidverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.
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Ein Schneideinsatz der vorliegenden Erfindung weist eine obere Oberfläche, eine untere Oberfläche, eine seitliche Oberfläche, eine Schneidkante, einen Nutabschnitt auf. Die Schneidkante weist eine Hauptschneidkante auf, eine Hilfsschneidkante, die so angeordnet ist, dass sie in der Draufsicht auf die obere Oberfläche mit der Hauptschneidkante einen stumpfen Winkel bildet, und eine Eckschneidkante, die zwischen der Hauptschneidkante und der Hilfsschneidkante positioniert ist, wobei die Schneidkante wenigstens in einem Teil eines Verschneidungsbereichs zwischen der oberen Oberfläche und der seitlichen Oberfläche gebildet ist und ein Nutabschnitt an der seitlichen Oberfläche so gebildet ist, dass er die obere Oberfläche erreicht. Eine an der Seite der Eckschneidkante positionierte Seitenwandfläche des Nutabschnitts ist so gebildet, dass sie in der Draufsicht auf die obere Oberfläche im Wesentlichen parallel zu der Hilfsschneidkante ist oder sich in Richtung des Innern des Nutabschnitts der Hilfsschneidkante annähert.
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Ein Schneidwerkzeug der vorliegenden Erfindung weist einen Halter und einen Schneideinsatz, der in eine Vorderseite des Halters eingebaut ist, in dem die Hilfsschneidkante des Schneideinsatzes im Wesentlichen senkrecht zu einer Achse des Halters positioniert ist, auf.
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Ein Schneidverfahren eines Werkmaterials der vorliegenden Erfindung umfasst die folgenden (i) bis (iii):
- (i) Rotierenlassen des Schneidwerkzeug und/oder des Werkmaterials in der Weise, dass das Werkmaterial und das Schneidwerkzeug einander angenähert werden;
- (ii) Bringen der Schneidkante des Schneidwerkzeugs in Kontakt mit einer Oberfläche des Werkmaterials, um das Werkmaterial zu schneiden; und
- (iii) Lösen des Schneidwerkzeugs von dem Werkmaterial.
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WIRKUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Dicke der erzeugten Späne zu verringern und eine Breite der Späne zu verkleinern und außerdem die Überlagerung zwischen dem Nichtschneidabschnitt und dem Schneideinsatz zu verringern.
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Somit ist es möglich, den zur Zeit des Schneidens wirkenden Schneidwiderstand zu verringern und selbst unter strengeren Schneidbedingungen eine hervorragende Schneidleistung auszuüben.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Schneideinsatz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist eine Draufsicht des in 1 gezeigten Schneideinsatzes.
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3(a) ist eine Seitenansicht des in 1 gezeigten Schneideinsatzes; und 3(b) ist eine Unteransicht davon.
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4 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die die Umgebung eines Nutabschnitts des in 2 gezeigten Schneideinsatzes zeigt.
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5 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Schneidwerkzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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6(a)–6(c) sind schematisch veranschaulichende Ansichten, die ein Schneidverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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<Schneideinsatz>
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Im Folgenden wird anhand von 1 bis 4 ausführlich eine Ausführungsform eines Schneideinsatzes (im Folgenden als ein Einsatz bezeichnet) gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in 1 bis 3 gezeigt ist, ist ein Einsatz 1 der vorliegenden Ausführungsform mit einem Hauptkörper 7 versehen, der eine obere Oberfläche 2, eine seitliche Oberfläche 3 und eine untere Oberfläche 6 aufweist. Der Hauptkörper 7 weist eine Schneidkante 4, die wenigstens in einem Teil eines Verschneidungsbereichs zwischen der oberen Oberfläche 2 und der seitlichen Oberfläche 3 gebildet ist, und einen Nutabschnitt 5, der an der seitlichen Oberfläche 3 so gebildet ist, dass er die obere Oberfläche 2 erreicht, auf. Die obere Oberfläche 2 des Hauptkörpers 7 wirkt als eine Spanfläche (im Folgenden als die Spanfläche 2 bezeichnet) und die seitliche Oberfläche 3 des Hauptkörpers 7 wirkt als eine Freifläche (im Folgenden als die Freifläche 3 bezeichnet). Somit ist die Schneidkante 4 wenigstens in einem Teil des Verschneidungsbereichs zwischen der Spanfläche 2 und der Freifläche 3 gebildet und ist der Nutabschnitt 5 an der Freifläche 3 so gebildet, dass er die Spanfläche 2 erreicht.
