DE112008003301B4

DE112008003301B4 - Baugruppe zum Drehen eines Schneideinsatzes während einer Abdrehoperation und Werkzeughalter

Info

Publication number: DE112008003301B4
Application number: DE112008003301.3T
Authority: DE
Inventors: Filho Ruy Frota de Souza; Adam South; Gregory A. Hyatt; Paul A. Brown; Linn Andras; Ted R. Massa; Nitin Chaphalkar
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2007-12-10
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2020-01-23
Anticipated expiration: 2028-12-11
Also published as: US8573901B2; WO2009076442A2; WO2009076442A3; DE112008003301T5; JP2011506111A; US20080232909A1

Abstract

Ein um seine Achse (105) gedrehter Schneideinsatz (100) kann während einer Metallverarbeitungsoperation verwendet und gegen das sich drehende Werkstück angelegt werden, um die Werkzeugleistung zu verbessern. Der Schneideinsatz (100) wird innerhalb eines Werkzeughalters (50) mit Merkmalen befestigt, um den Einsatz zu befestigen, aber gleichzeitig den Einsatz effizient von dem Werkzeughalter zu entfernen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorzug der am 10. Dezember 2007 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung mit der Nummer 61/012,621 und beansprucht den Vorzug der am 23. März 2007 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung mit der Nummer 60/896,578 und ist eine Teilfortsetzung der am 28. Dezember 2006 eingereichten US-Anmeldung mit der Nummer 11/616,939 , die eine Fortsetzung der am 2. September 2003 eingereichten US-Anmeldung mit der Nummer 10/653,712 ist, und die am 2. Januar 2007 als US-Patent Nummer 7,156,006 erteilt wurde.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Erfindungsgebiet
Die Erfindung betrifft Metallbearbeitungen und insbesondere eine Baugruppe zum Drehen eines Schneideinsatzes um die Einsatzmittelachse während einer Metallbearbeitung. Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Werkzeughalter.
Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Während einer Metallbearbeitungen wie etwa einem Abdrehen, wo ein stationärer Schneideinsatz gegen ein sich drehendes Werkstück gedrückt wird, wird die auf das Werkstück wirkende Einsatzschneidkante von dem Werkstück erhitzt, bis die Bearbeitung abgeschlossen ist oder bis die Schneidkante sich durch Versagensumstände wie etwa Kolkverschleiß oder plastische Verformung abzubauen beginnt. Um diese Versagensumstände zu vermeiden und um einen effizienteren Betrieb des Schneideinsatzes zu gestatten, wurden in der Vergangenheit kreisförmige Schneideinsätze auf Werkzeughaltern montiert, so dass sich die Schneideinsätze frei um die Einsatzmittelachse drehen konnten. Ein bestimmter Schneideinsatz wurde dann dem Werkstück angeboten und derart orientiert, dass die Drehbewegung des Werkstücks beispielsweise auf einer Drehbank dem Schneideinsatz eine Kraft vermittelte, die in eine Richtung tangential zu dem Einsatz wirkt. Die Bewegung des Werkstücks wirkte gegen den Schneideinsatz, nicht nur um das Werkstück maschinell zu bearbeiten, sondern um weiterhin den kreisförmigen Schneideinsatz derart zu drehen, dass die Schneidkante des Einsatzes ständig weiterverstellt wurde. Folglich war unter Idealbedingungen kein einzelnes Segment der Schneidkante dem Werkstück über längere Zeit ausgesetzt. Weiterhin arbeitete die Schneidkante bei einer niedrigeren Temperatur, wodurch größere Schneidkräfte und eine verbesserte Effizienz der Metallverarbeitungsoperation gestattet wurden.
Diese Art von Schnelldreheinsatz kann bei bemerkenswerten Drehzahlen eine außergewöhnlich lange Werkzeuglebensdauer aufweisen. Dieser gleiche Schnelldreheinsatz kann jedoch auf gleichermaßen dramatische Weise versagen, wenn sich die Schneidbedingungen geringfügig ändern oder wenn sich die von dem Schneideinsatz für die Drehung verwendeten Patronenlager zu verschlechtern beginnen.
Das US-Patent Nr. 4,178,818 betrifft ein Verfahren zum Schneiden von Drehkörpern durch ein sich drehendes Schneidwerkzeug mit einer kreisförmigen Schneidspitze. Der Schneideinsatz wird an einer Spindel befestigt, der mit Lagern innerhalb eines Gehäuses montiert ist. Kühlmittel wird durch die Spindel in ein Turbinenrad eingeleitet, wodurch der Schneideinsatz in Drehung versetzt wird. Das sich aus den Schneidkräften, die im Allgemeinen den Einsatz drehen, resultierende Drehmoment ist jedoch viel höher als das, das von dem Strom von Kühlmittel entwickelt wird, das eine Drehung des Schneideinsatzes erzwingt. Der Schneideinsatz wird primär durch eine Wechselwirkung mit dem Werkstück in Drehung versetzt. Der Zweck des Turbinenrades besteht darin zu ermöglichen, dass der kreisförmige Schneideinsatz seine Drehung selbst während eines unterbrochenen Schnitts fortsetzt, also wenn zwischen dem Schneideinsatz und dem Werkstück kein Kontakt vorliegt, um eine Reibungsdrehung zu liefern. Folglich hängt dieses Schneideinsatzdesign davon ab, dem sich drehenden Werkstück eine Tangentialkraft zu entnehmen, um den Schneideinsatz zu drehen.
Aus der WO 2006/028866 A2 ist ferner ein Werkzeughalter bekannt, der Aufnahmevertiefungen an seiner Stirnfläche aufweist, die mit entsprechenden, am Schneideinsatz ausgebildeten Vorsprüngen zusammenwirkt, um eine Verdrehsicherung bereitzustellen.
In der JP 2002-144112 A ist ein Werkzeughalter bekannt, der einen Einsatz aufweist, der einen Reif ausbildet, in dem der Schneideinsatz aufgenommen werden kann.
Aus der WO 2005/021191 A2 sowie der prioritätsbegründenden US 7,156,006 B2 ist generell die Verwendung eines Schneideinsatzes an einem Werkzeughalter bekannt, wobei der Schneideinsatz eine sich verjüngte Kontur hat.
Die deutsche Anmeldung DE 44 30 171 A1 zeigt einen Schneideinsatz, der eine kegelstumpfförmige Gestalt hat sowie an seiner oberen Oberfläche eine Vertiefung aufweist, in die eine Spannpratze eingreift, um den Schneideinsatz zu sichern.
Darüber hinaus geht aus der US 2003/0210963 A1 ein sich drehendes Schneidwerkzeug hervor, bei dem ein Schneideinsatz formschlüssig in einer Klemmhülse gehalten ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Werkzeughalter sowie eine Baugruppe bereitzustellen, mit denen es möglich ist, einen Schneideinsatz während einer Metallverarbeitungsoperation um seine eigene Achse zu drehen, wobei die Drehzahl und -richtung nicht von der Drehung des Werkstücks selbst bestimmt wird, sondern durch unabhängige Kräfte, die auf den Schneideinsatz wirken.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Werkzeughalter gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 14 sowie eine Baugruppe gemäß Anspruch 15 gelöst.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft einen Werkzeughalter. Ein zugeordneter Schneideinsatz weist eine sich dort hindurch erstreckende Mittelachse auf und umfasst einen Körper mit einer oberen Oberfläche, einer unteren Oberfläche und mindestens einer Seite dazwischen. Die Seite weist eine kegelstumpfförmige Gestalt auf. An der Schnittstelle der mindestens einen Seite und der oberen Oberfläche ist eine Schneidkante gebildet. Der Werkzeughalter besitzt einen Werkzeughalterkörper mit einem nach vorne weisenden Ende und einer sich darin nach hinten erstreckenden Bohrung. Der Werkzeughalter weist auch eine sich dort hindurch erstreckende Mittelachse auf. Die Bohrung erstreckt sich zu einem Boden, und ein Reif mit einer Wand ist von dem Boden aus vor der Bohrung definiert. Die Bohrung weist einen verjüngten Abschnitt auf, der so bemessen ist, dass er eine nachgiebige Presspassung mit der unteren Oberfläche des Schneideinsatzes bildet, wenn der Boden des Werkzeughalterkörpers an der unteren Oberfläche des Einsatzes anliegt. Der Werkzeughalter weist mindestens einen Schlitz auf, der sich durch die Reifwand erstreckt, um eine Aufweitung der Reifwand zu gestatten, wenn der Einsatz derart innerhalb der Werkzeughalterbohrung positioniert ist, dass die untere Einsatzoberfläche am Boden des Werkzeughalters anliegt.
