DE112011102902B4

DE112011102902B4 - Scheibe für einen Schneideinsatz und Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung mit interner Kühlmittelabgabe

Info

Publication number: DE112011102902B4
Application number: DE112011102902.0T
Authority: DE
Inventors: Brad D. Hoffer; Paul D. Prichard; Linn R. Andras; Joseph V. Nelson; Thomas O. Muller; Kent P. Mizgalski; Charles L. Conway; Nicholas J. Henry; Shi Chen
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2020-01-23
Anticipated expiration: 2031-08-10
Also published as: DE112011102902T5; CN103298577B; US20110020072A1; CN103298577A; WO2012030485A3; WO2012030485A2; US8439608B2

Abstract

Scheibe (704) zur Verwendung in einem Schneideinsatz (150), der mehrere Kühlmitteleinlässe (304) enthält, wobei das Kühlmittel in die Scheibe (704) eintritt und in den Schneideinsatz (150) gelangt, wobei die Scheibe (704) Folgendes umfasst:einen Scheibenkörper (704) mit einer ersten Seitenoberfläche (780) und einer zweiten Seitenoberfläche (782);wobei der Scheibenkörper (704) einen Hohlraum (800) enthält, wobei der Hohlraum (800) eine erste Öffnung (802) in der ersten Seitenoberfläche (780) und eine zweite Öffnung (818) in der zweiten Seitenoberfläche (782) definiert und wobei die erste Öffnung (802) dem Schneideinsatz (150) eine Verbindung für einen ersten Kühlmittelfüllstand und die zweite Öffnung (818) eine Verbindung für einen zweiten Kühlmittelfüllstand bereitstellt,dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenkörper (704) eine im Allgemeinen kreisförmige Umfangskante (786) aufweist und die erste Öffnung (802) einen ersten bogenförmigen Öffnungsabschnitt (804) aufweist, der sich in einem ersten Winkel (GG) um die Umfangskante (786) erstreckt, und die zweite Öffnung (818) einen zweiten bogenförmigen Öffnungsabschnitt (820) aufweist, der sich in einem zweiten Winkel (HH) um die Umfangskante (786) erstreckt, wobei der zweite bogenförmige Winkel (HH) größer ist als der erste bogenförmige Winkel (GG).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, umfassend einen Schneideinsatz, eine Scheibe und einen Halterkörper, wobei die Anordnung eine verbesserte Abgabe von Kühlmittel benachbart zu der Schnittstelle zwischen dem Schneideinsatz und dem Werkstück bereitstellt (d. h. die Einsatz-Span-Schnittstelle), um überschüssige Wärme an der Einsatz-Span-Schnittstelle bei der spanformenden Entfernung von Material aus dem Werkstück zu verringern. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung, umfassend einen Schneideinsatz und eine Scheibe, wobei die Anordnung eine verbesserte Abgabe von Kühlmittel benachbart zu der Schnittstelle zwischen dem Schneideinsatz und dem Werkstück erleichtert (z. B. die Einsatz-Span-Schnittstelle), um die überschüssige Wärme an der Einsatz-Span-Schnittstelle bei der spanformenden Entfernung von Material aus dem Werkstück zu verringern. Außerdem betrifft die Erfindung die Scheibe selbst, die eine verbesserte Abgabe von Kühlmittel benachbart zu der Schnittstelle zwischen dem Schneideinsatz und dem Werkstück erleichtert (z. B. die Einsatz-Span-Schnittstelle), um die überschüssige Wärme an der Einsatz-Span-Schnittstelle bei der spanformenden Entfernung von Material aus dem Werkstück zu verringern.
In einem spanformenden Materialentfernungsvorgang (z. B. Fräsvorgang, Drehvorgang und dergleichen) wird Wärme an der Schnittstelle zwischen dem Schneideinsatz und der Stelle erzeugt, an welcher der Span von dem Werkstück entfernt wird (d. h. an der Einsatz-Span-Schnittstelle). Bekanntermaßen kann sich übermäßige Wärme an der Einsatz-Span-Schnittstelle negativ auf die Werkzeugnutzungsdauer des Schneideinsatzes auswirken (d. h. diese verringern oder verkürzen). Wie man erkennen wird, erhöht eine kürzere Werkzeugnutzungsdauer die Betriebskosten und senkt die allgemeine Produktionseffizienz. Folglich entstehen offensichtliche Vorteile in Verbindung mit der Verringerung der Wärme an der Einsatz-Span-Schnittstelle.
Die US 6053669 mit dem Titel CHIP FORMING CUTTING INSERT WITH INTERNAL COOLING beschreibt die Bedeutung der Wärmeverringerung an der Einsatz-Span-Schnittstelle. Lagerberg führt an, dass, wenn der aus einem Hartmetall gefertigte Schneideinsatz eine bestimmte Temperatur erreicht, seine Beständigkeit gegen eine plastische Verformung abnimmt. Eine Abnahme der Beständigkeit gegen die plastische Verformung erhöht die Gefahr eines Bruchs des Schneideinsatzes. Die US 5775854 mit dem Titel METAL CUTTING TOOL hebt hervor, dass ein Anstieg der Arbeitstemperatur zu einer Abnahme der Härte des Schneideinsatzes führt. Die Folge ist ein erhöhter Verschleiß des Schneideinsatzes.
Andere Patentdokumente offenbaren verschiedene Wege oder Systeme zur Abgabe eines Kühlmittels an die Einsatz-Span-Schnittstelle. Zum Beispiel betrifft die US 7625157 mit dem Titel MILLING CUTTER AND MILLING INSERT WITH COOLANT DELIVERY einen Schneideinsatz mit einem Schneidkörper mit einem zentralen Kühlmitteleinlass. Der Schneideinsatz schließt ferner einen positionierbaren Ablenker ein. Der Ablenker weist eine Kühlmittelwanne auf, die Kühlmittel zu einer spezifischen Schneidstelle ablenkt. Die US 20080175678 A1 mit dem Titel METAL CUTTING SYSTEM FOR EFFECTIVE COOLANT DELIVERY betrifft einen Schneideinsatz, der zusammen mit einem oberen Stück und/oder einer Scheibe arbeitet, um die Abgabe von Kühlmittel an eine Schneidstelle zu erleichtern.
Aus der DE 37 40 814 A1 ist ein Spannwerkzeug zur spanenden Formgebung mit einem Klemmhalter und einem daran befestigten Schneidkörper aus Hartmetall oder Schneidkeramik bekannt. Der Klemmhalter und der Schneidkörper sind zur Kühlmittelbenetzung des Schneiden- und Spanflächenbereichs des Schneidkörpers mit innerhalb der Anlageflächen dieser beiden Bauteile ineinander mündenden Kühlmittelkanälen versehen.
Die US 6045300 mit dem Titel TOOL HOLDER WITH INTEGRAL COOLANT PASSAGE AND REPLACEABLE NOZZLE offenbart die Verwendung von hohem Druck und die Abgabe großer Mengen von Kühlmittel, um die Wärme an der Einsatz-Span-Schnittstelle zu verringern. Die US 6652200 mit dem Titel TOOL HOLDER WITH COOLANT SYSTEM offenbart Rillen zwischen dem Schneideinsatz und einer oberen Platte. Das Kühlmittel strömt durch die Rillen, um die Wärme an der Einsatz-Span-Schnittstelle zu verringern. Die US 5901623 mit dem Titel CRYOGENIC MACHINING offenbart ein Kühlmittelabgabesystem zum Anwenden von flüssigem Stickstoff auf die Einsatz-Span-Schnittstelle.
Es ist offensichtlich, dass in einem spanformenden und Materialentfernungsvorgang höhere Betriebstemperaturen an der Einsatz-Span-Schnittstelle aufgrund des vorzeitigen Bruchs und/oder übermäßigen Verschleißes eine verheerende Auswirkung auf die Werkzeugnutzungsdauer haben kann. Es ist daher stark wünschenswert, eine Schneideinsatz-Scheiben-Halterkörper-Anordnung bereitzustellen, die für spanformende Materialentfernungsvorgänge verwendet werden kann, wobei eine verbesserte Abgabe von Kühlmittel an die Schnittstelle zwischen dem Schneideinsatz und dem Werkstück (d. h., an der Einsatz-Span-Schnittstelle), also der Stelle auf dem Werkstück, an der der Span erzeugt wird, stattfindet. Es gäbe eine Reihe von Vorteilen in Verbindung mit der verbesserten Abgabe von Kühlmittel zu der Schneideinsatz-Span-Schnittstelle.