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Die Schneidkante 4 weist eine Hauptschneidkante 41, eine Hilfsschneidkante 42, die so angeordnet ist, dass sie mit der Hauptschneidkante 41 in der Draufsicht auf die obere Oberfläche einen stumpfen Winkel bildet, und eine Eckschneidkante 43, die zwischen der Hauptschneidkante 41 und der Hilfsschneidkante 42 positioniert ist, auf. Die Eckschneidkante 43 verbindet die Hauptschneidkante 41 und die Hilfsschneidkante 42.
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Die Anordnung der Hauptschneidkante 41 und der Hilfsschneidkante 42 in der Weise, dass sie in der Draufsicht auf die obere Oberfläche einen stumpfen Winkel bilden, bedeutet, dass ein Winkel θ zwischen einer hypothetischen Verlängerungslinie L1, die die Hauptschneidkante 41 verlängert, und einer hypothetischen Verlängerungslinie L2, die die Hilfsschneidkante 42 verlängert, ein stumpfer Winkel ist. Es sollte hier angemerkt werden, dass die hypothetische Verlängerungslinie L1 der Hauptschneidkante 41 eine gerade hypothetische Verlängerungslinie ist, die dadurch erhalten wird, dass ein Ende P1 der Hauptschneidkante 41 mit dem anderen Ende P2 verbunden wird. Die hypothetische Verlängerungslinie L2 der Hilfsschneidkante 42 ist ebenfalls als die hypothetische Verlängerungslinie L1 der Hauptschneidkante 41 geregelt. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform sind die Hauptschneidkante 41 bzw. die Hilfsschneidkante 42 so gebildet, dass der Winkel θ zwischen der hypothetischen Verlängerungslinie L1 und der hypothetischen Verlängerungslinie L2 ein stumpfer Winkel ist. Der Winkel θ kann 90 bis 135 Grad sein.
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Der Hauptkörper 7 hat die Form einer mehreckigen Platte, insbesondere einer quadratischen Platte. In dem in Form einer quadratischen Platte gebildeten Hauptkörper 7 ist eine Durchgangsbohrung 50 gebildet, die von einem Mittelteil der Spanfläche 2 durch die untere Oberfläche 6 geht. Diese Durchgangsbohrung 50 dient zum Einführen einer später beschriebenen Befestigungsschraube 51 zum Befestigen des Einsatzes 1 an einem Halter 11. Der Einsatz 1 ist in Bezug auf eine Mittelachse der Durchgangsbohrung 50 in 90°-Rotationssymmetrie gebildet. Somit weist der Hauptkörper 7 vier Hauptschneidkanten 41, vier Hilfsschneidkanten 42 und vier Eckschneidkanten 43 auf. Das heißt, der Einsatz 1 kann auf eine Viereckspezifikation angewendet werden und ist wirtschaftlich hervorragend.
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An der Freifläche 3 sind mehrere Nutabschnitte 5 ausgerichtet. Die Nutabschnitte 5 erstrecken sich bis zur Spanfläche 2. Somit ist die Hauptschneidkante 41 durch die Nutabschnitte 5 in mehrere getrennte Hauptschneidkanten 411 geteilt. Genauer sind in der vorliegenden Ausführungsform für eine Hauptschneidkante 41 zwei Nutabschnitte 5 gebildet und ist eine Hauptschneidkante 41 in drei getrennte Hauptschneidkanten 411 geteilt.
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Der Nutabschnitt 5 ist hier so gebildet, dass er in der Draufsicht auf die obere Oberfläche von der Freifläche 3 in Richtung der Innenseite des Hauptkörpers 7 verläuft. Der Nutabschnitt 5 weist einander gegenüberliegende Seitenwandoberflächen 5a und 5b und eine Bodenfläche 5c, die zwischen den seitlichen Wandflächen 5a und 5b positioniert ist, auf. Die Seitenwandflächen 5a und 5b und die Bodenfläche 5c sind Oberflächen, die in der Dickenrichtung des Einsatzes 1 verlaufen.
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Die an der Seite der Eckschneidkante 43 positionierte Seitenwandfläche 5a unter den Seitenwandflächen 5a und 5b ist so gebildet, dass sie in der Draufsicht auf die obere Oberfläche im Wesentlichen parallel zu der Hilfsschneidkante 42 ist. Durch eine solche Konfiguration ist es selbst mit dem Einsatz, der so in den Halter eingebaut ist, dass er einen Randschneidkantenwinkel bildet, möglich, die Überlagerung zwischen einem Nichtschneidabschnitt und dem Einsatz zu verringern. Somit werden die Späne in der Breitenrichtung geteilt, sodass der Schneidwiderstand verringert wird. Da die erzeugten Späne eine kleine Breite aufweisen, ist es außerdem möglich, eine Spanabführungseigenschaft zu verbessern.