Figurenliste

1 ist eine Perspektivansicht eines Werkzeughalters mit einem drehbaren Einsatz, der an einem sich drehenden Werkstück arbeitet;
1A ist eine Skizze, die den an einer Drehspindel montierten Werkzeughalter und ein auf einer Drehbank positioniertes Werkstück zeigt;
2 ist eine auseinander gezogene Perspektivansicht eines Werkzeughalters und der den Schneideinsatz an dem Werkzeughalter sichernden Teile;
2A ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts in 2;
3 ist eine Draufsicht auf einen Einsatz, der mit einem erfindungsgemäßen Werkzeughalter verwendet werden kann;
4 ist eine Seitenansicht des in 3 gezeigten Einsatzes;
5 zeigt eine Perspektivansicht eines Schneideinsatzes mit peripheren Kerben und mit einer Schraube an dem Werkzeughalter gesichert;
6 ist eine Perspektivansicht eines elliptisch geformten Einsatzes, der mit einem erfindungsgemäßen Werkzeughalter verwendet werden kann;
7 ist eine Perspektivansicht eines oktogonal geformten Einsatzes, der mit einem erfindungsgemäßen Werkzeughalter verwendet werden kann;
8 ist eine Perspektivansicht eines Werkzeughalters mit einem integralen Ende, das so geformt ist, dass es als ein Schneideinsatz fungiert;
9 ist eine auseinander gezogene Perspektivansicht eines Werkzeughalters und eines Schneideinsatzes mit einer kegelstumpfförmigen Basis, die in den Werkzeughalter gesteckt werden kann;
10 ist eine teilgeschnittene Perspektivansicht eines Werkzeughalters mit einem darauf montierten Einsatz mit einer sich dort hindurch erstreckenden Kühlmittelbohrung;
11 ist eine perspektivische Schnittansicht eines Schneideinsatzes mit einem Spanbrecher und mit einer kegelstumpfförmigen Basis;
12 ist eine perspektivische Schnittansicht eines Schneideinsatzes mit einer sich dort hindurch erstreckenden Kühlmittelbohrung und einer kegelstumpfförmigen Basis;
13 ist eine teilgeschnittene Perspektivansicht eines Werkzeughalters mit einem darauf montierten Einsatz mit einer sich teilweise dort hindurch erstreckenden Kühlmittelbohrung;
14 ist eine Skizze, die von dem Ende eines sich drehenden Werkstücks aus die Orientierung eines Schnelldreheinsatzes für eine Abdrehoperation zeigt;
15 ist eine Draufsicht auf die in 14 gezeigte Anordnung;
16 ist eine Skizze, die aus einer Draufsicht ein sich drehendes Werkstück und die Orientierung eines Schnelldreheinsatzes für eine Gewindeschneid-operation zeigt;
17 ist eine Stirnansicht der in 16 gezeigten Anordnung;
18 ist eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Werkzeughalters und eines Schneideinsatzes mit einer kegelstumpfförmigen Basis, die mit dem Werkzeughalter zusammengesteckt werden kann, wobei sich der Einsatz am Boden der Bohrung befindet;
19 ist eine vergrößerte Ansicht des in 18 mit XIX-XIX bezeichneten Schnitts;
20 ist eine auseinander gezogene Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform eines Werkzeughalters und der den Schneideinsatz in dem Werkzeughalter sichernden Teile;
21 ist eine Perspektivansicht des Werkzeughalters in 20, die Schlitze und eine Passage in der Reifwand darstellt;
22 ist eine teilweise auseinander gezogene Querschnittsansicht des in 20 gezeigten Werkzeughalters;
23 ist eine Perspektivansicht der in 20 gezeigten Ausführungsform im zusammengebauten Zustand;
24 ist eine Querschnittsansicht der in 20 gezeigten Ausführungsform im zusammengebauten Zustand;
25 ist eine vergrößerte Ansicht des in 24 mit A bezeichneten eingekreisten Gebiets mit dem Zusatz eines Entfernungswerkzeugs;
26 ist eine vergrößerte Ansicht der in 24 mit A bezeichneten eingekreisten Sektion mit dem eingesetzten Entfernungswerkzeug;
27 ist eine vergrößerte Ansicht des in 24 mit dem Buchstaben A gezeigten eingekreisten Bereichs, wobei aber der Einsatz durch das Entfernungswerkzeug verschoben wurde;
28 ist eine Perspektivansicht einer Ausführungsform des Werkzeughalters, die Schlitze in der Reifwand zeigt;
29 ist eine Perspektivansicht des Werkzeughalters, die Passagen innerhalb der Reifwand zeigt; und
30 ist eine Perspektivansicht eines Einsatzentfernungswerkzeugs.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt ein Werkstück 10, das sich um eine Mittellinie 15 in einer durch Pfeil 20 angegebenen Richtung dreht, wobei beispielsweise das Werkstück 10 auf einer Drehbank montiert ist. Auf einem Werkzeughalter 50 ist ein Schneideinsatz 100 montiert. Der Schneideinsatz 100 besitzt eine Mittelachse 105. Der Einsatz 100 ist auf nicht drehbare Weise an dem Werkzeughalter 50 befestigt, so dass eine Drehung des Werkzeughalters 50 direkt in eine Drehung des Schneideinsatzes 100 umgesetzt wird. Als ein Beispiel können sich der Einsatz 100 und der Werkzeughalter 50 in der durch Pfeil 110 angegebenen Richtung drehen.
Eine Baugruppe umfasst teilweise den Schneideinsatz 100 mit seiner sich dort hindurch erstreckenden Mittelachse 105. Der Einsatz besitzt, wie in 2-4 gezeigt, einen Körper 115 mit einer oberen Oberfläche 117 und einer unteren Oberfläche 119 mit mindestens einer Seite 120 dazwischen. Eine Schneidkante 125 ist an der Schnittstelle der mindestens einen Seite 120 und der oberen Oberfläche 117 definiert. Der Schneideinsatz 100 ist auf dem Werkzeughalter 50 montiert, und der Werkzeughalter 50 ist dafür ausgelegt, den Einsatz 100 um die Schneideinsatzmittelachse 105 mit einer vorbestimmen Drehzahl innerhalb eines Bereichs von zwischen 10 min^-1 bis zu der Fähigkeit der Maschine, bevorzugt 60-20.000 min^-1 und mehr, bevorzugt 250-10.000 min^-1, zu drehen. Die vorbestimmte Drehzahl kann größer, kleiner oder gleich der Drehzahl des Werkstücks 10 sein. Die Drehzahl des Schneideinsatzes 100 kann ebenfalls während der Metallverarbeitungsoperation variiert werden. Außerdem kann die Drehzahl des Schneideinsatzes 100 eine Funktion der Drehzahl des Werkstücks 10 und direkt proportional zu der Drehzahl des Werkstücks 10 sein. Die Drehzahl des Schneideinsatzes 100 kann auch von der Drehzahl des Werkstücks 10 vollständig unabhängig sein.
Kurz wieder unter Bezugnahme auf 1 kann der Werkzeughalter 50 in einer Spindel 75 befestigt sein, die dann an einer Werkzeugmaschine montiert wäre, die die Spindel 75 in der gewünschten Richtung und mit der gewünschten vorbestimmten Drehzahl drehen kann. Der Werkzeughalter 50 kann unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von Techniken, die dem Fachmann für Drehwerkzeuge bekannt sind, in der Spindel befestigt sein. Wie jedoch in 1 gezeigt ist, besitzt die Spindel 75 eine Innenbohrung 76 darin, die den Werkzeughalter 50 aufnimmt und den Werkzeughalter 50 in der Spindel 75 sichert, wobei eine Sicherungsmutter 80 verwendet wird, die mittels Gewinde an dem Körper der Spindel 75 befestigt ist und auf den Werkzeughalter 50 darin drückt. Der Mechanismus zum Befestigen des Werkzeughalters innerhalb der Spindel kann einer von vielen verschiedenen Mechanismen sein, einschließlich einer Klemmhülse oder einer Konterschraube. Solche Mechanismen sind dem Fachmann für Drehwerkzeuge wohlbekannt.
1A zeigt den in der Spindel 75 befestigten Werkzeughalter 50. Die Spindel 75 wird von einem Spindeltreiber 77 angetrieben. Ein Controller 78 überwacht und steuert unter Verwendung einer Regelungsrückführung von dem Treiber 77 die Drehzahl der Spindel 75 und somit des Werkzeughalters 50.
Das Werkstück 10 kann von einem Spannfutter 12 an einer Drehbank 14 befestigt sein, die das Werkstück 10 mit einer vorbestimmten Drehzahl dreht. Durch diese Anordnung kann das Werkstück 10 mit einer vorbestimmten Drehzahl gedreht werden und auch der Schneideinsatz 100 mit einer vorbestimmten Drehzahl getrennt gedreht und die Drehung des Einsatzes 100 unter Last auf dieser Drehzahl gehalten werden. Außerdem ist es möglich, die Drehung des Einsatzes 100 mit der Drehung des Werkstücks 10 zu synchronisieren. Es ist übliche Praxis, Regelungsführungssysteme aufzunehmen, um die Drehzahl eines Werkstücks 10 in einer Drehbank 14 oder einer anderen Werkzeugmaschine zu überwachen und zu steuern.
Es gibt drei Gruppen von existierenden Werkzeugmaschinen, die die Spindel 75 gemäß der vorliegenden Erfindung tragen könnten. Jede dieser Gruppen von Werkzeugmaschinen würde Regelungsführungscontroller enthalten, so dass die Drehzahl der Spindel streng überwacht und geregelt werden kann. Zuerst gibt es die Überarbeitungszentren mit vier oder mehr Achsen, wobei der Werkzeughalter an der Spindel befestigt sein und von dieser gedreht würde. Das Werkstück würde um die B- oder C-Drehachse gedreht werden, und der Werkzeughalter würde in der Mitte der Drehachse mit der Z-Achse platziert sein. Der Werkzeughalter würde in der Y-Achse vorgeschoben werden, um einen Durchmesser auf das Werkstück zu drehen, oder in der X-Achse zum Abdrehen der Stirnfläche des Werkstücks.
Eine zweite Gruppe von Maschinen enthält Dreh-/Fräskombinationsmaschinen. Bei der typischen Nomenklatur dieser Maschinen würde der Werkzeughalter von der Spindel gedreht werden, während das Werkstück von der Spindel in dem Spindelstock gedreht würde. Der Werkzeughalter würde dann auf der Mittellinie des Werkstücks mit der X-Achse platziert werden, und eine Abdrehoperation der Stirnfläche würde mit der Y-Achse durchgeführt werden. Durchmesser an dem Werkstück würden durch Vorschub in der Z-Achse abgedreht werden.
Die dritte Gruppe von potentiellen Maschinen enthält herkömmliche Drehbanken mit zwei Achsen, die mit der Spindel nachgerüstet würden, um die Einsätze zu drehen. Diese Spindel würde etwa zueinander senkrecht mit der Spindelstockmittellinie und der X-Achse montiert werden, und ein Abdrehen der Stirnfläche würde mit einer X-Achsen-Bewegung durchgeführt werden, während das Abdrehen von Durchmessern des Werkstücks mit einer Z-Achsen-Bewegung durchgeführt würde.