In einem spanformenden Materialentfernungsvorgang kann der von dem Werkstück erzeugte Span (z. B. durch Schweißen) manchmal an der Oberfläche des Schneideinsatzes kleben. Die Ansammlung von Spanmaterial auf dem Schneideinsatz auf diese Weise ist ein unerwünschtes Vorkommnis, das die Leistung des Schneideinsatzes negativ beeinflussen kann und damit auch den gesamten Materialentfernungsvorgang. Es wäre daher stark wünschenswert, eine Schneideinsatz-Scheiben-Halterkörper-Anordnung bereitzustellen, die für spanformende Materialentfernungsvorgänge verwendet werden kann, wobei eine verbesserte Abgabe von Kühlmittel an die Einsatz-Span-Schnittstelle in einer verstärkten Schmierung an der Einsatz-Span-Schnittstelle resultieren würde. Die Folge der verstärkten Schmierung an der Einsatz-Span-Schnittstelle ist eine Abnahme der Tendenz des Spans, an dem Schneideinsatz zu kleben.
In einem spanformenden Materialentfernungsvorgang kann es vorkommen, dass die Späne den Bereich der Einsatz-Span-Schnittstelle nicht verlassen, wenn der Span an dem Schneideinsatz klebt. Wenn ein Span den Bereich der Einsatz-Span-Schnittstelle nicht verlässt, besteht die Möglichkeit, dass der Span erneut geschnitten wird. Es ist für den Schneideinsatz nicht wünschenswert, einen bereits aus dem Werkstück entfernten Span erneut zu schneiden. Ein Kühlmittelfluss zu der Einsatz-Span-Schnittstelle erleichtert den Abtransport von Spänen von der Einsatz-Span-Schnittstelle und minimiert damit die Möglichkeit, dass ein Span erneut geschnitten wird. Es wäre daher stark wünschenswert, eine Schneideinsatz-Scheiben-Halterkörper-Anordnung bereitzustellen, die für spanformende Materialentfernungsvorgänge verwendet werden kann, wobei eine verbesserte Abgabe von Kühlmittel an die Einsatz-Span-Schnittstelle die Möglichkeit eines erneuten Schneidens des Spans reduziert. Die Folge des verstärkten Kühlmittelflusses zu der Einsatz-Span-Schnittstelle ist der bessere Abtransport von Spänen aus der Nähe der Schnittstelle mit einer daraus folgenden Reduzierung des möglichen erneuten Schneidens eines Spans.
Es gibt eine Reihe unterschiedlicher spanformender Materialentfernungsvorgänge, wie zum Beispiel Drehen, Profildrehen und Plandrehen. Obschon diese in gewisser Weise unterschiedlich sind, werden in einigen Anordnungen bei jedem Vorgang ein Schneideinsatz und eine Scheibe zusammen mit einem Halterkörper verwendet. Es wäre stark wünschenswert, eine Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung (oder eine Schneideinsatz-Scheiben-Halterkörper-Anordnung) bereitzustellen, die bei unterschiedlichen Betriebsarten flexibel verwendet werden kann, ohne zusätzliche Komponenten zu erfordern. Es wäre vorteilhaft, eine Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung (oder eine Schneideinsatz-Scheiben-Halterkörper-Anordnung) bereitzustellen, die die gleichen Komponenten zum Durchführen einer Reihe unterschiedlicher spanformender Materialentfernungsvorgänge (z. B. Drehen, Profildrehen und Plandrehen) verwendet.
Eine Reihe Faktoren kann das Ausmaß an Kühlmittel, das der Einsatz-Span-Schnittstelle zugeführt wird, beeinflussen. Zum Beispiel kann die Größe der Struktur, die das Kühlmittel zu dem Schneideinsatz befördert, ein einschränkender Faktor im Hinblick auf die Menge des an den Schneideinsatz gelieferten Kühlmittels sein. Daher wäre es stark wünschenswert, Zufuhrlöcher bereitzustellen, die genauso groß wie die Einlässe in der Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung oder größer als diese sind, um den Fluss des Kühlmittels zu dem Schneideinsatz zu maximieren. Es wäre stark wünschenswert, eine Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung bereitzustellen, in der zwei oder mehrere Kühlmittelkanäle Kühlmittel an eine einzige diskrete Schneidstelle befördern. Ferner könnte zum Anpassen der Kühlmittelabgabe die Verwendung unregelmäßiger Kühlmittelkanäle und variabler Bereiche des Einlasses und des Auslasses in der Einsatz-Scheiben-Anordnung eine solche Anpassung ermöglichen. Ein solches Merkmal ist die Bereitstellung verschiedener Ablenkwinkel des Kühlmittels, die in einem Bereich zwischen etwa 10 Grad und etwa 60 Grad liegen können.
Zur Verbesserung der Kühlmittelabgabe zu der Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung ist es vorteilhaft, dass das Kühlmittel durch den Halter in die Scheibe eintritt. Dies kann die Verwendung einer externen Kühlmittelzufuhr oder einer internen Kühlmittelzufuhr einschließen.
In Bezug auf die Herstellung eines Schneideinsatzes kann es vorteilhaft sein, mehrere Stücke zu verwenden, die zusammen den Schneideinsatz bilden. Zum Beispiel kann in einigen Fällen ein Schneideinsatz, der aus einer Basis, die die Schneidkante aufweist, und einem Kern gebildet ist, zu einer längeren Lebensdauer führen, da nur die Basis ausgewechselt werden muss, nachdem das Ende der Nutzungsdauer des Werkzeugs erreicht ist. In einer solchen Anordnung ist der Kern lösbar an der Basis angebracht, wobei der Kern wiederverwendet wird, wenn die Basis verschlissen ist. Die Basis und der Kern können durch Co-Sintern, Hartlöten und/oder Kleben miteinander verbunden werden. Alternativ können Basis und Kern ohne Verbindung als einstückiges Element in Kontakt treten, jedoch separate Komponenten bleiben, obwohl sie in engem Kontakt stehen. Außerdem können zur Verbesserung der Leistung die Basis und der Kern je nach Anwendung aus den gleichen oder ungleichen Materialien gefertigt sein.
Wenn die bevorzugte Ausführungsform der Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung eine runde Geometrie aufweist, können gewisse Vorteile bestehen. Wenn zum Beispiel der Schneideinsatz und die Scheibe eine runde Geometrie aufweisen, muss die Anordnung der mehreren Komponenten, z. B. einer Basis und eines Kerns, nicht gewendet werden. Eine runde Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung ist nicht auf eine Seite beschränkt und kann links, rechts und neutral benutzt werden. Bei der Profildrehung können bis zu 50 % der runden Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung als die Schneidkante fungieren. Eine runde Schneideinsatz-Anordnung ist auch mit einem Rotationsschutzmerkmal verfügbar.
In einer Form davon ist die Erfindung eine Scheibe zur Verwendung in einem Schneideinsatz, wobei das Kühlmittel in die Scheibe eintritt und in den Schneideinsatz gelangt. Die Scheibe enthält einen Scheibenkörper, der eine erste Seitenoberfläche und eine zweite Seitenoberfläche aufweist. Der Scheibenkörper enthält einen Hohlraum, wobei der Hohlraum eine erste Öffnung in der ersten Seitenoberfläche und eine zweite Öffnung in der zweiten Seitenoberfläche definiert. Die erste Öffnung stellt dem Schneideinsatz eine Verbindung für einen ersten Kühlmittelfüllstand bereit. Die zweite Öffnung stellt dem Schneideinsatz eine Verbindung für einen zweiten Kühlmittelfüllstand bereit. Der Scheibenkörper weist eine im Allgemeinen kreisförmige Umfangskante auf. Die erste Öffnung hat einen ersten bogenförmigen Öffnungsabschnitt, der sich in einem ersten Winkel um die Umfangskante erstreckt, und die zweite Öffnung hat einen zweiten bogenförmigen Öffnungsabschnitt, der sich in einem zweiten Winkel um die Umfangskante erstreckt. Hierbei ist der zweite bogenförmige Winkel größer als der erste bogenförmige Winkel.
In einer anderen Form davon ist die Erfindung eine Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung. Die Anordnung umfasst einen Schneideinsatz mit einer unteren Oberfläche und mehreren inneren Kühlmittelkanälen, wobei jeder innere Kühlmittelkanal einen Einlass in der unteren Oberfläche des Schneideinsatzes aufweist. Die Anordnung weist eine Scheibe auf, die eine erste Seitenoberfläche und eine zweite Seitenoberfläche aufweist. Die Scheibe enthält einen Hohlraum, der mit der Kühlmittelleitung verbunden ist. Der Hohlraum definiert eine erste Öffnung in der ersten Seitenoberfläche und eine zweite Öffnung in der zweiten Seitenoberfläche. Wenn sich die Scheibe in einem ersten Zustand befindet, kontaktiert die erste Seitenoberfläche die untere Oberfläche des Schneideinsatzes, wobei die erste Öffnung den inneren Kühlmittelkanälen in dem Schneideinsatz eine Verbindung für einen ersten Kühlmittelfüllstand bereitstellt. Wenn sich die Scheibe in einem zweiten Zustand befindet, kontaktiert die zweite Seitenoberfläche die untere Oberfläche des Schneideinsatzes, wobei die zweite Öffnung den inneren Kühlmittelkanälen in dem Schneideinsatz eine Verbindung für einen zweiten Kühlmittelfüllstand bereitstellt. Der Scheibenkörper weist eine im Allgemeinen kreisförmige Umfangskante auf. Die erste Öffnung hat einen ersten bogenförmigen Öffnungsabschnitt, der sich in einem ersten Winkel um die Umfangskante erstreckt, und die zweite Öffnung hat einen zweiten bogenförmigen Öffnungsabschnitt, der sich in einem zweiten Winkel um die Umfangskante erstreckt. Hierbei ist der zweite bogenförmige Winkel größer als der erste bogenförmige Winkel.