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Wenn die Seitenwandfläche 5a des Nutabschnitts 5 im Wesentlichen parallel zu der Hilfsschneidkante 42 hergestellt ist, bedeutet das, dass beide im Wesentlichen parallel zueinander gebildet sind. Das heißt, obgleich die Seitenwandfläche 5a des Nutabschnitts 5 je nach Größe des Einsatzes 1 um 0 bis 2 Grad relativ zu der Hilfsschneidkante 42 geneigt sein kann, ist es in diesem Fall ebenfalls möglich, dieselbe Wirkung wie oben zu erhalten.
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Genauer bedeutet, dass die Seitenwandfläche 5a des Nutabschnitts 5 in der Draufsicht auf die obere Oberfläche im Wesentlichen parallel zu der Hilfsschneidkante 42 hergestellt ist, dass eine hypothetische Verlängerungslinie Y2 eines geraden Teils einer Verschneidungskantenlinie zwischen der Seitenwandfläche 5a des Nutabschnitts 5 und der Spanfläche 2, wie in 4 gezeigt ist, im Wesentlichen parallel zu der Hilfsschneidkante 42 ist. Es sollte angemerkt werden, dass in einem Fall, in dem die Seitenwandfläche 5a eine gekrümmte Oberfläche ist, eine Tangente an einem Verbindungspunkt zwischen einem gekrümmten Schneidkantenabschnitt 411'A, der an einem Ende der getrennten Hauptschneidkante 411 gebildet ist, und der Seitenwandfläche 5a in der Draufsicht auf die obere Oberfläche die hypothetische Verlängerungslinie Y2 sein kann.
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Währenddessen ist die der Seitenwandfläche 5a gegenüberliegende Seitenwandfläche 5b in der Draufsicht auf die obere Oberfläche im Wesentlichen parallel zu der Hilfsschneidkante 42 gebildet. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform sind die Seitenwandflächen 5a und 5b so gebildet, dass sie im Wesentlichen parallel zueinander sind. Dadurch ist die Stärke des Hauptkörpers 7 verbessert.
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Es sollte angemerkt werden, dass, die Seitenwandfläche 5b in der Draufsicht auf die obere Oberfläche im Wesentlichen parallel zu der Hilfsschneidkante 42 herzustellen, bedeutet, dass eine hypothetische Verlängerungslinie Y1 eines geraden Teils einer Verschneidungskantenlinie zwischen der Seitenwandfläche 5b und der Spanfläche 2 im Wesentlichen parallel zu der Hilfsschneidkante 42 ist. Das heißt, die Seitenwandfläche 5b des Nutabschnitts 5 kann um 0 bis 2 Grad relativ zu der Hilfsschneidkante 42 geneigt sein. Andere Konfigurationen wie ein Fall, in dem die Seitenwandfläche 5a im Wesentlichen. parallel zu der Hilfsschneidkante 42 ist, sind ebenfalls geregelt.
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Die Seitenwandflächen mehrerer der Nutabschnitte 5, die so gebildet sind, dass sie die Hauptschneidkante 41 teilen, sind so gebildet, dass sie im Wesentlichen parallel zueinander sind. Dadurch wird die Abführungsrichtung der erzeugten Späne festgelegt, kann die Spanabführungsrichtung stabilisiert werden und ist die Spanabführungseigenschaft verbessert. Es sollte angemerkt werden, dass, die Seitenwandflächen der Nutabschnitte 5 im Wesentlichen parallel zueinander herzustellen, bedeutet, dass die Seitenwandflächen 5a der Nutabschnitte 5 im Wesentlichen parallel zueinander sind und dass die Seitenwandflächen 5b der Nutabschnitte 5 im Wesentlichen parallel zueinander sind. Eine Seitenwandfläche 5a des Nutabschnitts 5 kann hier um 0 bis 2 Grad relativ zu der anderen Seitenwandfläche 5a geneigt sein und eine Seitenwandfläche 5b des Nutabschnitts 5 kann hier um 0 bis 2 Grad relativ zu den anderen Seitenwandflächen 5b geneigt sein.
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Wie in 4 gezeigt ist, ist unter mehreren die Hauptschneidkante 41 bildenden getrennten Hauptschneidkanten 411 die getrennte Hauptschneidkante 411' an beiden Enden mit den Nutabschnitten 5 verbunden. Die getrennte Hauptschneidkante 411' weist an den beiden Enden in der Draufsicht auf die obere Oberfläche gekrümmte Schneidkantenabschnitte 411'A und 411'A auf. Durch eine solche Konfiguration kann die den beiden Enden der getrennten Hauptschneidkante 411' auferlegte große Belastung verteilt werden. Das heißt, es ist möglich, die Schneidstärke an beiden Enden der getrennten Hauptschneidkante 411' zu erhöhen. Somit ist es möglich, das Abplatzen der Schneidkante zu verringern.