Die nachgerüstete Spindel könnte durch eine Vielzahl von Mittel angetrieben werden. Ein elektrischer Servoantrieb hat den Vorteil einer leichten Integration in das CNC-Steuersystem und der leichten Programmierung der Spindeldrehzahl, während ein Hydraulikantrieb den Vorteil geringerer Kosten hat und innerhalb der Werkzeugmaschinenumhüllung eine extrem robuste Anordnung in der rauen Umgebung (Kühlmittel, Späne, Hitze usw.) darstellt.
Unter Bezugnahme auf die 2-4 ist der Einsatz 100 drehsicher an dem Werkzeughalter 50 befestigt. Insbesondere weist die untere Oberfläche 119 des Schneideinsatzes 100 einen oder mehrere, sich von dort aus erstreckende Vorsprünge 130 auf, die mit einer oder mehreren Vertiefungen 55 innerhalb der Stirnfläche 57 des Werkzeughalters 50 gekoppelt werden können. Unter Drücken des Einsatzes 100 gegen die Stirnfläche 57 des Werkzeughalters 50, so dass die Einsatzvorsprünge 130 in die Werkzeughaltervertiefungen 55 eingreifen und eine positive Kopplung zwischen dem Einsatz 100 und dem Werkzeughalter 50 herstellen, um den Schneideinsatz 100 drehmäßig an dem Werkzeughalter 50 zu befestigen.
Der Schneideinsatz 100 enthält weiterhin einen oder mehrere Vorsprünge 135 auf der oberen Oberfläche 117, die identisch mit den Vorsprüngen 130 auf der unteren Oberfläche 119 sein können, so dass der Einsatz 100 umgedreht und in beiden Positionen von dem Werkzeughalter 50 formschlüssig angetrieben werden kann.
Unter Bezugnahme auf 5 kann ein Schneideinsatz 200 an der Stirnfläche 57 des Werkzeughalters 50 lediglich durch Reibungskräfte zwischen der unteren Oberfläche 219 des Einsatzes 200 und der Stirnfläche 57 des Werkzeughalters 50 befestigt sein. Der Schneideinsatz 200 kann über Reibung gegen den Werkzeughalter 50 gedrückt werden, wobei eine Befestigungsschraube 230 mit einem Kopf 232 verwendet wird, der größer ist als eine nicht gezeigte Bohrung, die sich entlang der Mittelachse 205 durch den Einsatz 200 erstreckt. Die Befestigungsschraube 230 ist gewindemäßig an dem Werkzeughalter 50 gesichert. Auf diese Weise wird der Schneideinsatz 200 gegen den Werkzeughalter 50 gedrückt, um eine Reibungskopplung zwischen dem Einsatz 200 und dem Werkzeughalter 50 zu erzeugen, damit die Drehung des Werkzeughalters 50 auf den Schneideinsatz 200 übertragen wird.
Die Schneideinsätze können aus beliebigen Materialien hergestellt sein, die in der Regel in einer Metallverarbeitungsoperation verwendet werden, einschließlich Stahl, Hartmetall, Zermet, Keramik, PCBN (polykristallines Bornitrid), PCD (polykristalliner Diamant) und Diamant, die jeweils Beschichtungen zum Verbessern der Leistung aufweisen können oder nicht. Die Wahl des Materials und/oder der Beschichtungen, die für den Schneideinsatz verwendet werden, hängt von dem Werkstückmaterial und den Schneidbedingungen ab.
Wie zuvor im allgemeinen Stand der Technik erörtert wurde, sind in der Vergangenheit freidrehende Einsätze an Werkzeughaltern montiert worden, und die Drehung des Werkstücks lieferte eine tangentiale Kraft auf den Einsatz, so dass sich der Einsatz relativ zu einem stationären Werkzeughalter schnell drehen würde, während das Werkstück gedreht wurde, wodurch der Schneideinsatz während der Bearbeitungsoperation aufgefrischt wurde.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Werkzeughalter 50 mit dem darauf befestigten Schneideinsatz 100 vollständig unabhängig von der Drehung des Werkstücks 10 gedreht. Während die Drehrichtung eines gegen ein sich drehendes Werkstück platzierten, frei drehenden Schneideinsatzes ganz durch die Orientierung des Schneideinsatzes und die Drehzahl und -richtung des Werkstücks bestimmt wird, hängt die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht von diesen Variablen ab. Im Gegenteil; die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, den Schneideinsatz 100 um die Mittelachse 105 und mit einer beliebigen vorbestimmten Drehzahl, die gewünscht ist, im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen. In 1 ist die Drehrichtung des Schneideinsatzes 100 durch den Pfeil 110 so gezeigt, dass er sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Es ist auch möglich, die Drehrichtung des Werkzeughalters 50 so zu ändern, dass die Drehung des Schneideinsatzes 100 der durch den Pfeil 110 gezeigten entgegengesetzt ist. Es ist auch möglich, den Werkzeughalter 50 festzuhalten, um eine Drehung zu verhindern.
Durch Diktieren der Drehrichtung des Schneideinsatzes 100 ist es möglich, die Verteilung der Temperaturen in den Schneideinsätzen während einer Schneidoperation zu kontrollieren. Wenn beispielsweise der Einsatz 100 sich in der durch Pfeil 110 angegebenen Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, kann sich die Schneidkante 125 abkühlen, wenn sie das Werkstück verlässt, bevor sie wieder in den Schulterbereich 145 eintritt, wenn der Schneideinsatz 100 seine größten Kräfte und größten Temperaturen erfährt. Falls andererseits der Schneideinsatz 100 im Uhrzeigersinn gedreht würde (entgegen der durch Pfeil 110 gezeigten Richtung), dann würde die Schneidkante 125 zuerst mit dem Werkstück entlang des Abschnitts 143 mit reduziertem Durchmesser vor dem Schulterbereich 145 in Kontakt treten und würde vor dem Eintreten in den Schulterbereich 145 für den herausfordernsten Abschnitt der Schneidoperation mindestens teilweise erhitzt werden. Deshalb ändert sich, wie zu sehen ist, die Dynamik der Schneidoperation je nach der Drehrichtung des Schneideinsatzes 100 relativ zu dem Werkstück 10.
Eine durchgehende vorbestimmte Drehzahl des Einsatzes 10 fördert eine gleichförmige Hitzeverteilung durch den Einsatz und gestattet folglich eine gleichförmige Hitzeableitung in dem Einsatz, um thermische Gradienten zu minimieren, die zu Beanspruchungen innerhalb des Einsatzkörpers beitragen.
Die Erörterung betraf soweit einen Schneideinsatz 100 und einen Schneideinsatz 200 mit einer kreisförmigen Konfiguration. Ein derartiger Einsatz wird in dem Ausmaß, dass der Werkzeughalter 50 parallel zu einer Mittelachse 15 des Werkstücks 10 bewegt wird, ein bearbeitetes Segment mit einem kreisförmigen Querschnitt erzeugen. Es ist jedoch auch möglich, einen Schneideinsatz zu nutzen, der einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Unter Bezugnahme auf 6 besitzt der Schneideinsatz 300 einen Körper 315 mit einer oberen Oberfläche 317, einer unteren Oberfläche 319 und mindestens einer Seite 320, die die obere Oberfläche 317 schneidet, um eine Schneidkante 325 zu definieren. Die obere Oberfläche 317 ist nicht kreisförmig und kann in der Form einer Ellipse vorliegen. So wie der Einsatz 100 (1) drehfest an dem Werkzeughalter 50 befestigt ist, kann auch der Schneideinsatz 300 drehfest an dem Werkzeughalter 50 (1) befestigt sein. Es ist möglich, dass die Gestalt des Vorderendes des Werkzeughalters 50 geringfügig modifiziert werden muss, um die Gestalt des elliptischen Einsatzes 300 zu berücksichtigen. Je nach der Schneidlast jedoch, die die Schneidkante 325 erfährt, erfordert der Schneideinsatz 300 möglicherweise eine Stütze entlang seiner ganzen unteren Oberfläche 319. Dennoch kann beim Betrieb die Drehung des elliptischen Schneideinsatzes 300 mit der Drehung des Werkstücks 10 synchronisiert werden, so dass der Querschnitt des bearbeiteten Werkstücks selbst nicht kreisförmig sein kann. Als Beispiel: falls der Schneideinsatz 300 für jede Umdrehung des Werkstücks 10 um seine Mittelachse 305 um eine ganze Umdrehung gedreht würde, würde das resultierende bearbeitete Segment des Werkstücks 10 einen elliptischen Querschnitt aufweisen. Falls andererseits die Drehzahl des elliptischen Schneideinsatzes 300 ein Vielfaches der Drehzahl des Werkstücks 10 wäre, dann würde ein Querschnitt des bearbeiteten Werkstücks 10 mehrere Wellen um ein kreisförmiges Profil des Werkstücks 10 aufweisen. Eine derartige Anordnung kann verwendet werden, um Kugelumlaufspindeln mit Gewinden mit großer Steigung herzustellen.
7 zeigt einen Schneideinsatz 400, der wieder nicht kreisförmig ist. Bei diesem Design jedoch besitzt der Schneideinsatz 400 einen Körper 415 mit einer oberen Oberfläche 417 mit der allgemeinen Gestalt eines Achtecks. Die obere Oberfläche 417 und die Seiten 420 schneiden sich und definieren eine Schneidkante 425 mit Facetten 430. Die Drehzahl des Schneideinsatzes 400 um seine Mittelachse 405 kann relativ zu der Drehzahl des Werkstücks 10 gesteuert werden, um beispielsweise ein Werkstück mit einem ornamentalen Finish zu liefern. Diese Geometrie wäre auch für eine Spansteuerung nützlich.