In einer noch anderen Form davon ist die Erfindung eine Schneideinsatz-Scheibenhalter-Anordnung, wobei der Halter in Verbindung mit einer Kühlmittelquelle ist. Die Anordnung umfasst einen Halter, der einen Sitz aufweist und ferner eine Kühlmittelleitung mit einem Auslass in dem Sitz enthält. Die Anordnung weist einen Schneideinsatz mit einer unteren Oberfläche und mehreren inneren Kühlmittelkanälen auf, wobei jeder innere Kühlmittelkanal einen Einlass in der unteren Oberfläche des Schneideinsatzes aufweist. Die Anordnung weist eine Scheibe auf, die eine erste Seitenoberfläche und eine zweite Seitenoberfläche aufweist. Die Scheibe enthält einen Hohlraum, der mit der Kühlmittelleitung verbunden ist. Der Hohlraum definiert eine erste Öffnung in der ersten Seitenoberfläche und eine zweite Öffnung in der zweiten Seitenoberfläche. Wenn sich die Scheibe in einem ersten Zustand befindet, kontaktiert die erste Seitenoberfläche die untere Oberfläche des Schneideinsatzes, wobei die erste Öffnung den inneren Kühlmittelkanälen in dem Schneideinsatz eine Verbindung für einen ersten Kühlmittelfüllstand bereitstellt. Wenn sich die Scheibe in einem zweiten Zustand befindet, kontaktiert die zweite Seitenoberfläche die untere Oberfläche des Schneideinsatzes, wobei die zweite Öffnung den inneren Kühlmittelkanälen in dem Schneideinsatz eine Verbindung für einen zweiten Kühlmittelfüllstand bereitstellt. Der Scheibenkörper weist eine im Allgemeinen kreisförmige Umfangskante auf. Die erste Öffnung hat einen ersten bogenförmigen Öffnungsabschnitt, der sich in einem ersten Winkel um die Umfangskante erstreckt, und die zweite Öffnung hat einen zweiten bogenförmigen Öffnungsabschnitt, der sich in einem zweiten Winkel um die Umfangskante erstreckt. Hierbei ist der zweite bogenförmige Winkel größer als der erste bogenförmige Winkel.
In noch einer anderen Form davon ist die Erfindung eine Schneideinsatz-Scheibenhalter-Anordnung, wobei der Halter in Verbindung mit einer Kühlmittelquelle ist. Die Anordnung umfasst einen Halter, der eine längs verlaufende Halterachse aufweist und einen Sitz und eine Kühlmittelleitung mit einem Auslass in dem Sitz enthält. Die Anordnung weist ferner einen Schneideinsatz mit einer unteren Oberfläche auf und enthält mehrere innere Kühlmittelkanäle, wobei jeder innere Kühlmittelkanal einen Einlass in der unteren Oberfläche des Schneideinsatzes aufweist. Es gibt eine Scheibe, die eine erste Seitenoberfläche und eine zweite Seitenoberfläche aufweist. Die Scheibe enthält einen Hohlraum, der mit der Kühlmittelleitung verbunden ist. Der Hohlraum definiert eine erste Öffnung in der ersten Seitenoberfläche und eine zweite Öffnung in der zweiten Seitenoberfläche. Die Scheibe ist zwischen mehreren Positionen in Bezug auf den Auslass der Kühlmittelleitung und den Schneideinsatz beweglich. Wenn sich die Scheibe in einem ersten Zustand befindet, kontaktiert die erste Seitenoberfläche die untere Oberfläche des Schneideinsatzes, wobei die erste Öffnung den inneren Kühlmittelkanälen in dem Schneideinsatz eine Verbindung für einen ersten Kühlmittelfüllstand bereitstellt, wodurch Kühlmittel aus dem Schneideinsatz in einem ersten Strömungsmuster austritt. Wenn sich die Scheibe in einem ersten Zustand befindet, kontaktiert die erste Seitenoberfläche die untere Oberfläche des Schneideinsatzes, wobei die erste Öffnung den inneren Kühlmittelkanälen in dem Schneideinsatz eine Verbindung für einen ersten Kühlmittelfüllstand bereitstellt, wodurch Kühlmittel aus dem Schneideinsatz in einem ersten Strömungsmuster austritt. Wenn sich die Scheibe in einem dritten Zustand befindet, kontaktiert die zweite Seitenoberfläche die untere Oberfläche des Schneideinsatzes, wobei die zweite Öffnung den inneren Kühlmittelkanälen in dem Schneideinsatz eine Verbindung für einen zweiten Kühlmittelfüllstand bereitstellt, wodurch Kühlmittel aus dem Schneideinsatz in einem dritten Strömungsmuster austritt.
Es folgt eine Kurzbeschreibung der Zeichnungen, die Teil dieser Patentanmeldung sind. Es zeigen:

1 eine isometrische Ansicht einer spezifischen Ausführungsform einer Fräseranordnung, wobei die Fräseranordnung einen Fräserkörper aufweist, der mehrere Schneideinsätze trägt, die in dieser spezifischen Ausführungsform fünf Schneideinsätze sind, wobei eine Tasche einen einzelnen der Schneideinsätze trägt;
1A eine Vorderansicht einer der Taschen der Fräser-Anordnung aus 1, wobei die Tasche keinen Schneideinsatz darin aufweist;
2 eine isometrische Ansicht einer spezifischen Ausführungsform eines KM®-Halterkörpers, die einen Schneideinsatz in einer Tasche trägt, wobei der Schneideinsatz nicht in der Tasche ist. KM ist eine eingetragene Handelsmarke von Kennametal Inc. aus Latrobe, Pennsylvania 15650;
2A eine Draufsicht der Tasche des KM®-Halterkörpers aus 2 ohne Schneideinsatz darin;
3 eine isometrische Ansicht einer spezifischen Ausführungsform eines aufschraubbaren Werkzeughalterkörpers, der einen Schneideinsatz in einer Tasche trägt, wobei der Schneideinsatz nicht in der Tasche ist und wobei in schematischer Form die Verbindung zwischen der Kühlmittelquelle und der Kühlmittelauslassöffnung in der flachen Oberfläche der Tasche dargestellt ist;
3A eine Draufsicht der Tasche des aufschraubbaren Werkzeughalterkörpers aus 3 ohne den Schneideinsatz;
4 eine isometrische Ansicht des Basiselements des Schneideinsatzes mit der Spanoberfläche und der Flankenoberfläche des Basiselements;
4A eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Basiselements aus 4, die im Detail den zwischen zwei Rippen definierten Kanal zeigt;
5 eine isometrische Ansicht des Basiselements des Schneideinsatzes mit der unteren Oberfläche und der Flankenoberfläche des Schneideinsatzes;
6 eine isometrische Ansicht des Kernelements des Schneideinsatzes mit der oberen Oberfläche und der Seitenoberfläche des Kernelements;
7 eine isometrische Ansicht des Kernelements des Schneideinsatzes mit der unteren Oberfläche und der Seitenoberfläche des Kernelements;
7A eine isometrische Ansicht des Basiselements und des Kernelements, wobei das Kernelement von dem Basiselement auseinandergezogen ist;
8 eine isometrische Ansicht der Anordnung des Basiselements und des Kernelements des Schneideinsatzes, die die Spanoberfläche und die Flankenoberfläche des Schneideinsatzes zeigt;
9 eine isometrische Ansicht der unteren Oberfläche des Schneideinsatzes;
10 eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts der unteren Oberfläche, die eine Stelle des Verbindungsstückes des Basiselements und des Kernelements zeigt;
11 eine untere Ansicht der spezifischen Ausführungsform des Schneideinsatzes von 5;
12 eine Seitenansicht der spezifischen Ausführungsform des Schneideinsatzes von 5;
13 eine isometrische Ansicht mit einem entfernten Teil des Schneideinsatzes und des Halters, um die Abgabe von Kühlmittel zu einer diskreten Schneidestelle zu zeigen; und
14 eine Draufsicht einer spezifischen Ausführungsform des Schneideinsatzes;
14A eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Querschnittsansicht aus 14B, wobei der einzelne innere Kühlmittelkanal dargestellt ist;
14B eine Querschnittsansicht des Schneideinsatzes aus 14, entlang der Schnittlinie 14B-14B;
15 eine Querschnittsansicht des Schneideinsatzes, die den einzelnen Kühlmittelkanal entlang der Schnittlinie 15-15 von 14B zeigt;