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Die zwei gekrümmten Schneidkantenabschnitte 411'A und 411'A der getrennten Hauptschneidkante 411' haben in der Draufsicht auf die obere Oberfläche Bogenform. Dadurch wird eine Wirkung des Verteilens der Belastung verbessert.
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In einem Fall, in dem die zwei gekrümmten Schneidkantenabschnitte 411'A und 411'A in der Draufsicht auf die obere Oberfläche in einer Bogenform gebildet sind, wird vorzugsweise die folgende Beziehung erhalten. Das heißt, wenn derjenige der zwei gekrümmten Schneidkantenabschnitte 411'A und 411'A, der an der Seite nahe der Eckschneidkante 43 liegt, als ein gekrümmter Schneidkantenabschnitt 411'A1 dient und der andere als ein gekrümmter Schneidkantenabschnitt 411'A2 dient, ist der Krümmungsradius R1 des gekrümmten Schneidkantenabschnitts 411'A1 vorzugsweise größer als der Krümmungsradius R2 des gekrümmten Schneidkantenabschnitts 411'A2. Das heißt, die Krümmungsradien R1 und R2 genügen vorzugsweise der Beziehung R1 > R2. Dadurch ist es möglich, eine Kontaktlänge mit einem Werkmaterial an den beiden Enden des getrennten Hauptschneidabschnitts 411' im Wesentlichen einheitlich zu machen. Somit ist es möglich, die Abführungsrichtung der durch die getrennte Hauptschneidkante 411' erzeugten Späne zu stabilisieren. Das Folgende sind ausführlichere Gründe.
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Wie oben erwähnt wurde, sind in dem Nutabschnitt 5 die Seitenwandflächen 5a und 5b im Wesentlichen parallel zu der Hilfsschneidkante 42 gebildet. Somit sind die Winkel zwischen den beiden Enden des getrennten Hauptschneidabschnitts 411' der Hauptschneidkante 41, die einen stumpfen Winkel mit der Hilfsschneidkante 42 bilden, und den Seitenwandflächen 5a und 5b des Nutabschnitts 5 voneinander verschieden. Das heißt, das Ende der an der Seite nahe der Eckschneidkante 43 positionierten getrennten Hauptschneidkante 411' ist so verbunden, dass es mit der Seitenwandfläche 5b des Nutabschnitts 5 einen stumpfen Winkel bildet. Währenddessen ist das andere Ende der getrennten Hauptschneidkante 411' so verbunden, dass es mit der Seitenwandfläche 5a des Nutabschnitts 5 einen spitzen Winkel bildet.
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Genauer ist dann, wenn ein Winkel zwischen der Hauptschneidkante 41 und der Hilfsschneidkante 42 θ (der stumpfe Winkel) ist, die getrennte Hauptschneidkante 411' so gebildet, dass das an der Seite nahe der Eckschneidkante 43 positionierte Ende der getrennten Hauptschneidkante 411' mit der Seitenwandfläche 5b des Nutabschnitts 5 den Winkel θ (den stumpfen Winkel) bildet. Währenddessen ist die getrennte Hauptschneidkante 411' so gebildet, dass das andere Ende der getrennten Hauptschneidkante 411' mit der Seitenwandfläche 5a des Nutabschnitts 5 einen Winkel (180 Grad – θ) (den spitzen Winkel) bildet.
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Wie in 4 gezeigt ist, sind die Winkel zwischen der getrennten Hauptschneidkante 411' und den Seitenwandflächen 5a und 5b des Nutabschnitts 5 Winkel zwischen einer hypothetischen Verlängerungslinie X, die ein gerader Schneidkantenteil unter der getrennten Hauptschneidkante 411' ist, und den hypothetischen Verlängerungslinien Y1 und Y2.
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Auf diese Weise ist die getrennte Hauptschneidkante 411' in der vorliegenden Ausführungsform so gebildet, dass die beiden Enden der getrennten Hauptschneidkante 411' mit den Seitenwandflächen 5a und 5b des Nutabschnitts 5 voneinander verschiedene Winkel (den spitzen Winkel und den stumpfen Winkel) bilden. Somit sind in der vorliegenden Ausführungsform die getrennte Hauptschneidkante 411' und die Seitenwandflächen 5a und 5b des Nutabschnitts 5, die diese Winkel bilden, mit den gekrümmten Schneidkantenabschnitten 411'A1 und 411'A2 mit den obigen Krümmangsradien R1 und R2 miteinander verbunden. Das heißt, die getrennte Hauptschneidkante 411' ist so gebildet, dass sie R1 > R2 genügt.