Je nach den Bedingungen für eine bestimmte Metallbearbeitung kann es wünschenswert sein, den Schneideinsatz mit Merkmalen auszulegen, die es fördern, dass sich aus dem vom Werkstück 10 entfernten Material kleine Schneidspäne bilden. Insbesondere kann, indem wieder auf 5 Bezug genommen wird, der Schneideinsatz 200 mindestens eine Kerbe 240 aufweisen, die die Schneidkante 225 um die Peripherie des Einsatzes 200 unterbricht, um den Schnitt am Werkstück zu unterbrechen. Dadurch wirkt die Kerbe 240 dahingehend, einen etwaigen Schneidspan, der sich möglicherweise auszubilden beginnt, abzutrennen oder bei dessen Abtrennung zu helfen. Es ist durchaus möglich, mehrere Kerben 240 um die Peripherie der Schneidkante 225 herum zu haben. Es versteht sich jedoch, dass die bei der Spankontrolle durch die Einführung von solchen Kerben 240 bereitgestellten Vorzüge sich möglicherweise nur auf eine Schruppoperation anwenden lassen, und falls ein relativ glatter Oberflächenabschluss für das Werkstück 10 benötigt wird, dann können solche Kerben 240 zugunsten einer durchgehenden Schneidkante 225 entfallen.
Es ist auch möglich, die Größe von Schneidspänen, die durch vom Werkstück 10 entferntes Material entstehen, durch die Einführung anderer Spansteuereinrichtungen zu steuern. Wieder unter Bezugnahme auf die 2-4 können die Vorsprünge 135 an der oberen Oberfläche 117 des Einsatzes 100 auch als Spanbrecher in dem Ausmaß fungieren, wie die Schnitttiefe des Schneideinsatzes 100 ausreicht, um zu ermöglichen, dass der Span, der beim Schneiden entsteht, auf einen oder mehrere der Vorsprünge 135 auftrifft. Es ist auch möglich, die radiale Länge eines Vorsprungs 135 zu vergrößern, so dass er näher an der Schneidkante 125 liegt. Wenngleich die Vorsprünge 135, wenn sie bei der Werkzeughalterstirnfläche 57 liegen, so positioniert sind, dass sie den Schneideinsatz 100 drehfest am Werkzeughalter 50 befestigen, kann es wünschenswert sein, die Vorsprünge 135 nach außen in radialer Richtung zu verlängern, so dass Späne während einer Metallbearbeitung entstehen können, wenn der Einsatz eine kleinere Schnitttiefe aufweist. Späne können auf einen oder mehrere dieser sich radial erstreckenden Vorsprünge 135 auftreffen, wodurch die Vorsprünge 135 nicht nur als Verdrehsicherungen, wenn sie sich bei der Werkzeughalterstirnfläche 57 befinden, sondern auch als Spanbrecher fungieren, wenn sie von der Werkzeughalterstirnfläche 57 wegweisen.
Allgemein können Schneideinsätze unter Verwendung einer Vielzahl von Mechanismen, die dem Fachmann für Drehwerkzeuge bekannt sind, drehfest an dem Werkzeughalter 50 befestigt werden. Eine derartige Ausführungsform ist in 2A gezeigt. Eine Klemmhülse 85 kann innerhalb einer sich im Werkzeughalter 50 erstreckenden Bohrung 87 montiert sein, und der Einsatz 100 kann durch die Klemmhülse 85 am Werkzeughalter 50 befestigt sein. Insbesondere und bezüglich der in 2A gezeigten Ausführungsform weist der Schneideinsatzkörper 115 eine sich entlang der Mittelachse 105 erstreckende Bohrung 137 auf. Die Bohrung 137 hat eine Innenwand 140 (3), wobei die Innenwand 140 einen Innendurchmesser D1 (2A) aufweist. Die Klemmhülse 85 ist zur Mittelachse 105 ausgerichtet und innerhalb der Bohrung 87 des Werkzeughalters 50 drehfest befestigt und steht von dieser vor. Die Klemmhülse 85 kann eine Bohrung 89 mit Innengewinde und eine Außenwand 86 mit einem maximalen externen Außendurchmesser D2 (2A) kleiner als der maximale Innendurchmesser D1 der Einsatzbohrung aufweisen. Ein Bolzen 90 kann in die Innengewindebohrung 89 der Klemmhülse eingeschraubt werden. Deshalb ist bei in der Bohrung 87 des Werkzeughalters 50 montierter Klemmhülse 85 der Schneideinsatz 100 über der Klemmhülse 85 platziert und der Bolzen 90 ist durch die Bohrung 137 des Schneideinsatzes 100 gesetzt. Der Bolzen greift dann mittels Gewinde in der Gewindebohrung 89 der Klemmhülse 85 derart ein, dass die Einsatzbohrung 137 über die Klemmhülsenaußenwand 86 passt, wenn der Schneideinsatz 100 über der Klemmhülsenaußenwand 86 montiert ist. Der Bolzen 90 wird dann festgezogen, wodurch bewirkt wird, dass sich die Klemmhülse 85 aufweitet und die Klemmhülsenaußenwand 86 gegen die Schneideinsatzbohrungsinnenwand 140 sichert. Folglich ist der Schneideinsatz 100 drehfest am Werkzeughalter 50 befestigt.
Die Klemmhülse 85, die in 2 und 2A gezeigt ist, besitzt einen konstanten Außendurchmesser D2, wodurch eine Kreisform definiert ist. Es versteht sich, dass die Form der Klemmhülse nicht auf kreisförmig beschränkt sein sollte, sondern dass eine beliebige einer Vielzahl von nicht kreisförmigen Klemmhülsenformen genutzt werden können, wobei die Innenwand 140 des Schneideinsatzes 100 möglicherweise modifiziert werden muss, um die nicht kreisförmige Form einer anderen Klemmhülse zu berücksichtigen. Einzelheiten einer derartigen Berücksichtigung sind dem Fachmann für Drehwerkzeuge wohlbekannt. Als ein Beispiel kann die Klemmhülse eine äußere Oberfläche aufweisen, die elliptisch ist, um zu einem Schneideinsatz mit einer elliptischen Form zu passen.
Während in 2A die Klemmhülse 85 lösbar am Werkzeughalter 50 befestigt ist, ist es möglich, dass die Klemmhülse 85 permanent im Werkzeughalter 50 montiert oder ein integraler Teil von diesem ist.
Wie in 8 gezeigt, sind der Werkzeughalter und der Schneideinsatz 500 ein integrales Stück. Der Werkzeughalter-Schneideinsatz 500 weist alle Merkmale des zuvor erörterten Werkzeughalters 50 auf, wobei jedoch der Schneideinsatz vom Ende des Werkzeughalters 50 getrennt, aber drehfest daran befestigt ist. Der Werkzeughalter 500 weist einen Schneidendabschnitt 502 mit einer oberen Oberfläche 517 und Seiten 520 auf, die sich schneiden, um eine Schneidkante 525 zu bilden. Dadurch kann der Schneidendabschnitt 502 des Werkzeughalters 500 wiederholt neu geschärft werden, wodurch ein integraler Werkzeughalter-Schneideinsatz 500 bereitgestellt wird, der eine ausreichend lange Werkzeuglebensdauer aufweist, wenn er nicht unerwartet beschädigt wird.
Wenngleich die bisher beschriebenen lösbaren Schneideinsätze ungefähr eine Scheibenform aufwiesen, ist es möglich, unterschiedlich gestaltete Einsätze zu nutzen, solange die obere Oberfläche und mindestens eine Seite des Einsatzes die beschriebenen Merkmale aufweisen.
Insbesondere zeigt 9 einen stabartigen Schneideinsatz 600 mit einer oberen Oberfläche 617, einer unteren Oberfläche 619 und einer Seite 620, die die obere Oberfläche 617 schneidet, um eine Schneidkante 625 zu definieren. Der Einsatz 600 besitzt einen kegelstumpfförmigen Stützstab 630, der in eine entsprechende Bohrung 650 innerhalb des Werkzeughalters 50 passt, um eine Reibpassung zwischen dem Stützstab 630 und der passenden Bohrung 650 zu bilden. Auf derartige Weise wird der Schneideinsatz 600 drehfest innerhalb des Werkzeughalters 50 festgehalten. Diese Anordnung eignet sich besonders dann, wenn die während einer Bearbeitung auf den Einsatz 600 erzeugte Kraft auf die Schneidkante 625 wirkt, um eine Druckkraft mit einer Komponente entlang der Werkzeughaltermittelachse 52 zu liefern.
Der kegelstumpfförmige Stützstab 630 definiert einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 632, der mit der kegelstumpfförmigen, passenden Bohrung 650 des Werkzeughalters 50 zusammengesteckt werden kann. Dadurch bildet der kegelstumpfförmige Abschnitt 632 des Einsatzes 600 eine Presspassung mit der kegelstumpfförmigen Bohrung 650 des Werkzeughalters 50. Wie in 9 gezeigt, ist der kegelstumpfförmige Abschnitt 632 des Einsatzes 600 ein Stab 630 mit einer lokalisierenden Schulter 634, die so ausgelegt ist, dass sie an die Stirnfläche 675 des Werkzeughalters 650 anstößt. Es ist auch möglich und kann leicht in Betracht gezogen werden, dass die unterste Oberfläche 619 des kegelstumpfförmigen Abschnitts 632 des Einsatzes 600 dafür ausgelegt sein kann, an den nicht gezeigten Boden innerhalb der Bohrung 650 des Werkzeughalters 50 anzustoßen. Unter diesen Umständen würde die lokalisierende Schulter 634 nicht in Eingriff genommen werden.
Allgemein wurde im Stand der Technik der Werkzeugversagensumstand für sich nicht drehende Einsätze als Kolkverschleiß und plastische Verformung infolge der Konzentration von Temperatur und Kräften an einer bestimmten Stelle der Schneidkante des Einsatzes identifiziert. Das Design gemäß der vorliegenden Erfindung kann dazu führen, Hitze so effektiv vom Schneideinsatz zum Werkzeughalter zu übertragen, dass der Werkzeughalter möglicherweise durch übermäßige Temperaturen beschädigt werden kann, während es die Versagensumstände der metallschneidenden Zustände des Stands der Technik minimiert. Deshalb kann es nun wünschenswert sein, Kühlmechanismen für den Werkzeughalter auszubilden.