15A eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Querschnitts aus 15 in dem Kreis, der mit 15A bezeichnet ist, der die Geometrie des inneren Kühlmittelkanals zeigt;
16 eine Querschnittsansicht des Schneideinsatzes, die den einzelnen Kühlmittelkanal entlang der Schnittlinie 16-16 von 14B zeigt;
16A eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Querschnitts aus 16 in dem Kreis, der mit 16A bezeichnet ist, der die Geometrie des inneren Kühlmittelkanals zeigt;
17 eine Querschnittsansicht des Schneideinsatzes, die den einzelnen inneren Kühlmittelkanal entlang der Linie 17-17 aus 14B darstellt, wobei die Schnittlinie 17-17 in einem Winkel „M“ gleich 30,18 Grad genommen wurde;
18 eine Querschnittsansicht des Schneideinsatzes, der den einzelnen inneren Kühlmittelkanal entlang der Linie 18-18 aus 14B darstellt, wobei die Schnittlinie 18-18 in einem Winkel „N“ gleich 50,10 Grad genommen wurde;
19A eine Draufsicht, die den Schneideinsatz in der Tasche in einer Schneidposition darstellt, wobei die Kühlmitteleinlässe mit der Kühlmittelquelle verbunden sind und das Widerlagerelement mit der Flankenoberfläche in Eingriff steht;
19B eine Draufsicht, die den Schneideinsatz in der Tasche in gewendeter Schneidposition darstellt, wobei die Kühlmitteleinlässe mit der Kühlmittelquelle verbunden sind und das Widerlagerelement mit der Flankenoberfläche in Eingriff steht;
20 eine Draufsicht des Schneideinsatzes, die den Kühlmittelfluss zeigt;
21 eine Querschnittsansicht des Schneideinsatzes, der den Fluss von Kühlmittel durch den inneren Kühlmittelkanal zeigt;
22 eine isometrische Sicht einer spezifischen Ausführungsform der Schneideinsatz-Scheibenhalter-Anordnung;
23 eine isometrische Ansicht der spezifischen Ausführungsform der Einsatz-Scheibenhalter-Anordnung aus 22, wobei der Schneideinsatz, die Scheibe und die Schraubenarretierung entlang der Achse B-B weg von der Arretierung auseinandergezogen sind und die Scheibe in einer ersten Position relativ zu dem Schneideinsatz ist;
24 eine isometrische Ansicht der spezifischen Ausführungsform der Einsatz-Scheibenhalter-Anordnung aus 22, wobei der Schneideinsatz, die Scheibe und die Schraubenarretierung entlang der Achse B'-B' weg von der Arretierung auseinandergezogen sind und die Scheibe in einer zweiten Position relativ zu dem Schneideinsatz ist;
25 eine Draufsicht der Arretierung mit dem daran befestigten Halter, wobei der Schneideinsatz und die Scheibe nicht vorhanden sind;
26 eine Querschnittsansicht der Halter-Arretierungs-Anordnung aus 25, entlang der Schnittlinie 26-26 aus 25;
27 eine Draufsicht der spezifischen Ausführungsform einer Scheibe, die zu einer ersten Seitenoberfläche der Scheibe zeigt;
28 eine Draufsicht der spezifischen Ausführungsform der Scheibe aus 27, die zu einer zweiten Seitenoberfläche der Scheibe zeigt;
29 eine isometrische Ansicht der Scheibe aus 27, die hauptsächlich die erste Seitenoberfläche zeigt;
30 eine isometrische Ansicht der Scheibe aus 27, die hauptsächlich die zweite Seitenoberfläche zeigt;
31 eine isometrische Ansicht einer zweiten spezifischen Ausführungsform einer Scheibe, die hauptsächlich eine erste Seitenoberfläche zeigt;
32 eine isometrische Ansicht der zweiten spezifischen Ausführungsform der Scheibe aus 31, die hauptsächlich die zweite Seitenoberfläche zeigt;
32A eine Querschnittsansicht des axialen vorderen Endes des Halters aus
22, die die Scheibe aus 31 im Querschnitt zeigt, wobei die Pfeile den Fluss des Kühlmittels wiedergeben;
33 eine isometrische Sicht, die den Eingriff des Schneideinsatzes mit dem Werkstück in einem Drehvorgang darstellt;
33A eine isometrische Ansicht der Schneideinsatz-Scheibenhalter-Anordnung, die das Kühlmittelstromstrahlen oder -sprühen aus einem Schneideinsatz darstellt;
33B eine Draufsicht auf die Scheibe und eine Ansicht von unten des Schneideinsatzes, der die relative Position zwischen dem Schneideinsatz und der Scheibe und den Durchfluss von Kühlmittel darstellt, wenn die Schneideinsatz-Anordnung in dem Drehvorgang aus 33 verwendet wird;
34 eine isometrische Sicht, die den Eingriff des Schneideinsatzes mit dem Werkstück in einem Plandrehvorgang darstellt;
34A eine isometrische Ansicht der Schneideinsatz-Scheibenhalter-Anordnung, die das Kühlmittelstromstrahlen oder -sprühen aus einem Schneideinsatz darstellt;
34B eine Draufsicht auf die Scheibe und eine Ansicht von unten des Schneideinsatzes, der die relative Position zwischen dem Schneideinsatz und der Scheibe und den Durchfluss von Kühlmittel darstellt, wenn die Schneideinsatz-Anordnung in dem Plandrehvorgang aus 34 verwendet wird;
35 eine isometrische Sicht, die den Eingriff von dem Schneideinsatz mit dem Werkstück in einem Profildrehvorgang darstellt;
35A eine isometrische Ansicht der Schneideinsatz-Scheibenhalter-Anordnung, die das Kühlmittelstromstrahlen oder -sprühen aus einem Schneideinsatz darstellt; und
35B eine Draufsicht auf die Scheibe und eine Ansicht von unten des Schneideinsatzes, der die relative Position zwischen dem Schneideinsatz und der Scheibe und den Durchfluss von Kühlmittel darstellt, wenn die Schneideinsatz-Anordnung in dem Profildrehvorgang aus 35 verwendet wird.

In Bezug auf die Zeichnungen wird man zu schätzen wissen, dass der Schneideinsatz sowie die Schneideanordnung (d. h., Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung und Schneideinsatz-Scheiben-Halterkörper-Anordnung) in einer Reihe unterschiedlicher Anwendungen betrieben werden können. Der Schneideinsatz, der eine interne Kühlmittelabgabe aufweist, dient zur Verwendung bei der spanformenden Entfernung von Material aus einem Werkstück, wobei eine verbesserte Abgabe von Kühlmittel benachbart zu der Schnittstelle zwischen dem Schneideinsatz und dem Werkstück bereitgestellt wird (z. B. die Einsatz-Span-Schnittstelle), um überschüssige Wärme an der Einsatz-Span-Schnittstelle zu verringern. Die Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung, die eine interne Kühlmittelabgabe aufweist, dient zur Verwendung bei der spanformenden Entfernung von Material aus einem Werkstück, wobei eine verbesserte Abgabe von Kühlmittel benachbart zu der Schnittstelle zwischen dem Schneideinsatz und dem Werkstück bereitgestellt wird (z. B. die Einsatz-Span-Schnittstelle), um die überschüssige Wärme an der Einsatz-Span-Schnittstelle zu verringern.
Durch die verbesserte Abgabe von Kühlmittel zu der Einsatz-Span-Schnittstelle bestehen gewisse Vorteile. Zum Beispiel resultiert die verbesserte Abgabe von Kühlmittel in die Einsatz-Span-Schnittstelle in einer verstärkten Schmierung der Einsatz-Span-Schnittstelle, wodurch die Tendenz des Spans zum Kleben an dem Schneideinsatz abnimmt. Ferner führt der verstärkte Kühlmittelfluss zu der Einsatz-Span-Schnittstelle zum besseren Abtransport von Spänen aus der Nähe der Schnittstelle mit einer daraus folgenden Verringerung des möglichen erneuten Schneidens eines Spans.
Wie aus der hier folgenden Beschreibung offensichtlich wird, ist die Beschaffenheit der Kühlmitteldispersion oder des Sprühens derart, dass diese kontinuierlich zwischen den benachbarten sogenannten aktivierten inneren Kühlmittelkanälen stattfinden. Das Kühlmittel tritt tatsächlich aus den aktivierten Kühlmittelkanälen in Form eines kontinuierlichen Kühlmittelkegels aus. Durch das Bereitstellen einer Kühlmitteldispersion erreicht der Schneideinsatz eine verbesserte Abgabe von Kühlmittel an die Einsatz-Span-Schnittstelle.