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Da der an dem einen Ende positionierte gekrümmte Schneidkantenabschnitt 411'A1, der mit dem Nutabschnitt 5 einen größeren Winkel (den stumpfen Winkel) bildet, in einer Bogenform mit einem größeren Krümmungsradius R gebildet ist, ist somit die Kontaktlänge mit den Spänen zur Zeit des Schneidens im Vergleich zu einem Fall, in dem die gekrümmten Schneidkantenabschnitte in einer Bogenform mit demselben Krümmungsradius R gebildet sind, verlängert. Da der an dem anderen Ende positionierte gekrümmte Schneidkantenabschnitt 411'A2, der mit dem Nutabschnitt 5 einen kleineren Winkel (spitzen Winkel) bildet, in einer Bogenform mit dem kleineren Krümmungsradius R gebildet ist, ist indessen die Kontaktlänge mit den Spänen zur Zeit des Schneidens verkürzt.
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Durch eine solche Konfiguration ist es möglich, die Kontaktlänge mit den Spänen zur Zeit des Schneidens an den beiden Enden der getrennten Hauptschneidkante 411', die mit dem Nutabschnitt 5 die unterschiedlichen Winkel bilden, im Wesentlichen einheitlich zu machen. Somit ist es möglich, die Schneiddrücke, die den beiden Enden der getrennten Hauptschneidkante 411' auferlegt werden, im Wesentlichen einheitlich zu machen. Somit wird die Spanabführrichtung an den beiden Enden der getrennten Hauptschneidkante 411' stabilisiert und die Spanabführeigenschaft verbessert.
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Außerdem ist der gekrümmte Schneidkantenabschnitt vorzugsweise so gebildet, dass der Krümmungsradius R1 des an der Seite nahe der Eckschneidkante 43 positionierten gekrümmten Schneidkantenabschnitts 411'A1 größer ist. Dadurch ist es möglich, die Schneidstärke des an der Seite nahe der Eckschneidkante 43 positionierten gekrümmten Schneidkantenabschnitts 411'A1, dem ein höherer Schnittdruck auferlegt wird, weiter zu verbessern. Somit kann das Abplatzen der Schneidkante verringert werden und wird die Werkzeuglebensdauer verbessert.
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Währenddessen ist der Nutabschnitt 5 an der Freifläche 3 von der Spanfläche 2 bis zu der unteren Oberfläche 6 gebildet. Eine Tiefe dieses Nutabschnitts 5 ist eine Tiefe, die den Schneidwiderstand verringern kann und die Stärke des Einsatzes 1 nicht vermindern kann. Wie in 2 und 3(b) gezeigt ist, ist eine Tiefe D1 des Nutabschnitts 5 an der unteren Oberfläche 6 kleiner als eine Tiefe D2 des Nutabschnitts 5 an der Spanfläche 2. Das heißt, die Tiefen D1 und D2 des Nutabschnitts 5 genügen der Beziehung D1 < D2. Dadurch wird die Stärke des Einsatzes 1 verbessert. Somit ist es möglich, den Bruch der unteren Oberfläche 6 des Einsatzes 1 zu verringern.
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Es sollte hier angemerkt werden, dass die Tiefe D1 des Nutabschnitts 5 eine maximale Größe des Nutabschnitt 5 in der Richtung im Wesentlichen orthogonal zu einer Grenzlinie zwischen der unteren Oberfläche 6 und der Freifläche 3 an der unteren Oberfläche 6 bedeutet. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Größe von der Grenzlinie bis zu der Bodenfläche 5c in der obigen Richtung an der unteren Oberfläche 6 die maximale Größe.
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Die Tiefe D2 des Nutabschnitts 5 bedeutet hier eine maximale Größe des Nutabschnitts 5 in der Richtung im Wesentlichen orthogonal zu der Hauptschneidkante 41 an der Spanfläche 2. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Größe von der Hauptschneidkante 41 bis zu der Bodenfläche 5c in der obigen Richtung an der Spanfläche 2 die maximale Größe.
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Wie in 3(a) gezeigt ist, ist ein Breite W1 des Nutabschnitts 5 an der unteren Oberfläche 6 größer als eine Breite W2 des Nutabschnitts 5 an der Spanfläche 2. Das heißt, die Breiten W1 und W2 des Nutabschnitts 5 genügen der Beziehung W1 > W2. Dadurch ist die Stärke des Einsatzes 1 verbessert. Somit ist es möglich, den Bruch der unteren Oberfläche 6 des Einsatzes 1 zu verringern. Es sollte hier angemerkt werden, dass die Breiten W1 und W2 des Nutabschnitts 5 eine maximale Größe des Nutabschnitts 5 in der Richtung parallel zu der Freifläche 3 an der unteren Oberfläche 6 und an der Spanfläche 2 bedeuten.
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In der Aufsicht auf die untere Oberfläche ist der Nutabschnitt 5 im Wesentlichen in einer Bogenform gebildet. Da Kanten entfernt sind, ist es dadurch möglich, die Erzeugung von Rissen zu verringern.