Unter Bezugnahme auf 10 besitzt ein modifizierter Werkzeughalter 750 eine Bohrung 755, die sich entlang seiner Länge erstreckt, durch die Kühlmittel bereitgestellt werden können. Der gesicherte Schneideinsatz 700 ist innerhalb der Bohrung 755 gesichert und besitzt selbst eine Bohrung 705, die mit der Bohrung 755 im Werkzeughalter 750 kolinear sein kann. Während des Schneidens bewegt sich durch die Bohrung 755 eingeleitetes Kühlmittel durch die Bohrung 705 des Schneideinsatzes 700 und tritt in der Nähe des Schneidgebiets aus. Auf diese Weise kann Kühlmittel verwendet werden, um sowohl das Schneidgebiet als auch weiterhin den Werkzeughalter 750 und den Schneideinsatz 700 zu kühlen.
Einzelheiten des Einsatzes 700 sind in 11 gezeigt. Der Einsatz 700 besitzt eine obere Oberfläche 717 und eine Seite 720, die sich schneiden, um eine Schneidkante 725 zu definieren. Die sich entlang der Länge des Schneideinsatzes 700 erstreckende Bohrung 705 steht mit der Bohrung 755 des Werkzeughalters 750 (10) in Strömungsverbindung. Ein Spanbrecher 740 erstreckt sich über die Breite der oberen Einsatzoberfläche 717 und wird dazu verwendet, die Ausbildung von Schneidspänen während einer Metallbearbeitung auf eine Weise ähnlich den Vorsprüngen 130, 135 in 3 und 4 zu fördern.
10 zeigt eine Bohrung 705 mit einem konstanten Durchmesser. Um das Kühlfluid besser auf dem tatsächlichen Schneidgebiet zu verteilen, wie in 12 gezeigt, kann ein ähnlicher Schneideinsatz 800 eine Bohrung 805 mit einem Austrittsabschnitt 810 mit einer Innenwand 812 besitzen, die sich nach außen verjüngt, wenn sich die Bohrung der oberen Oberfläche 817 annähert. Diese allgemein kegelförmig geformte Innenwand 812 wirkt dahingehend, das Schneidefluid durch einen größeren Sprühbereich effektiv zu verteilen, wodurch das Schneidgebiet effektiver gekühlt wird. Auf diese Weise kann durch das Schneiden erzeugte und auf den Werkzeughalter übertragene Hitze effektiv abgeführt werden, während gleichzeitig das Kühlfluid das Schneidgebiet kühlt.
Zusätzlich zu der Bereitstellung einer sich durch den Werkzeughalter erstreckenden Bohrung für Kühlmittel ist es auch möglich, den Werkzeughalter aus einem Material zu wählen, das gegenüber hohen Temperaturen beständig sein kann. Als ein Beispiel kann das Werkzeughaltermaterial Inconel oder ein beliebiges einer Reihe von anderen Materialien sein, die ausreichend strukturelle Steifheit besitzen und die gegenüber hohen Temperaturen beständig sind.
Unter solchen Umständen, bei denen ein Trockenschneiden erforderlich ist und Kühlmittel möglicherweise nicht zum Werkstück geleitet werden kann, ist es möglich, wie in 13 gezeigt, einen Werkzeughalter 850 mit einer Bohrung 855 bereitzustellen, die sich nur teilweise entlang der Länge des Werkzeughalters 850 erstreckt. In die Bohrung 855 eingeleitetes Kühlmittel müsste mit einem anderen Kühlfluid umgewälzt werden, wenn es erhitzt ist. Eine derartige Umwälzung könnte dadurch bereitgestellt werden, dass der Schneideinsatz 800 in einer erhöhten Position gehalten und durch die Bohrung 855 ein Kühlfluid gesprüht wird, das dann durch die Schwerkraft zu dem entgegengesetzten Ende des Werkzeughalters 850 zurückkehren würde. Falls als Alternative beispielsweise der Schneideinsatz 800 der niedrigste Teil der Baugruppe wäre, dann könnte Kühlfluid verdampfen und sich zu dem entgegengesetzten Ende der Bohrung 855 bewegen, wo es gekühlt und kondensiert werden könnte.
Wenngleich nicht in 13 gezeigt, ist es durchaus möglich, die Bohrung 855 durch die ganze Länge des Werkzeughalters 850 zu verlängern und weiterhin eine Bohrung teilweise durch den Schneideinsatz 800 so auszubilden, dass etwaiges, innerhalb der Bohrung 855 eingeleitetes Kühlfluid auch innerhalb der Einsatzbohrung eingeleitet werden kann, um sowohl den Werkzeughalter 850 als auch den Schneideinsatz 800 zu kühlen. Genau wie mit der Anordnung mit der sich teilweise durch den Werkzeughalter 850 erstreckenden Bohrung 855 würde diese Anordnung mit der Bohrung 855, die sich teilweise durch den Schneideinsatz erstreckt und mit der Werkzeughalterbohrung in Verbindung steht, die Bewegung des Werkzeughalters ermöglichen, um das Kühlfluid darin zu bewegen, wodurch Hitze gleichmäßiger in dem Werkzeughalter 850 und dem Einsatz 800 verteilt wird, sodass die Wärmeableitung verbessert ist. Es ist auch möglich, einen Einsatz ähnlich dem Einsatz 800 in 13 zu verwenden, um die sich durch den Werkzeughalter 750 in 10 ersteckende Bohrung zu „verstopfen“.
Unter Bezugnahme auf 14 weist der Schneideinsatz 100 eine obere Oberfläche 117 mit einer Seite 120 auf, die sich mit der oberen Oberfläche 117 schneidet, um eine Schneidkante 125 zu definieren. Die Seite 120 kann relativ zum Werkstück 10 derart orientiert sein, dass der an der Schnittstelle der oberen Oberfläche von 117 bei der Schneidkante 125 und einer radialen Linie R, die sich von der Achse 15 des Werkstücks 10 aus erstreckt, ausgebildete Spanwinkel RA zwischen -10° und 30°, bevorzugt -5° bis +15°, liegt. In vielen Fällen wird es einen Steg geben, der sich von der Schneidkante aus nach innen erstreckt, wobei der Steg so gewinkelt sein kann, dass er den Schneideinsatz mit einem positiven, neutralen oder negativen Spanwinkel RA festlegt. Unter diesen Umständen wird der Spanwinkel RA eine Kombination aus dem Winkel des Stegs (Spanstirnflächenwinkel) und der Winkelorientierung des Schneideinsatzes sein. Wie in 14 gezeigt, dreht sich das Werkstück 10 in eine Richtung von Pfeil 20 um die Achse 15.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 15 kann der Schneideinsatz 100 auch relativ zu der Vorschubrichtung F derart orientiert sein, dass die Schnittstelle der oberen Oberfläche 117 bei der Schneidkante 125 mit der Achse 15 des Werkstücks 10 einen axialen Winkel AA mit weniger als 90° und bevorzugt zwischen 0° und 30° bildet. Die in der Tabelle gefundenen folgenden Beispiele veranschaulichen die Ergebnisse, wenn die Baugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Ein kreisförmiger Einsatz mit einem 1,27 cm-IC (½ Inch-IC) wurde an einem Werkzeughalter befestigt, und zwar auf eine Weise ähnlich jener Anordnung in 9 der vorliegenden Erfindung, und innerhalb einer Werkzeugmaschine Mori-Seiki MT 253 montiert. Dieser Versuch lief unter trockenen Bedingungen. Der Schneideinsatz war ein mit KC8050 beschichtetes Hartmetall. Die Qualität KC8050 ist eine von Kennametal hergestellte proprietäre Qualität. Das Werkstück war ein Klotz mit einem Ausgangsdurchmesser von etwa 15,24 cm (6 Inch) und aus 1040-Kohlenstoffstahl hergestellt. TABELLE

		Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3
Oberflächengeschwindigkeit***		252 m/min	374 m/min	270 m/min
Zufuhrrate/Umdrehung		1,0 mm/Umdr.	4,0 mm/Umdr.	1,0 mm/Umdr.
Zufuhrrate/Minute		1338 mm/min	3820 mm/min	688 mm/min
Sch n itttiefe		1,0 mm	0,75 mm	1,25 mm
Drehfaktor*		4x	4x	4x
Abtrag rate		525 cm³/min	1122 cm³/min	337 cm³/min
Einsatzlebensdauer**	(Volumen)	2625 cm³	7854 cm³	10125 cm³
(Zeit)		5 min	7 min	30 min
* Einsatz dreht sich mit diesem Wert mal der Werkstückdrehzahl
** Zeit, bei der Flankenabnutzung größer oder gleich 0,0381 cm (0,015 Inch) ist.
*** Die Oberflächengeschwindigkeit wurde konstant gehalten, was erforderte, die Drehzahl des Werkstücks heraufzusetzen, während der Werkstückdurchmesser abnahm.

Was bisher beschrieben wurde, ist ein drehfester, innerhalb einer Spindel befestigter Werkzeughalter, so dass eine Drehung der Spindel in eine Drehung des Werkzeughalters umgesetzt wird, was in einer Drehung des Schneideinsatzes resultiert. Diese Anordnung erfordert, dass die Spindel gedreht wird. Es ist jedoch durchaus möglich, eine stationäre Spindel und einen Hilfsantriebseinrichtung wie etwa einen auf der Spindel montierten Motor zu verwenden, der in der Lage ist, den Werkzeughalter innerhalb der stationären Spindel zu drehen.
9 zeigt eine Ausführungsform des Einsatzes 600 mit einem kegelstumpfförmigen Stützstab 630, der mit einer kegelstumpfförmigen passenden Bohrung 650 gekoppelt werden kann. Die 18 und 19 stellen noch eine weitere Ausführungsform mit einer Baugruppe dar, die aus einem Schneideinsatz 1000 mit einer sich dort hindurch erstreckenden Mittelachse 105 besteht. Der Schneideinsatz 1000 besteht aus einem Körper 1015 mit einer oberen Oberfläche 1017 und einer unteren Oberfläche 1019 mit mindestens einer Seite 1020 dazwischen. Eine Schneidkante 1025 befindet sich an der Schnittstelle der mindestens einen Seite 1020 und der oberen Oberfläche 1017.