Man sollte auch zu schätzen wissen, dass der innere Kühlmittelkanalablass eine Ausrichtung aufweist, wodurch das Kühlmittel unter der Spanoberfläche auftrifft. Eine solche Ausrichtung des Kühlmittels verbessert die Kühlungseigenschaften, was die Gesamtleistung des Schneideinsatzes verbessert.
Wie aus der untenstehenden Beschreibung ersichtlich, kann die Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung für jeden einer Reihe unterschiedlicher Betriebsabläufe betrieben werden. Durch Ausrichten der Scheibe in Bezug auf den Schneideinsatz und Kühlmittelauslass in dem Sitz führt die Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung wirksam eine beliebige Anzahl von unterschiedlichen Betriebsabläufen aus (z. B. Drehen, Plandrehen und Profildrehen). Es ist offensichtlich, dass Vorteile (z. B. Kosten) für eine Anordnung von Komponenten bestehen, die in einer beliebigen einer Anzahl von unterschiedlichen spanformenden Materialentfernungsbetriebsabläufen ohne die Notwendigkeit des Auswechselns der Komponenten verwendet werden können.
Die Beschreibung der spezifischen Ausführungsformen hier sollte keine Einschränkung des Umfangs und des Ausmaßes der Verwendung des Schneideinsatzes, der Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung oder der Schneideinsatz-Scheiben-Halterkörper-Anordnung sein.
In dem spanformenden Materialentfernungsvorgang steht der Schneideinsatz 150 mit einem Werkstück in Eingriff, um Material aus einem Werkstück zu entfernen, das typischerweise die Form von Spänen aufweist. Der Materialentfernungsvorgang, der das Material aus dem Werkstück in Form von Spänen entfernt, ist den Fachleuten typischerweise als spanformender Materialentfernungsvorgang bekannt. Das Buch Machine Shop Practice [Industrial Press Inc., New York, New York (1981)] von Moltrecht liefert auf den Seiten 199-204, u. a. eine Beschreibung der Spanbildung sowie von unterschiedlichen Spantypen (z. B. kontinuierlicher Span, diskontinuierlicher Span, segmentieller Span). Moltrecht schreibt [teilweise] auf den Seiten 199-200, „When the cutting tool first makes contact with the metal, it compresses the metal ahead of the cutting edge. As the tool advances, the metal ahead of the cutting edge is stressed to the point where it will shear internally, causing the grains of the metal to deform and to flow plastically along a plane called the shear plane ... When the type of metal being cut is ductile, such as steel, the chip will come off in a continuous ribbon ... (Wenn das Schneidwerkzeug zuerst das Metall kontaktiert, drückt es das Metall vor der Schneidkante zusammen. Während das Werkzeug weiterfährt, wird das Metall vor der Schneidkante belastet, und zwar bis zu dem Punkt, an dem es sich nach innen schert, wodurch die Körner des Metalls sich verformen und plastisch entlang einer Ebene strömen, die Scherebene genannt wird... Wenn das zu schneidende Metall leitfähig ist, wie Stahl, löst sich der Span als durchgehendes Band ab...) “. Moltrecht beschreibt weiter die Bildung eines diskontinuierlichen Spans und eines segmentierten Spans.
Als anderes Beispiel liefert der Text auf den Seiten 302-315 des ASTE Tool Engineers Handbook, McGraw Hill Book Co., New York, New York (1949) eine längere Beschreibung der Spanbildung in dem Metallschneideverfahren. Auf Seite 303 stellt das ASTE Handbook eine klare Verbindung zwischen der Spanbildung und den Maschinenverarbeitungsverfahren wie Drehen, Fräsen und Bohren her. Die folgenden Patentdokumente beschreiben die Bildung von Spänen in einem Materialentfernungsvorgang: Das US-Patent Nr. 5.709.907 an Battaglia et al. (an Kennametal Inc. übertragen), das US-Patent Nr. 5.722.803 an Battaglia et al. (an Kennametal Inc. übertragen), und das US-Patent Nr. 6.161.990 an Oles et al. (an Kennametal Inc. übertragen).
In Bezug auf die Zeichnungen ist 1 eine isometrische Ansicht, die eine Fräseranordnung zeigt, die allgemein mit 40 bezeichnet wird. Die Fräseranordnung 40 weist einen Fräserkörper 42 mit einem zentralen Fräserkörperabschnitt 44 auf. Mehrere Nasen 46 erstrecken sich radial nach außen von dem zentralen Fräserkörperabschnitt 44. Jeder der Nasen 46 weist einen radiale innere Kante 46 und eine radiale äußere Kante 48 auf. Jede Nase 46 weist ferner ein distales Ende 47 auf. An jedem distalen Ende 47 enthält jeder einzelne der Nasen 46 eine Tasche 54, die eine flache Oberfläche 56 aufweist. Die flache Oberfläche 56 ist im Allgemeinen rund und weist eine Umfangskante 57 auf. Eine hochstehende Wand 58 ist an einem Ende der flachen Oberfläche 56 angeordnet, wobei die aufrechte Wand 58 sich um einen Abschnitt der Umfangskante 57 erstreckt.
Die flache Oberfläche 56 enthält ferner eine bogenförmige Öffnung (bogenförmige Einbuchtung) 60, die sich parallel zu einem Abschnitt der Umfangskante 57 erstreckt. Es ist eine Kühlmittelauslassöffnung 62 vorgesehen, die mit der bogenförmigen Öffnung 60 verbunden ist. Die Kühlmittelauslassöffnung 62 steht mit einem Kühlmittelkanal in Fluidaustausch, der eine Kühlmitteleingangsöffnung aufweist. Das Kühlmittel aus einer Kühlmittelquelle tritt in den Kühlmittelkanal durch die Kühlmitteleingangsöffnung ein und strömt dadurch, um an der Kühlmittelauslassöffnung in die bogenförmige Öffnung 60 auszutreten. Das Kühlmittel, das in die bogenförmige Öffnung 60 austritt, gelangt in den Schneideinsatz 150, wie unten näher beschrieben werden wird. Die bogenförmige Öffnung 60 erstreckt sich etwa 90 Grad, sodass sie mit zwei benachbarten inneren Kühlmittelkanälen verbunden ist. Die spezifische Struktur der Kühlmittelquelle, des Kühlmittelkanals und der Kühlmitteleingangsöffnung ist nicht dargestellt, ist aber im Wesentlichen die gleiche wie die entsprechende Struktur, die in Zusammenhang mit dem aufschraubbaren Werkzeughalter 114 dargestellt und beschrieben ist.
In Bezug auf 1A, wie oben erwähnt, weist der Fräserkörper 42 eine Tasche 54 und eine benachbarte aufrechte Wand 58 auf. Die hochstehende Wand 58 weist ein Rotationsschutzwiderlager 70 auf, das sich radial nach innen von der hochstehenden Wand 58 erstreckt. Das Rotationsschutzwiderlager 70 weist ferner eine periphere Widerlagerkante 72. Wie unten näher beschrieben werden wird, zeigt die periphere Widerlagerkante 72 eine Geometrie, um mit dem Schneideinsatz 150 in Eingriff zu stehen, wodurch das Rotationsschutzwiderlager 70 die Drehung des Schneideinsatzes 150 verhindert, wenn dieser sich in der Tasche 54 befindet. Das Rotationsschutzwiderlager 70 und seine Zusammenarbeit mit dem Schneideinsatz sind entlang der Linien der Struktur vorhanden, die in US-Patent Nr. 6.238.133 B1 an DeRoche et al. mit dem Titel ANTI-ROTATION MOUNTING MECHANISM FOR ROUND CUTTING INSERT beschrieben und dargestellt sind.
Der Schneideinsatz 150 kann zusammen mit Haltern verwendet werden, die nicht von dem oben beschriebenen Fräser 40 sind. Zum Beispiel kann in Bezug auf 2 und 2A ein Schneideinsatz 150 in Verbindung mit einem KM®-Halter 80 verwendet werden. Der KM®-Halter 80 weist ein distales Ende 82 und ein proximales Ende 84 auf. Der KM®-Halter 80 weist ferner eine Tasche 86 auf, die eine flache Oberfläche 88 an dem distalen Ende 82 davon aufweist. Die flache Oberfläche 88 weist eine runde Geometrie und eine Umfangskante 89 auf. Eine aufrechte Wand 90 ist benachbart der flachen Oberfläche 88. Die aufrechte Wand 90 erstreckt sich über einen Abschnitt der Umfangskante 89 der flachen Oberfläche 88. Die flache Oberfläche 88 enthält ferner eine bogenförmige Öffnung 92, die mit einer Kühlmittelauslassöffnung 94 verbunden ist. Die flache Oberfläche 88 weist ferner eine Gewindeöffnung 96 auf, welche die Befestigung des Schneideinsatzes 150 an dem KM® -Halter 80 darin erleichtert.