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Mehrere der an der Freifläche 3 gebildeten Nutabschnitte 5 weisen in Richtung der Eckschneidkante 43 einen größeren Freiwinkel auf. Dadurch wird die Überlagerung mit dem Werkmaterial unterdrückt und die Spanführungseigenschaft verbessert. Es sollte hier angemerkt werden, dass der Freiwinkel des Nutabschnitts 5, wie in 1 gezeigt ist, einen Winkel zwischen einer Linie L3, die senkrecht zu der unteren Oberfläche 6 durch die Hauptschneidkante 41 geht, und einer hypothetischen Verlängerungslinie L4 der Bodenfläche 5c des Nutabschnitts 5 bedeutet. Die hypothetische Verlängerungslinie L4 der Bodenfläche 5c ist eine gerade hypothetische Verlängerungslinie, die durch Verbinden eines auf der innersten Seite des Einsatzes 1 in der Bodenfläche 5c an der Spanfläche 2 positionierten Punkts und eines auf der innersten Seite des Einsatzes 1 in der Bodenfläche 5c an der unteren Oberfläche 6 positionierten Punkts erhalten wird.
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In der Draufsicht auf die obere Oberfläche weisen mehrere Nutabschnitte 5 in Richtung der Eckschneidkante 43 eine kleinere Tiefe auf. Dadurch ist an der Seite nahe der Eckschneidkante 43, der ein höherer Schnittdruck auferlegt wird, die Stärke der Schneidkante verbessert. Somit ist es möglich, das Abplatzen der Schneidkante zu verringern. Es sollte angemerkt werden, dass die Tiefe des Nutabschnitts 5 ebenso wie die obigen D1 und D2 geregelt sind.
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Ferner ist der Einsatz 1 mit einem Vorsprung 20 versehen, der so gebildet ist, dass er der getrennten Hauptschneidkante 411 entspricht. Durch eine solche Konfiguration werden die durch die getrennte Hauptschneidkante 411 erzeugten Späne mit dem entsprechenden Vorsprung 20 in Kontakt gebracht und stabil eingerollt. Im Ergebnis wird eine Wirkung der Verbesserung der Spanabführeigenschaft weiter verstärkt. Ausführlicher werden in der Draufsicht auf die obere Oberfläche die Späne mit der Abführrichtung, die durch den Nutabschnitt 5 mit den im Wesentlichen parallel zu der Hilfsschneidkante 42 gebildeten Seitenwandflächen 5a und 5b stabilisiert ist, mit dem entsprechenden Vorsprung 20 stabil in Kontakt gebracht. Da die Späne durch den Vorsprung 20 stabil eingerollt werden, ist es dadurch möglich, die Spanabführeigenschaft weiter zu verbessern.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist der Vorsprung 20 in der Draufsicht auf die obere Oberfläche in einer Höckerform mit einer Symmetrieachse Z gebildet. Die Verlaufsrichtung dieser Symmetrieachse Z ist im Wesentlichen senkrecht zu der getrennten Hauptschneidkante 411. Dadurch wird eine Wirkung der Stabilisierung der Spanabführrichtung und der Verbesserung der Spanabführeigenschaft verstärkt. Es sollte hier angemerkt werden, dass, die Symmetrieachse Z im Wesentlichen senkrecht zu der getrennten Hauptschneidkante 411 herzustellen, bedeutet, dass beide im Wesentlichen senkrecht zueinander sind. Das heißt, ein Winkel zwischen der Symmetrieachse Z und der getrennten Hauptschneidkante 411 kann 90 ± 2 Grad sein.
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Das Ausbilden des Vorsprungs 20 in Höckerform mit der Symmetrieachse Z bedeutet hier, dass eine Form des Vorsprungs 20 im Wesentlichen symmetrisch zu der Symmetrieachse Z ist. Die Symmetrieachse Z des Vorsprungs 20 ist eine Linie, die in der Draufsicht auf die obere Oberfläche ein vorderes Ende P3 des Vorsprungs 20 mit einem Mittelpunkt M einer maximalen Größe des Vorsprungs 20 parallel zu der Verlaufsrichtung der Hauptschneidkante 41 verbindet.
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Außer dem obigen Vorsprung 20 ist der Einsatz 1 ferner mit einem Eckvorsprung 21 versehen, der an der Spanfläche 2 so gebildet ist, dass er der Eckschneidkante 43 entspricht. Durch den Eckvorsprung 21 ist es möglich, die durch die Eckschneidkante 43 erzeugten Späne stabil abzuführen, wobei die Wirkung der Verbesserung der Spanabführeigenschaft weiter verstärkt wird.