Die Baugruppe enthält einen Werkzeughalter 1100, auf dem der Schneideinsatz 1000 durch eine Befestigungsschraube 1105 montiert ist, die gewindemäßig mit dem Werkzeughalter 1100 in Eingriff steht. Der Werkzeughalter 1100 ist dafür ausgelegt, den Einsatz 1000 mit einer vorbestimmten Drehzahl um die Mittelachse 105 zu drehen. Außerdem besitzt der Einsatz 1000 einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 1032, der mit einer kegelstumpfförmigen Bohrung 1150 innerhalb des Werkzeughalters 1100 gekoppelt werden kann. Der kegelstumpfförmige Abschnitt 1032 des Einsatzes 1000 bildet eine Presspassung mit der kegelstumpfförmigen Bohrung 1150 des Werkzeughalters 1100. Der kegelstumpfförmige Abschnitt 1032 des Einsatzes 1000 ist, wie in 19 gezeigt, die Seite 1020 des Einsatzes 1000, und die untere Oberfläche 1019 des Einsatzes 1000 ist dafür ausgelegt, an einem Boden 1155 innerhalb der Bohrung 1150 des Werkzeughalters 1100 anzustoßen.
Wie in 19 gezeigt, weist der Boden 1155 einen Umfangshohlraum 1157 auf, um eine radiale Ausdehnung der Wände 1152 der Bohrung 1150 zu ermöglichen.
Wieder unter Bezugnahme auf 19 bildet der kegelstumpfförmige Abschnitt 1032 des Einsatzes 1000 einen Winkel a mit der Mittelachse 105 (der Übersichtlichkeit halber verschoben), der größer ist als der von der Wand 1152 der Werkzeughalterbohrung 1150 gebildete Winkel b. Die Differenz zwischen dem Winkel a des Einsatzabschnitts 1032 und dem Winkel b der Bohrungswand 1152 kann zwischen 0,2°-3,0° liegen und beträgt bevorzugt 1,0°. Bei einer Ausführungsform beträgt der Winkel a des Einsatzabschnitts 1032 7°, während der Winkel b der Bohrungswand 6° beträgt.
Wieder unter Bezugnahme auf 19 ist die Außenwand 1110 des Werkzeughalters 1100 bei der Werkzeughalterstirnfläche 1157 ausgenommen, um einen Freiraum für ein Abdrehen bereitzustellen. Wie in 19 gezeigt, ist die Ausnehmung 1160 eine Umfangsfase um den Werkzeughalter 1110.
Durch Verwenden der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, ein Werkstück so zu bearbeiten, dass Gewinde hergestellt werden, im Gegensatz zum zuvor beschriebenen Abdrehen, das Material über überlappende Breiten des Werkstücks entfernt. Die 16 und 17 zeigen eine Anordnung, wodurch das Werkstück so bearbeitet wird, dass Gewinde gebildet werden. Eine derartige Ausbildung erfordert eine genaue Synchronisation zwischen der Vorschubrate des Einsatzes und der Drehung des Werkstücks. Der am Werkzeughalter 50 befestigte Einsatz 100 ist so orientiert, dass die Mittelachse 105 des Schneideinsatzes 100 mit der Mittellinie 15 des Werkstücks 10 einen Winkel Z bildet. Außerdem bildet eine Linie senkrecht zu der Mittelachse 105 des Schneideinsatzes 100 einen Freiwinkel Y mit einer sich von der Werkstückmittellinie 15 aus erstreckenden radialen Linie R.
Bei einem Beispiel ist das Werkstück 10 aus 4140-Legierungsstahl hergestellt. Der Freiwinkel Y beträgt 7° und der Winkel Z beträgt ebenfalls 7°. Der Einsatz 100, der ein kreisförmiger 1,27 cm-IC-Einsatz (½-Inch-IC-Einsatz) ist, ist senkrecht zu der Spindeldrehachse B orientiert. Die Drehzahl des Werkstücks 10 beträgt 100 min^-1, während die Drehzahl des Einsatzes 100 das Doppelte dieser Drehzahl oder 200 min^-1 ist. Die Vorschubrate des Einsatzes 100 ist gleich der gewünschten Teilung des Schraubgewindes, was 7,62 cm pro Umdrehung (3 Inch pro Umdrehung) ist. Die Tiefe eines Schnitts beträgt 0,025 cm (0,010 Inch). Unter diesen Umständen beträgt die Metallabtragrate 98,32 cm³/min (6 In³/min).
Was bisher beschrieben wurde, ist ein Werkzeughalter mit einer Bohrung mit einer kegelstumpfförmigen Wand zum Aufnehmen eines Einsatzes mit einer allgemein entsprechenden kegelstumpfförmigen Seite. Die Wand des Werkzeughalters war im Wesentlichen durchgehend und nicht unterbrochen. Die Anmelder haben herausgefunden, dass es vorteilhaft sein kann, zusätzliche Flexibilität bei der verjüngten Bohrung des Werkzeughalters zu haben, und es kann vorteilhaft sein, eine Verdrängungseinrichtung bereitzustellen, um den Einsatz vom Werkzeughalter zu lösen.
Die 20 und 21 zeigen Explosionsansichten des Schneideinsatzes 1600 und des Werkzeughalters 2000. Der Schneideinsatz 1600 besteht aus einem Körper 1605 mit einer sich dort hindurch erstreckenden Mittelachse 1610. Die Mittelachse 1610 erstreckt sich auch durch den Werkzeughalter 2000. Der Schneideinsatz 1600 weist eine obere Oberfläche 1617 und eine untere Oberfläche 1619 mit einer Seite 1620 dazwischen auf. Wie in 20 und 21 gezeigt, kann die Seite 1620 eine kegelstumpfförmige Gestalt besitzen. Eine Schneidkante 1625 existiert an der Schnittstelle der Seite 1620 und der oberen Oberfläche 1617. Wie in 20 und 21 gezeigt, besitzt die Schneidkante 1625 eine Kreisform.
Wie in 21 gezeigt, erstreckt sich ein nicht kreisförmiger Hohlraum 1630 nach oben und in die untere Oberfläche 1619 des Einsatzkörpers 1605. Ein Befestigungsdurchgangsloch 1635 erstreckt sich entlang der Mittelachse 1610 durch den ganzen Körper 1605. Außerdem ist, wie in 22 gezeigt, ein Abschnitt der Befestigungsbohrung 1635 verjüngt, wie durch die verjüngte Sektion 1637 gezeigt, um einen Niederhaltebolzen 1640 aufzunehmen.
Unter Bezugnahme auf den in 20-22 gezeigten Werkzeughalter ist der Werkzeughalter 2000 ausgelegt, den Schneideinsatz 1600 aufzunehmen. Insbesondere besitzt der Werkzeughalter 2000 einen Körper 2005 mit einer sich dort hindurch erstreckenden verjüngten Bohrung 2010. Die verjüngte Seite 1620 des Einsatzkörpers 1605 passt in die verjüngte Bohrung 2010 des Werkzeughalterkörpers 2005.
20 zeigt den Werkzeughalterkörper 2005 mit einem zylindrischen Kern 2015 mit einem Abschnitt 2020 mit reduziertem Durchmesser um die Längsachse 1610. Eine Muffe 2025 passt mit einer Presspassung über den Abschnitt 2020 mit reduziertem Durchmesser. Die Muffe 2025 erstreckt sich vom Abschnitt 2020 mit reduziertem Durchmesser aus nach vorne.
Unter Bezugnahme auf 21 erstreckt sich die Bohrung 2010 nach hinten und besitzt eine sich dort hindurch erstreckende Mittelachse 1610. Die Bohrung 2010 erstreckt sich zu einem Boden 2030. Eine Reifwand 2035 ist vom Boden 2030 nach vorne innerhalb der Bohrung 2010 definiert.
Die Bohrung 2010 ist verjüngt und liefert eine nachgiebige Presspassung mit der Seite 1620 des Einsatzes 1600, wenn der Boden 2030 des Werkzeughalterkörpers 2005 an der unteren Oberfläche 1619 des Einsatzes 1600 anliegt.
Um eine nachgiebige Presspassung bereitzustellen, aber gleichzeitig ein effizientes Lösen des Einsatzes 1600 zu gestatten, erstrecken sich Schlitze 2040 durch die Reifwand 2035, um eine Ausdehnung der Reifwand 2035 zu ermöglichen. Es ist die Reifwand 2035 der Bohrung 2010, die eine innere Oberfläche besitzt, die kegelstumpfförmig ist.
Der Werkzeughalterkörper 2005 enthält weiterhin einen sich vom Boden 2030 des Werkzeughalterkörpers 2005 aus erstreckenden Nocken 2045. Der Nocken 2045 besitzt ein nicht kreisförmiges Profil, der in den nicht kreisförmigen Hohlraum 1630 des Einsatzkörpers 1635 eingreifen soll. Während die in 21 gezeigte Form allgemein oval ist, ist jede nicht kreisförmige Form möglich, die mit dem nicht kreisförmigen Hohlraum 1630 des Einsatzkörpers 1605 koppeln würde, um eine Drehung des Einsatzkörpers 1605 in der verjüngten Bohrung 2010 zu verhindern.
Unter Bezugnahme auf 22 enthält der Werkzeughalterkörper 2005 weiterhin ein Gewindesegment 2050, das sich innerhalb des Bodens 2030 erstreckt, um den Einsatzniederhaltebolzen 1640 aufzunehmen, der ein entsprechendes Gewinde hat. Der Niederhaltebolzen 1640 sichert den Einsatzkörper 1605 am Werkzeughalterkörper 2005.