Wenngleich in den Zeichnungen nicht dargestellt, weist der KM®-Halter 80 einen Kühlmittelkanal auf, der eine Kühlmitteleingangsöffnung aufweist. Die Kühlmitteleingangsöffnung ist mit einer Kühlmittelquelle verbunden. Wie detaillierter im Folgenden beschrieben, gelangt das Kühlmittel von der Kühlmittelquelle durch die Kühlmitteleingangsöffnung in den Kühlmittelkanal und verlässt den Kühlmittelkanal über die Kühlmittelauslassöffnung 94 in die bogenförmige Öffnung 92. Das Kühlmittel strömt von der bogenförmigen Öffnung 92 in den Schneideinsatz 150. Die bogenförmige Öffnung erstreckt sich bei etwa 180 Grad, sodass sie mit den drei benachbarten inneren Kühlmittelkanälen verbunden ist. Der KM®-Halter 80 weist ferner eine Rotationsschutzwiderlager 104 auf, das sich radial nach innen von der aufrechten Wand 90 erstreckt. Das Rotationsschutzwiderlager 104 weist eine periphere Widerlageroberfläche 106 auf. Wie weiter unten Gegenstand der Beschreibung sein wird, zeigt die periphere Widerlageroberfläche 106 eine Geometrie, die mit dem Schneideinsatz 150 in Eingriff steht, um die Drehung des Schneideinsatzes 150 zu verhindern, wenn dieser sich in der Tasche 86 befindet.
Als noch ein anderes Beispiel für einen Halter, der sich für die Verwendung mit Schneideinsatz 150 eignet, zeigen 3 und 3A eine aufschraubbaren Werkzeughalter 114, der einen Werkzeughalterkörper 116 aufweist. Der Werkzeughalterkörper 116 weist ein distales Ende 118 und ein proximales Ende 120 auf. Der Werkzeughalterkörper 116 weist eine Tasche 122 an dem distalen Ende 118 davon auf. Die Tasche 122 hat eine flache Oberfläche 124, die eine im Allgemeinen zylindrische Form mit einer peripheren Umfangskante 125 aufweist. Eine aufrechte Wand 126 verläuft entlang eines Abschnitts der peripheren Umfangskante 125 der flachen Oberfläche 124.
Die flache Oberfläche 124 enthält ferner eine Gewindeöffnung 132, welche die Befestigung an dem Schneideinsatz 150 auf dem aufschraubbaren Werkzeughalter 114 darin erleichtert.
Die flache Oberfläche 124 enthält eine bogenförmige Öffnung 128, die mit einer Kühlmittelauslassöffnung 130 verbunden ist. Der aufschraubbare Werkzeughalter 114 weist ferner einen Kühlmittelkanal 134 auf, der eine Kühlmitteleingangsöffnung 135 und ein Paar Kühlmittelauslassöffnungen 136 und 137 aufweist. Die Kühlmittelauslassöffnungen 136, 137 sind mit einer Kühlmittelquelle verbunden. Wie detaillierter im Folgenden beschrieben, gelangt das Kühlmittel von der Kühlmittelquelle 138 durch die Kühlmitteleingangsöffnung 135 in den Kühlmittelkanal 134 und verlässt den Kühlmittelauslasskanal 134 über die Kühlmittelauslassöffnungen 136, 137. Das Kühlmittel gelangt dann in die bogenförmige Öffnung 128, wie noch näher beschrieben wird, und in den Schneideinsatz 150. Die bogenförmige Öffnung erstreckt sich bei etwa 180 Grad, sodass sie mit den drei benachbarten inneren Kühlmittelkanälen verbunden ist.
Man wird zu schätzen wissen, dass jedes beliebige einer Reihe unterschiedlicher Fluidarten oder Kühlmittel für die Verwendung in dem Schneideinsatz geeignet ist. Grob gesagt gibt es zwei Grundkategorien von Fluida oder Kühlmitteln; nämlich ölbasierte Fluida, die unbehandelte Öle und lösliche Öle einschließen, und chemische Fluida, die synthetische und halbsynthetische Kühlmittel einschließen. Unbehandelte Öle setzen sich aus einem Grundmineral oder Petroleum zusammen und enthalten oftmals polare Schmierstoffe wie Fette, pflanzliche Öle und Ester sowie Hochdruckzusatzstoffe aus Chlor, Schwefel und Phosphor. Lösliche Öle (sogenannte Emulsionsfluida bestehen aus einer Petroleumbasis oder Mineralölbasis kombiniert mit Emulgatoren und Beimischungen. Petroleum oder Mineralöl kombiniert mit Emulgatoren und Beimischungen sind Grundbestandteile von löslichen Ölen (sogenannte emulgierbare Öle). Die Konzentration der aufgelisteten Bestandteile in ihrer Wassermischung beträgt gewöhnlich zwischen 30 bis 85 %. Gewöhnlich werden Seifen, Benetzungsmittel und Haftverbesserer als Emulgatoren verwendet, wobei ihre grundlegende Aufgabe die Reduzierung der Oberflächenspannung ist. Infolgedessen können sie bewirken, dass das Fluid zur Schaumbildung neigt. Außerdem können lösliche Öle Öligkeitsmittel wie Ester, Hochdruckzusatzstoffe, Alkanolamine, um eine Restalkalität bereitzustellen, ein Biozid wie Triazin oder Oxazoliden, ein Entschäumungsmittel wie einen langkettigen organischen Fettalkohol oder Salz, Korrosionshemmer, Antioxidationsmittel, usw. enthalten. Synthetische Fluida (chemische Fluida) können weiter in zwei Untergruppen eingeteilt werden: echte Lösungsfluida und oberflächenaktive Fluida. Echte Lösungsfluida bestehen im Wesentlichen aus alkalischen anorganischen und organischen Verbindungen und sind formuliert, um Wasser Korrosionsschutz zu verleihen. Chemische oberflächenaktive Fluida bestehen aus alkalischen anorganischen und organischen Korrosionshemmern kombiniert mit anionischen nicht ionischen Benetzungsmitteln, um Schmierung bereitzustellen und die Benetzungsfähigkeit zu verbessern. Hochdruckschmierstoffe auf Chlor-, Schwefel- und Phosphorbasis sowie einige der erst kürzlich entwickelten polymerphysikalischen Hochdruckmittel können zusätzlich in diese Fluida aufgenommen werden. Halbsynthetische Fluida (auch Halbchemikalien genannt) enthalten eine geringere Menge an raffiniertem Basisöl (5 bis 30 %) im Konzentrat. Sie werden zusätzlich mit Emulgatoren gemischt, sowie mit 30 bis 50 % Wasser. Da sie sowohl wesentliche Bestandteile von synthetischen als auch löslichen Ölen aufweisen, zeigen sie Eigenschaften, die sowohl bei synthetischen als auch bei wasserlöslichen Ölen vorkommen.
Der Werkzeughalterkörper 11b weist ferner ein Rotationsschutzwiderlager 140 auf, das sich radial nach innen von der hochstehenden Wand 126 erstreckt. Das Rotationsschutzwiderlager 140 weist eine periphere Widerlageroberfläche 142 auf. Die periphere Widerlageroberfläche 142 weist eine Geometrie auf, die mit dem Schneideinsatz 150 in Eingriff steht, um die Drehung des Schneideinsatzes 150 zu verhindern, wenn dieser sich in der Tasche 122 befindet.
In Bezug auf die übrigen Zeichnungen wird im Folgenden eine Beschreibung einer bevorzugten spezifischen Ausführungsform des Schneideinsatzes 150 geliefert (siehe 8 und 9), die für die Verwendung mit einem beliebigen der Halter geeignet ist, d. h. Fräskörper 42, KM®-Halter 80 und der aufschraubbare Werkzeughalter 114. Der Schneideinsatz 150 ist für die spanformende Materialentfernung aus einem Werkstück geeignet, wobei ein Kühlmittelquelle dem Schneideinsatz Kühlmittel zuführt. Der Schneideinsatz 150 weist einen Schneideinsatzkörper 151 (siehe 8) auf, der ein Basiselement 152 und ein Kernelement 154 umfasst. Wie im Folgenden näher beschrieben, wirken das Basiselement 152 und das Kernelement 154 zusammen, um den Schneideinsatzkörper 151 zu bilden. Wie aus der Beschreibung unten offensichtlich wird, können das Basiselement und das Kernelement miteinander verbunden sein, um ein einstückiges Element zu bilden, oder sie können zusammengedrückt sein, um ihre einzelne, voneinander getrennte und unterschiedliche Natur beizubehalten.