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<Schneidwerkzeug>
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Nachfolgend wird anhand von 5 eine Ausführungsform eines Schneidwerkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist der obige Einsatz 1 in einem Schneidwerkzeug 10 der vorliegenden Ausführungsform in eine Vorderseite des Halters 11 eingebaut. Genauer wird die Befestigungsschraube 51 in die Durchgangsbohrung 50 des Einsatzes 1 eingeführt und ein vorderes Ende der Schraube 51 in eine in einem Sitzteil für den Einbau des Einsatzes des Halters 11 gebildete Schraubenbohrung (nicht gezeigt) geschraubt. Dadurch wird der Einsatz 1 in die Vorderseite des Halters 11 eingebaut.
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In der vorliegenden Ausführungsform werden in den Halter 11 acht Einsätze 1 eingebaut. In dem eingebauten Einsatz 1 ist die Hilfsschneidkante 42 im Wesentlichen senkrecht zu einer Achse S des Halters 11 positioniert. Durch eine solche Konfiguration wird der Schneidwiderstand verringert, wobei der Halterverschleiß, der dadurch erzeugt wird, dass die Späne an dem Halter 11 kratzen, verringert werden kann, da der Einsatz 1 mit einer hervorragenden Spanabführeigenschaft eingebaut ist. Da die Spanentladerichtung stabilisiert wird, wird ferner ein Stau der Späne verringert und ist es möglich, eine hervorragende Arbeitsoberflächengenauigkeit auszuüben. Es sollte angemerkt werden, dass, die Hilfsschneidkante 42 im Wesentlichen senkrecht zu der Achse S des Halters 11 herzustellen, bedeutet, dass beide im Wesentlichen senkrecht zueinander sind. Das heißt, ein Winkel zwischen der Hilfsschneidkante 42 und der Achse S kann 90 ± 2 Grad sein.
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Der Einsatz 1 wird so in den Halter 11 eingebaut, dass er einen positiven axialen Neigungswinkel aufweist. Dadurch wird der Schneidwiderstand weiter verringert. Somit ist es selbst unter strengen Schneidbedingungen, insbesondere wie etwa schwerer Schneidarbeit mit einem großen Schneidbetrag, möglich, über lange Zeit eine hervorragende Schneidleistung auszuüben.
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Da hier in dem Schneidwerkzeug mit dem positiven axialen Neigungswinkel oder in dem Schneidwerkzeug mit dem Randschneidkantenwinkel ein Schneidkantenteil auf der Vorderseite des Halters auf der Vorderseite in Rotationsrichtung positioniert ist, wird auf das Schneidkantenteil ein starker Schlag ausgeübt. Somit kann unter strengen Schneidbedingungen, insbesondere wie etwa das schwere Schneiden mit einem großen Schneidbetrag, das Schneidkantenteil auf der Vorderseite des Halters durch Wiederholung dieses starken Schlags in einer früheren Phase leicht abgeblättern. Da in das Schneidwerkzeug 10 der obige Einsatz 1 eingebaut wird, ist es möglich, die Stärke des Schneidkantenteils auf der Vorderseite des Halters 10, auf die der starke Schlag ausgeübt wird, zu verbessern. Somit kann das Schneidwerkzeug 11 selbst beim schweren Schneiden eine hervorragende Schneidleistung ausüben.
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Zwischen dem Einsatz 1 und dem Halter 11 ist ein Sitzelement 12 angeordnet. Durch eine solche Konfiguration ist es möglich, die Beschädigung an dem Halter 11 zu verringern, falls der Einsatz 1 abplatzt. Somit ist es möglich, die Lebensdauer des Halters 11 zu verlängern. Das heißt, die Schneidleistung wird nicht durch Austauschen des Halters 11 mit großem Volumen, sondern des Sitzelements 12 mit dem verhältnismäßig kleinen Volumen verbessert. Somit wird die Arbeitseffizienz verbessert und werden die Arbeitskosten gesenkt.
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<Schneidverfahren>
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Nachfolgend wird anhand von 6(a) bis 6(c) eine Ausführungsform eines Schneidverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Schneidverfahren des Werkmaterials gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst die folgenden (i) bis (iii): (i) wie in 6(a) gezeigt ist, Rotierenlassen des Schneidwerkzeugs 10 um die Achse S des Halters 11 in Richtung des Pfeils A und Bewegen des Schneidwerkzeugs 10 in Richtung des Pfeils B, um das Schneidwerkzeug 10 nahe zu einem Werkmaterial 100 zu bringen; (ii) wie in 6(b) gezeigt ist, Bringen der Schneidkante 4 des Einsatzes 1 in Kontakt mit einer Oberfläche des Werkmaterials 100 und Bewegen des Schneidwerkzeugs 10 in Richtung des Pfeils C, um das Werkmaterial 100 zu schneiden; und (iii), wie in 6(c) gezeigt ist, Bewegen des Schneidwerkzeugs 10 in Richtung des Pfeils D, um das Schneidwerkzeug 10 von dem Werkmaterial 100 zu lösen.