Die 23 und 24 zeigen den Werkzeughalterkörper 2005 und den über den Niederhaltebolzen 1640 darin befestigten Einsatzkörper 1605. Aus diesen Ansichten geht hervor, dass sich die Reifwand 2035 vor dem Boden 2030 erstreckt.
Um eine zusätzliche radiale Ausdehnung der Reifwand 2035 zu ermöglichen, erstreckt sich ein Umfangshohlraum 2055 innerhalb des Bodens 2035. Siehe 21 für eine deutlichere Ansicht des Umfangshohlraums 2055. Dadurch erhält man nicht nur eine dünnere Reifwand 2035, sondern, wie beschrieben werden wird, Zugang zu einem Entfernungswerkzeug zum Auswerfen des Einsatzes 1600 aus dem Werkzeughalter 2000.
Es versteht sich, dass, obwohl der in den 20-22 gezeigte Werkzeughalterkörper 2005 eine Muffe 2025 um einen reduzierten Abschnitt 2020 des Werkzeughalterkörpers 2005 hat, es möglich ist, die Muffe 2025 wegzulassen, und das Profil des Werkzeughalterkörpers 2005 so zu erweitern, dass es den Bereich der Muffe 2025 umgibt, um einen einstückigen, kombinierten Werkzeughalterkörper 2005 bereitzustellen. Dies kann dann von Vorteil sein, wenn eine größere Steifheit der Reifwand 2035 erwünscht ist.
Es versteht sich außerdem, dass es zwischen der Muffe 2025 und dem reduzierten Abschnitt 2020 eine nachgiebige Presspassung gibt, um die Muffe 2025 an den Werkzeughalterkörper 2005 zu sichern.
Kurz unter Bezugnahme auf 21 können die Schlitze 2040 einen oder mehrere radiale Passagen 2060 enthalten, die sich ganz durch die Reifwand 2035 erstrecken, um einen radialen Zugang zum Umfangshohlraum 2055 zu ermöglichen. Die Form eines Durchgangs 2026 kann kreisförmig sein und sich an der Basis des Schlitzes 2040 befinden, um Beanspruchungskonzentrationen zu reduzieren, jedoch liefert die Passage 2060 zusätzlich einen Zugang für ein Einsatzentfernungswerkzeug.
Insbesondere besitzt unter Bezugnahme auf 25-27 die radiale Passage 2060 eine radiale Achse 2065 ungefähr auf der Höhe des Werkzeughalterbodens 2030. Die Passage 2060 erstreckt sich ganz durch die Reifwand 2035 und liefert, wie zuvor erwähnt, einen radialen Zugang zu dem Umfangshohlraum 2055. Wie dargestellt, befindet sich die Passage 2060 an dem untersten Ende des Schlitzes 2040. Die Passage 2060 ist zylindrisch und besitzt einen Passagendurchmesser D1. Auch gezeigt in 25-27 ist ein kreisförmiger Stab 2080, der als ein Einsatzentfernungswerkzeug 2080 fungiert. Dieser Stab 2080 ist nicht in 24 gezeigt. Zusätzliche Details des Entfernungswerkzeugs sind in 30 gezeigt. Der Stab 2080 besitzt eine Stabmittellinie 2085, einen ersten Teil 2087 mit einem ersten Teilquerschnitt 2090 und einem Durchmesser D2 kleiner als die Durchmesserpassage D1. Der Stab 2080 weist weiterhin einen zweiten Teil 2095 mit einem vorstehenden Abschnitt 2097 auf, der sich von dem ersten Teil 2087 erstreckt, wobei der zweite Teil 2095 einen Querschnitt 2099 aufweist, der kleiner ist als der des ersten Teils 2087 und von der Mittellinie 2085 des Stabs 2080 versetzt ist.
Die 25, 26 und 27 zeigen die Schritte des Entfernens des Einsatzkörpers 1605 vom Werkzeughalterkörper 2005 unter Verwendung des Entfernungswerkzeugs 2080. Insbesondere wird mit dem in dem Werkzeughalterkörper 2005 befestigten Einsatzkörper 1605 der zweite Teil 2095 des Entfernungswerkzeugs 2080 in die Passage 2060 und in den Umfangshohlraum 2055 eingesetzt, so dass sich der zweite Teil 2095 des Entfernungswerkzeugs bei der unteren Oberfläche 1619 des Einsatzkörpers 1605 befindet und der erste Teil 2087 des Entfernungswerkzeugs 2080 innerhalb der Passage 2060 gestützt wird. Diese Anordnung ist in 26 gezeigt. Nachdem sich das Entfernungswerkzeug 2080 in seiner Position befindet, kann es dann derart um die Stabmittellinie 2085 gedreht werden, dass der zweite Teil 2095, der von der Mittellinie 2085 versetzt ist, sich gegen die untere Oberfläche 1619 des Einsatzkörpers 1605 bewegt, um dadurch den Einsatzkörper 1605 von der verjüngten Bohrung 2010 des Werkzeughalterkörpers 2005 zu drücken, wie in 27 gezeigt.
Unter Bezugnahme auf 21 ist das, was bisher beschrieben wurde, ein Werkzeughalterkörper 2005 mit einer Bohrung 2010 mit einer Reifwand 2035, die darin einen Schlitz 2040 aufweist, mit einer Passage 2060 am Boden des Schlitzes.
Für den Fall, dass es nicht erforderlich ist, den Einsatzkörper 1605 mit Kraft aus dem Werkzeughalterkörper 2005 auszuwerfen, kann die Passage 2060 dann zugunsten eines einfachen Schlitzes 2040 weggelassen werden, wie in 28 gezeigt. Unter diesen Umständen ist die Reifwand immer noch flexibel, doch würde es keinen Zugang für ein Einsatzentfernungswerkzeug geben.
Außerdem, wie in 29 gezeigt, ist es für den Fall, dass es nicht notwendig ist, die Flexibilität der Reifwand 2035 zu vergrößern, was der Zweck des Einführens der Schlitze 2040 in 21 war, dann möglich, nur Passagen 2060 vorzusehen, wie hierin bezüglich der 25-27 beschrieben.
Wenngleich spezifische Ausführungsformen der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, versteht der Fachmann, dass zahlreiche Modifikationen und Alternativen an jenen Details angesichts der Gesamtlehren der Offenbarung entwickelt werden könnten. Die hierin beschriebenen, gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen sollen nur veranschaulichend und hinsichtlich des Schutzbereichs der Erfindung nicht beschränkend sein, der durch den vollen Umfang der beigefügten Ansprüche und jegliche und alle Äquivalente davon gegeben werden soll.

Claims

Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000), der dafür ausgelegt ist, einen Schneideinsatz (100, 200, 300, 400, 600, 700, 800, 1000, 1600) mit einem verjüngten Schaft und einer Anschlagsoberfläche darin aufzunehmen, wobei der Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000) Folgendes umfasst: a) einen Werkzeughalterkörper (2005); b) eine sich darin nach hinten erstreckende Bohrung (87, 650, 755, 855, 1150, 2010) mit einer sich dort hindurch erstreckenden Mittelachse (105, 205, 1610), wobei sich die Bohrung (87, 650, 755, 855, 1150, 2010) zu einem Boden (1155, 2030) erstreckt und wobei ein Reif mit einer Wand (2035) von dem Boden (1155, 2030) aus vor der Bohrung (87, 650, 755, 855, 1150, 2010) definiert ist; c) wobei die Bohrung (87, 650, 755, 855, 1150, 2010) eine verjüngte Sektion aufweist, die so bemessen ist, dass sie eine nachgiebige Presspassung mit der unteren Oberfläche (119, 219, 319, 619, 1019, 1619) des Einsatzes (100, 200, 300, 400, 600, 700, 800, 1000, 1600) liefert, wenn der Boden (1155, 2030) des Werkzeughalterkörpers (2005) mit der unteren Oberfläche (119, 219, 319, 619, 1019, 1619) des Einsatzes (100, 200, 300, 400, 600, 700, 800, 1000, 1600) in Anschlag steht; und e) mindestens einen sich durch die Reifwand (2035) erstreckenden Schlitz (2040), um eine Ausdehnung der Reifwand (2035) zu gestatten.
Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000) nach Anspruch 1, wobei die Reifwand (2035) eine innere Oberfläche aufweist, die kegelstumpfförmig ist.
Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000) nach Anspruch 1, weiterhin mit einem Nocken (2045), der sich von dem Boden (1155, 2030) des Werkzeughalters (50, 750, 850, 1100, 2000) erstreckt, wobei der Nocken (2045) ein nicht kreisförmiges Profil aufweist, das einen nicht kreisförmigen Hohlraum (1630) innerhalb des Einsatzes (100, 200, 300, 400, 600, 700, 800, 1000, 1600) in Eingriff nehmen soll.
Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000) nach Anspruch 1, weiterhin mit einem Gewindesegment (2050), das sich innerhalb des Bodens (1155, 2030) erstreckt, um einen Einsatzniederhaltebolzen (90, 230, 1105, 1640) aufzunehmen.
Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000) nach Anspruch 4, weiterhin mit einem Niederhaltebolzen (90, 230, 1105, 1640) zum Sichern des Einsatzes (100, 200, 300, 400, 600, 700, 800, 1000, 1600) in dem Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000).
Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000) nach Anspruch 1, wobei die Reifwand (2035) kreisförmig ist.
Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000) nach Anspruch 1, wobei die Reifwand (2035) integral mit dem Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000) ist.
Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000) nach Anspruch 1, wobei der Werkzeughalterkörper (2005) einen zylindrischen Kern (2015) mit einem Abschnitt (2020) mit reduziertem Durchmesser um die Längsachse (105, 205 1610) herum und eine Muffenpassung mit einer Presspassung über dem Abschnitt (2020) mit reduziertem Durchmesser aufweist und wobei sich die Muffe (2025) von dem reduzierten Abschnitt (2020) und vor dem Boden (1155, 2030) erstreckt, um die Reifwand (2035) zu definieren.
Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000) nach Anspruch 1, weiterhin mit einem Umfangshohlraum (2055) innerhalb des Bodens (1155, 2030), um eine radiale Ausdehnung der Reifwand (2035) zu gestatten.
Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000) nach Anspruch 9, weiterhin mit mindestens einer radialen Passage (2060) mit einer Mittelachse auf der Höhe des Bodens (1155, 2030), wodurch sich die Passage (2060) vollständig durch die Reifwand (2035) erstreckt, um radialen Zugang zu dem Umfangshohlraum (2055) zu liefern.
Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000) nach Anspruch 10, wobei sich die mindestens eine radiale Passage (2060) am untersten Ende eines Schlitzes (2040) befindet.
Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000) nach Anspruch 11, wobei die mindestens eine radiale Passage (2060) zylindrisch ist und einen Passagendurchmesser D1 aufweist.
Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000) nach Anspruch 12, weiterhin mit einem kreisförmigen Stab (2080) mit einer Stabmittellinie (2085), wobei ein erster Teil (2087) einen ersten Teilquerschnitt (2090) aufweist und einen Durchmesser kleiner als der Passagendurchmesser und einen zweiten Teil (2095) mit einem vorstehenden Abschnitt (2097), der sich von dem ersten Teil (2087) aus erstreckt, wobei der zweite Teil (2095) einen kleineren Querschnitt (2099) als der erste Teil (2087) aufweist und von der Mittellinie (2085) des Stabs (2080) versetzt ist.
Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000), der dafür ausgelegt ist, einen Schneideinsatz (100, 200, 300, 400, 600, 700, 800, 1000, 1600) mit einem verjüngten Schaft und einer Anschlagsoberfläche darin aufzunehmen, wobei der Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000) Folgendes umfasst: a) einen Werkzeughalterkörper (2005); b) eine sich darin nach hinten erstreckende Bohrung (87, 650, 755, 855, 1150, 2010) mit einer sich dort hindurch erstreckenden Mittelachse (105, 205, 1610), wobei sich die Bohrung (87, 650, 755, 855, 1150, 2010) zu einem Boden (1155, 2030) erstreckt und wobei ein Reif mit einer Wand (2035) von dem Boden (1155, 2030) aus vor der Bohrung (87, 650, 755, 855, 1150, 2010) definiert ist für einen Anschlag mit der Anschlagsoberfläche des Einsatzes (100, 200, 300, 400, 600, 700, 800, 1000, 1600); und c) mindestens eine radiale Passage (2060) mit einer radialen Mittelachse auf der Höhe des Bodens (1155, 2030), wodurch sich die Passage (2060) vollständig durch die Reifwand (2035) und weiter zu der Mittellinie (105, 205, 1610) des Körpers (2005) erstreckt.
Baugruppe, die aus Folgendem besteht: a) einem Schneideinsatz (100, 200, 300, 400, 600, 700, 800, 1000, 1600) mit einer sich dort hindurch erstreckenden Mittelachse (105, 1610), wobei der Einsatz (100, 200, 300, 400, 600, 700, 800, 1000, 1600) aus einem Körper (115, 315, 415, 1015, 1605) besteht, der Folgendes aufweist: 1) eine obere Oberfläche (117, 317, 417, 617, 717, 817, 1617) und eine untere Oberfläche (119, 219, 319, 419, 619, 1619); 2) mindestens eine Seite (120, 320, 420, 620, 720, 1620) dazwischen, wobei die Seite (120, 320, 420, 620, 720, 1620) eine kegelstumpfförmige Gestalt aufweist; und 3) eine Schneidkante (125, 225, 325, 425, 625, 725, 1625) an der Schnittstelle der mindestens einen Seite (120, 320, 420, 620, 720, 1620) und der oberen Oberfläche (117, 317, 417, 617, 717, 817, 1617); und b) einem Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000), der Folgendes aufweist: 1) einen Werkzeughalterkörper (2005) mit einem nach vorne weisenden Ende; 2) eine sich darin nach hinten erstreckende Bohrung (87, 650, 755, 855, 1150, 2010) mit einer sich dort hindurch erstreckenden Mittelachse (105, 1610), wobei sich die Bohrung (87, 650, 755, 855, 1150, 2010) zu einem Boden (1155, 2030) erstreckt und wobei ein Reif mit einer Wand (2035) von dem Boden (1155, 2030) aus vor der Bohrung (87, 650, 755, 855, 1150, 2010) definiert ist und wobei die Bohrung (87, 650, 755, 855, 1150, 2010) eine kegelstumpfförmige Gestalt aufweist; 3) wobei die Bohrung (87, 650, 755, 855, 1150, 2010) eine verjüngte Sektion aufweist, die so bemessen ist, dass sie eine nachgiebige Presspassung mit dem Schaft bildet, wenn der Boden (1155, 2030) des Werkzeughalterkörpers (2005) mit der Anschlagsoberfläche des Einsatzes (100, 200, 300, 400, 600, 700, 800, 1000, 1600) in Anschlag steht; und c) mindestens einem sich durch die Reifwand (2035) erstreckenden Schlitz (2040), um eine Ausdehnung der Reifwand (2035) zu gestatten, wenn der Einsatz (100, 200, 300, 400, 600, 700, 800, 1000, 1600) innerhalb der Werkzeughalterbohrung (87, 650, 755, 855, 1150, 2010) derart positioniert ist, dass die untere Einsatzoberfläche (119, 219, 319, 419, 619, 1619) mit dem Boden (1155, 2030) des Werkzeughalters (50, 750, 850, 1100, 2000) in Anschlag steht.
Baugruppe nach Anspruch 15, wobei der kegelstumpfförmige Abschnitt (1032) des Einsatzes (100, 200, 300, 400, 600, 700, 800, 1000, 1600) eine Presspassung mit der kegelstumpfförmigen Bohrung (87, 650, 755, 855, 1150, 2010) des Werkzeughalters (50, 750, 850, 1100, 2000) bildet.
Baugruppe nach Anspruch 15, wobei der Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000) weiterhin einen Nocken (2045) enthält, der sich von dem Boden (1155, 2030) des Werkzeughalters (50, 750, 850, 1100, 2000) aus erstreckt, wobei der Nocken (2045) ein nicht kreisförmiges Profil aufweist, wobei der Einsatz (100, 200, 300, 400, 600, 700, 800, 1000, 1600) einen nicht kreisförmigen Hohlraum (1630) aufweist, der sich nach oben in die untere Oberfläche (119, 219, 319, 419, 619, 1619) des Einsatzkörpers (115, 315, 415, 1015, 1605) erstreckt und wobei bei in dem Werkzeughalterkörper (2005) befestigtem Einsatz (100, 200, 300, 400, 600, 700, 800, 1000, 1600) der nicht kreisförmige Nocken (2045) in den nicht kreisförmigen Hohlraum (1630) passt und verhindert, dass sich der Einsatz (100, 200, 300, 400, 600, 700, 800, 1000, 1600) innerhalb des Werkzeughalters (50, 750, 850, 1100, 2000) frei dreht.
Baugruppe nach Anspruch 16, wobei der Werkzeughalterkörper (2005) weiterhin ein mittleres Gewindesegment (2050) enthält, das sich innerhalb des Bodens (1155, 2030) erstreckt, um einen Einsatzniederhaltebolzen (90, 230, 1105, 1640) aufzunehmen.
Baugruppe nach Anspruch 18, weiterhin mit dem Niederhaltebolzen (90, 230, 1105, 1640).
Baugruppe nach Anspruch 16, wobei die Reifwand (2035) mit dem Werkzeughalter (50, 750, 850, 1100, 2000) integral ist.
Baugruppe nach Anspruch 16, wobei der Werkzeughalterkörper (2005) einen zylindrischen Kern (2015) mit einem Abschnitt (2020) mit reduziertem Durchmesser um die Längsachse (105, 205, 1610) herum und eine Muffenpassung mit einer Presspassung über dem Abschnitt (2020) mit reduziertem Durchmesser aufweist und wobei sich die Muffe (2025) von dem reduzierten Abschnitt (2020) und vor dem Boden (1155, 2030) erstreckt, um die Reifwand (2035) zu definieren.
Baugruppe nach Anspruch 16, weiterhin mit einem Umfangshohlraum (2055) innerhalb des Bodens (1155, 2030) des Werkzeughalters (50, 750, 850, 1100, 2000), um eine radiale Ausdehnung der Reifwand (2035) zu gestatten.
Baugruppe nach Anspruch 16, weiterhin mit mindestens einer radialen Passage (2060) mit einer radialen Mittelachse auf der Höhe des Bodens (1155, 2030), wodurch sich die Passage (2060) vollständig durch die Reifwand (2035) erstreckt, um radialen Zugang zu dem Umfangshohlraum (2055) zu liefern.
Baugruppe nach Anspruch 16, wobei sich die mindestens eine radiale Passage (2060) am untersten Ende eines Schlitzes (2040) befindet.
Baugruppe nach Anspruch 16, wobei die mindestens eine radiale Passage (2060) zylindrisch ist und einen Passagendurchmesser aufweist und weiterhin mit einem kreisförmigen Stab (2080) mit einer Stabmittellinie (2085) und einem ersten Teil (2087) mit einem ersten Teilquerschnitt (2090) und mit einem Durchmesser kleiner als der Passagendurchmesser und einem zweiten Teil (2095) mit einem sich von dem ersten Teil (2087) aus erstreckenden vorstehenden Abschnitt (2097), wobei der zweite Teil (2095) einen kleineren Querschnitt (2099) als der erste Teil (2087) aufweist und derart von der Mittellinie (2085) des Stabs (2080) versetzt ist, dass, wenn der Stab (2080) in die Passage (2060) eingesetzt wird, der vorstehende Abschnitt (2097) an einer Stelle unter dem Einsatz (100, 200, 300, 400, 600, 700, 800, 1000, 1600) in den Umfangshohlraum (2055) eintritt und eine Drehung des Stabs (2080) den Einsatz (100, 200, 300, 400, 600, 700, 800, 1000, 1600) von der Bohrung (87, 650, 755, 855, 1150, 2010) verschiebt.