Die Komponenten, d. h. das Basiselement 152 und das Kernelement 154 des Schneideinsatzes 150, können aus einem oder einer Reihe von Materialien gefertigt sein, die für die Verwendung als Schneideinsatz geeignet sind. Die folgenden Materialien sind beispielhafte Materialien, die für einen Schneideinsatz geeignet sind: Werkzeugstähle, Hartmetalle, Cermet oder Keramik. Die spezifischen Materialien und Kombinationen von Materialien hängen von der spezifischen Anwendung des Schneideinsatzes ab. Die Anmelder ziehen in Betracht, dass das Basiselement und das Kernelement aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein können.
In Bezug auf die Werkzeugstähle offenbaren die folgenden Patentschriften Werkzeugstähle, die für die Verwendung als Schneideinsatz geeignet sind: US-Patent Nr. 4.276.085 f ür Hochgeschwindigkeitsstahl, US-Patent Nr. 4.880.461 f ür extra harten Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstahl und US-Patent Nr. 5.252.119 f ür Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstahl aus gesintertem Pulver und ein Verfahren zu dessen Herstellung. In Bezug auf die Hartmetalle offenbaren die folgenden Patentschriften Hartmetalle, die für die Verwendung als Schneideinsatz geeignet sind: US-Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer US2006/0171837 A1 über einen Hartmetallkörper, umfassend Zirkonium und Niob und Herstellungsverfahren dafür, erneute US-Patenterteilung Nr. 34.180 über Hartmetallköper, die vorzugsweise mit Bindemittel angereichert sind, und Herstellungsverfahren sowie US-Patent Nr. 5.955.186 über einen beschichteten Schneideinsatz mit einem ACporösen Substrat mit nicht geschichteter Oberflächenbindemittelverstärkung. In Bezug auf die Cermets offenbaren die folgenden Patentschriften Cermets, die für die Verwendung als Schneideinsatz geeignet sind: US-Patent Nr. 6.124.040 über einen Verbundstoff und ein Verfahren zur Herstellung davon und US-Patent Nr. 6.010.283 über einen Schneideinsatz aus Cermet mit einem Co-Ni-Fe-Bindemittel. In Bezug auf die Keramiken offenbaren die folgenden Patentschriften Keramiken, die für die Verwendung als Schneideinsatz geeignet sind: US-Patent Nr. 5.024.976 über keramische Aluminiumoxid-Zirkonium-Siliziumcarbid-Magnesiumoxid-Schneidwerkzeuge, US-Patent Nr. 4.880.755 über eine SiAlON-Schneidwerkzeugzusammensetzung, US-Patent Nr. 5.525.134 über eine Siliziumnitrid-Keramik und ein Schneidwerkzeug daraus, US-Patent Nr. 6.905.992 über einen Keramikköper, der mit groben Siliziumcarbid-Whiskern verstärkt ist und Herstellungsverfahren dafür sowie US-Patent Nr. 7.094.717 über ein SiAlONhaltiges Ytterbium und Herstellungsverfahren davon.
In Bezug auf das Basiselement 152, wie insbesondere in den Darstellungen des Basiselements 152 aus 4, 4A und 5 dargestellt, weist das Basiselement 152 eine Spanoberfläche 156 und eine Flankenoberfläche 158 auf. Da das Kernelement 154 in das Basiselement 152 passt, um den Schneideinsatz 150 zu bilden, ist die Flankenoberfläche 158 des Basiselements 152 die Flankenoberfläche des Schneideinsatzes 150. Auf die gleiche Weise und aufgrund der Abmessung und der Positionierung des Kernelements 154 in Bezug auf das Basiselement 152 stellt die Spanoberfläche 156 des Basiselements 152 die betriebswirksame Spanoberfläche des Schneideinsatzes 150 bereit.
Der Schnittpunkt der Spanoberfläche 156 und der Flankenoberfläche 158 bildet eine Schneidkante 160, die in dieser Ausführungsform eine im Allgemeinen runde Schneidkante ist. Wie unten näher beschrieben werden wird, weist die Schneidkante 160 mehrere diskrete Schneidestellen auf. In dieser Ausführungsform liegen sechs diskrete Schneidestellen 161A durch 161F vor. Die diskreten Schneidestellen (161A bis 161F) sind etwa 60 Grad voneinander beabstandet. Ferner ist jede diskrete Schneidestelle (161A bis 161F) auf halbem Weg zwischen den jeweiligen benachbarten Rippen 170 angeordnet.
Die Spanoberfläche 156 des Basiselements 152 weist eine radial nach außen verlaufende Oberfläche 162 auf, welche die radial nach innen verlaufende von Schneidkante 160 ist und sich um den gesamten Umfang der Spanoberfläche 156 erstreckt. Radial nach innen der radial nach außen verlaufenden Oberfläche 162 ist eine erste Übergangsoberfläche 164 angeordnet, und radial nach innen der ersten Übergangsoberfläche 164 ist eine zweite Übergangsoberfläche 166 angeordnet. Jede der jeweils ersten und zweiten Übergangsoberflächen bewegt sich in Richtung der Unterseite des Schneideinsatzes, wenn dieser sich in eine radiale Richtung nach innen bewegt. Die zweite Übergangsoberfläche 166 vermengt sich entweder mit einem Kanal 168 oder ein Rippe 170.
Man wird zu schätzen wissen, dass die Oberflächen, d. h. die radial nach außen verlaufende Oberfläche 162, die erste Übergangsoberfläche 164 und die zweite Übergangsoberfläche 166 jede beliebige Anzahl von unterschiedlichen Geometrien oder Oberflächenkonfigurationen aufweisen können. Eine Aufgabe dieser Oberflächen ist die Bereitstellung eines Übergangs zwischen der Schneidkante 160 und dem inneren Abschnitt des Basiselements 152, umfassend die Kanäle 168 und die Rippen 170. Ferner kann eine bestimmte spezifische Geometrie wirksam sein, um das Spanbruchmerkmal des Schneideinsatzes zu verbessern. Eine bestimmte spezifische Geometrie kann auch wirksam sein, um die Kühlmittelabgabe zu der Einsatz-Span-Schnittstelle zu verbessern, weil das Kühlmittel auf diesen Bereich des Schneideinsatzes auftreffen kann.
In Bezug auf 4A, die eine Vergrößerung des Querschnitts aus 4 ist, weist jeder der Kanäle 168 ein Paar sich gegenüberliegender Kanalumfangsoberflächen auf, d. h. Kanalumfangsoberfläche 172 und eine Kanalumfangsoberfläche 174. Jeder Kanal 168 weist ferner eine zentrale Wanne 176 auf. Jede benachbarte Rippe 170 weist eine radial nach innen verlaufende Sperre 180 und eine gegenüberliegende radial nach innen verlaufende Sperre 181 auf, die seitliche Abgrenzungen für den Kanal 168 definieren. Jede Rippe 170 weist auch eine periphere Kontaktoberfläche 182 auf.
Das Basiselement 152 definiert eine zentrale Kernaufnahmeöffnung 186. Die zentrale Kernaufnahmeöffnung 186 nimmt das Kernelement 154 auf. Es folgt eine Beschreibung der Anordnung des Basiselements 152 und des Kernelements 154.
Das Basiselement 152 weist auch eine Flankenoberfläche 158 auf. Die Flankenoberfläche 158 weist einen zylinderförmigen Flankoberflächenabschnitt 200 benachbart zu der Spanoberfläche 156 auf. Der zylinderförmige Flankenoberflächenabschnitt 200 erstreckt sich zu der unteren Oberfläche bis zu einem ausgewählten Abstand hin, bei dem er in einen im Allgemeinen kegelstumpfförmigen Oberflächenabschnitt übergeht (siehe Klammer 202).
Der im Allgemeinen kegelstumpfförmig geformte Oberflächenabschnitt 202 weist eine sinusförmige Geometrie auf, wobei mehrere sinusförmige Täler oder Bögen 206 vorhanden sind. Jedes der sinusförmigen Täler 206 weist eine gegenüberliegende Seite 208 auf, eine andere gegenüberliegende Seite 210 und einen bogenförmigen Mittelabschnitt 212. Bei jedem sinusförmigen Tal 206 erhöht sich die Umfangsbreite von der Oberseite zur Unterseite des Basiselements 152. Zwischen jedem der sinusförmigen Täler 206 befinden sich sinusförmige Inseln 220. Jede sinusförmige Insel 220 weist sich gegenüberliegende Seiten 221, 222 und einen bogenförmigen Mittelabschnitt 223 auf. Bei jeder sinusförmigen Insel 220 nimmt die Umfangsbreite von der Oberseite zu der Unterseite des Basiselements 152 ab.