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Dadurch wird eine hervorragende Spanabführeigenschaft erhalten, wobei die Arbeitseffizienz und die Genauigkeit der bearbeiteten Oberfläche verbessert werden, da für die Arbeit das Schneidwerkzeug 10 mit der langen Werkzeuglebensdauer verwendet wird.
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Es sollte angemerkt werden, dass in dem obigen Schritt (i) das Schneidwerkzeug 10 und/oder das Werkmaterial 100 rotierengelassen werden kann. Das Schneidwerkzeug 10 und das Werkmaterial 100 sind verhältnismäßig nahe beieinander, wobei z. B. das Werkmaterial 100 in die Nähe des Schneidwerkzeugs 10 gebracht werden kann. Ähnlich sind in dem obigen Schritt (iii) das Werkmaterial 100 und das Schneidwerkzeug 10 verhältnismäßig weit voneinander entfernt, wobei z. B. das Werkmaterial 100 von dem Schneidwerkzeug 10 entfernt werden kann. Falls das Schneiden fortgesetzt wird, wird ein Zustand, in dem das Schneidwerkzeug 10 und/oder das Werkmaterial 100 rotierengelassen wird, aufrechterhalten und wird ein Schritt, die Schneidkante 4 des Einsatzes 1 mit anderen Punkten des Werkmaterials 100 in Kontakt zu bringen, wiederholt. Wenn die Schneidkante in Verwendung verschlissen ist, wird der Einsatz 1 um eine Mittelachse der Durchgangsbohrung 50 um 90 Grad gedreht und wird eine ungenutzte Schneidkante verwendet.
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Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind oben als ein Beispiel gezeigt. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt. Zum Beispiel ist in der obigen Ausführungsform als ein Beispiel der Einsatz mit der viereckigen Spezifikation gezeigt, in dem der Hauptkörper die Form einer quadratischen Platte hat. Allerdings ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt, sondern es kann der Hauptkörper in der Draufsicht auf die obere Oberfläche eine anderen Form haben wie etwa die eines Rhombus und eines Dreiecks. Mit einer mehreckigen Spezifikation werden die Arbeitskosten gesenkt.
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In der obigen Ausführungsform ist ein Fall beschrieben, in dem die an der Seite nahe der Eckschneidkante 43 positionierte Seitenwandfläche 5a des Nutabschnitts 5 in der Draufsicht auf die obere Oberfläche im Wesentlichen parallel zu der Hilfsschneidkante 42 gebildet ist. Allerdings kann die Seitenwandfläche 5a der Hilfsschneidkante 42 in Richtung des Innern des Nutabschnitts nahe kommen. Dass die Seitenwandfläche 5a der Hilfskantenfläche 42 nahe kommt, bedeutet hier, dass eine Entfernung zwischen der Seitenwandfläche 5a an der Seite nahe der Bodenfläche 5c und der Hilfsschneidkante 42 kürzer als eine Entfernung zwischen der Seitenwandfläche 5a an einer Öffnung des Nutabschnitts und der Hilfsschneidkante 42 ist. Eine Länge zwischen der Seitenwandfläche 5a an der Seite nahe der Bodenfläche 5c und der Hilfsschneidkante 42 kann eine beliebige Länge sein, es sei denn, dass die Stärke des Einsatzes verringert wird.
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In der obigen Ausführungsform ist ein Fall beschrieben, in dem die der Seitenwandfläche 5a gegenüber liegende Seitenwandfläche 5b in der Draufsicht auf die obere Oberfläche im Wesentlichen parallel zu der Hilfsschneidkante 42 gebildet ist. Allerdings kann die Seitenwandfläche 5b so gebildet sein, dass sie sich in Richtung des Innern des Nutabschnitts von der Hilfsschneidkante 42 entfernt. Dass sich die Seitenwandfläche 5b von der Hilfsschneidkante 42 entfernt, bedeutet hier, dass eine Entfernung zwischen der Seitenwandfläche 5b an der Seite nahe der Bodenfläche 5c und der Hilfsschneidkante 42 länger als eine Entfernung zwischen der Seitenwandfläche 5b an der Öffnung des Nutabschnitts und der Hilfsschneidkante 42 ist.
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In der obigen Ausführungsform ist ein Fall beschrieben, in dem die Anzahl der Nutabschnitte zwei ist. Allerdings kann die Anzahl der Nutabschnitte, normalerweise innerhalb eines Bereichs von etwa 2 bis 6, vorzugsweise 2 bis 4, beliebig gewählt werden, um die Stärke des Einsatzes nicht zu verringern, den Schneidwiderstand aber zu senken.