Jedes sinusförmige Tal 206 definiert eine Vertiefung, die eine bogenförmige Oberfläche aufweist. Wie im Folgenden beschrieben, kann das sinusförmige Tal 206 mit dem Rotationsschutzwiderlager zusammenarbeiten, wodurch das Widerlager mit der Vertiefung des sinusförmigen Tals 206 in Eingriff gebracht wird, um die Drehung des Schneideinsatzes 150 zu verhindern, wenn dieser sich in der Tasche des Halters befindet. Man wird zu schätzen wissen, dass die Geometrie der Flankenoberfläche keine sinusförmigen Bögen aufweisen muss. Die Flankenoberfläche kann andere Geometrien annehmen, wie zum Beispiel eine glatte Oberfläche ohne Bögen oder Vertiefungen.
Das Basiselement 152 weist ferner eine untere Oberfläche 226 auf. Die untere Oberfläche 226 weist eine sinusförmige Umfangskante 228 auf. Die sinusförmige Umfangskante 228 weist mehrere Spitzen 230A bis 230F und mehrere Täler 232A bis 232F auf.
Die untere Oberfläche 226 des Basiselements 152 enthält ferner Einbuchtungen 238A bis 238F und Anschlussflächen 240A bis 240F. Diese Einbuchtung (238A-238F) und Anschlussflächen (240A-240F) definieren das Profil der Kante am Ende der zentralen Kernaufnahmeöffnung 186.
In Bezug auf die Struktur des Kernelements 154, und insbesondere in 6 und 7 umfasst das Kernelement 154 ein oberes Ende 244 und ein unteres Ende 246. Benachbart zu dem oberen Ende 244 befindet sich ein im Allgemeinen kreisförmiger Abschnitt 248 und benachbart zu dem unteren Ende 246 befindet sich ein im Allgemeinen kegelstumpfförmiger Abschnitt 250, der sich von dem im Allgemeinen kreisförmigen Abschnitt 248 über einen bogenförmigen Übergang 251 erstreckt. Am oberen Ende 244 befindet sich eine radiale, obere Außenoberfläche 252, die eine äußere Umfangskante 254 aufweist. Radial nach innen zu der radialen oberen Außenoberfläche 252 verlaufend befindet sich eine radiale innere Kante 256.
In Bezug auf die Innenoberfläche des einstückigen im Allgemeinen kegelstumpfförmigen Querschnitts 250 und in eine Richtung des unteren Endes 246 bewegend befindet sich eine innere Übergangsoberfläche 258, die sich zu einer inneren zylinderförmigen Oberfläche 262 vermengt. In Bezug auf die äußere Oberfläche des einteiligen im Allgemeinen kegelstumpfförmigen Querschnitts 250 befinden sich eine bogenförmige äußere Oberfläche 264 und eine kegelstumpfförmige äußere Oberfläche 266. Es gibt eine untere zylinderförmige Oberfläche 268, die eine radiale äußere Umfangskante 270 am unteren Ende 246 aufweist.
Wie aus der Beschreibung unten zu sehen sein wird, enthält der Schneideinsatzkörper 151 mehrere verschiedene innere Kühlmittelkanäle 300 (siehe 14), die zwischen dem Basiselement 152 und dem Kernelement 154 ausgebildet sind. Wie näher beschrieben werden wird, entspricht beim Befestigen der Tasche an einem Halter ein benachbartes Paar unterschiedlicher innerer Kühlmittelkanäle 300 jeder der jeweiligen diskreten Schneidstellen.
Zur Vervollständigung des Schneideinsatzes 150, wie zum Beispiel in 8 dargestellt, sind das Basiselement 152 und das Kernelement 154 miteinander verbunden. 8A zeigt das Kernelement 154 auseinandergezogen und in Ausrichtung mit dem Basiselement 152. Die zentrale Kernaufnahmeöffnung 186 des Basiselements 152 nimmt das Kernelement 154 auf, sodass die äußere Oberfläche des Kernelements 154 ausgewählte Bereiche des Basiselements 152 kontaktiert. Insbesondere kontaktieren die Abschnitte der bogenförmigen äußeren Oberfläche 264 und der kegelstumpfförmigen äußeren Oberfläche 266 die bogenförmige Kontaktoberfläche 182 der jeweiligen Rippen 168. In den Zeichnungen ist die Kontaktoberfläche 182 kreuzgerippt dargestellt.
Die Kontaktpunkte zwischen dem Basiselement 152 und dem Kernelement 154 sind sehr sicher. Dieser sehr sichere Kontakt zwischen dem Basiselement 152 und dem Kernelement 154 ist in 10 und 15 dargestellt. Das Ausmaß an Kontakt ist ausreichend sicher, um an den Kontaktstellen fluiddicht zu sein. Das Ausmaß des Kontakts ist sicher genug, sodass die Komponenten sich während der Verwendung nicht trennen.
Der Kontakt zwischen dem Basiselement und dem Kernelement kann durch eine echte Verbindung dieser Komponenten miteinander bestehen. Die Verbindung von Basiselement 152 und dem Kernelement 154 kann auf viele verschiedene Arten erreicht werden. Zum Beispiel können Techniken wie Co-Sintern, Hartlöten und/oder Klebung geeignet sein. Die spezifische Technik kann insbesondere auf gewisse Materialien anwendbar sein. Zum Beispiel kann das Co-Sintern in einer Situation anwendbar sein, bei der das Basiselement und das Kernelement aus dem gleichen Material bestehen (z. B. Wolframcarbid-Kobaltmaterial). Die Verklebung kann in einer Situation angebracht sein, bei der die Materialien für das Basiselement und das Kernelement nicht ähnlich sind (z. B. ein Stahlkernelement und ein Wolframcarbid-Kobaltbasiselement). Der Kontakt kann auch durch Zusammendrücken der Komponente erfolgen, während sie noch voneinander getrennt gehalten werden. Zum Beispiel kann der Schneideinsatz per Gewinde an dem Halter gesichert werden, wodurch aufgrund der überaus engen Verbindung zwischen dem Schneideinsatz und dem Halter ein sehr starker Kontakt von Oberfläche zu Oberfläche zwischen dem Basiselement und dem Kernelement entsteht. Wenn die Komponenten durch Festziehen des Schneideinsatzes an dem Halter zusammengedrückt werden, können diese Komponenten nach Ablösung des Schneideinsatzes von dem Halter getrennt werden.
Die Wahl der spezifischen Materialien für die Komponenten hängt von der jeweiligen Anwendung für den Schneieinsatz ab. Die Verwendung von Keramik-Keramik- oder Carbid-Carbid- oder Stahl-Carbid-Komponentenkombinationen bietet dem Schneideinsatz verschiedene Materialoptionen. Dabei zeichnet sich der Schneideinsatz durch eine umfangreiche Materialauswahl aus, die im Hinblick auf die Materialien eine optimale individuelle Anpassung des Schneideinsatzes ermöglicht.
Wie ersichtlich, weisen die Komponenten und somit der Schneideinsatz eine runde Geometrie auf. Durch die Verwendung einer runden Geometrie muss die Anordnung aus mehreren Komponenten, zum Beispiel einer Basis und einem Kern, nicht gewendet werden. Da kein Wenden oder spezielle Ausrichtung erforderlich sind, werden die Herstellungskosten reduziert und die Anordnung wird im Gegensatz zu Komponenten, die eine spezielle Ausrichtung erforderlich machen, einfacher. Dies gilt insbesondere für das Kernelement. Das Kernelement weist eine im Allgemeinen zylindrische/kegelförmige Geometrie auf. Sie weist keine äußeren Merkmale auf, die eine spezielle Ausrichtung oder Orientierung in der Anordnung im Hinblick auf die Basis erfordern. Daher ist die Anordnung des Kerns zu der Basis im Vergleich zu der Anordnung von Komponenten mit komplexen geometrischen Merkmalen einfach und kostengünstig.
Wie oben erwähnt, weist der Schneieinsatz 150 mehrere einzelne innere Kühlmittelkanäle 300 auf. Die folgende Beschreibung eines inneren Kühlmittelkanals 300 ist für eine Beschreibung all solcher inneren Kühlmittelkanäle 300 ausreichend.
In Bezug auf jeden einzelnen der inneren Kühlmittelkanäle 300 definieren ausgewählte Oberflächen auf dem Basiselement 152 und auf dem Kernelement 154 die Grenzen des inneren Kühlmittelkanals 300. Genauer sind einige der ausgewählten Oberflächen des Basiselements 152 diejenigen, die den Kanal 168 definieren, d. h. die Kanalumfangsoberflächen 172, 174 und die zentrale Wanne 176. Andere ausgewählte Oberflächen des Basiselements 152 schließen die radiale nach innen gerichtete Sperre 178 einer Rippe 170 und die radiale nach innen gerichtete Sperre 180 einer benachbarten Rippe 170 ein. In Bezug auf das Kernelement 154 trägt die äußere Oberfläche zur Definition des inneren Kühlmittelkanals 300 bei.
Der innere Kühlmittelkanal 300 weist einen inneren Kühlmittelkanalauslass 302 und einen inneren Kühlmittelkanaleinlass 304 auf. Wie ersichtlich, tritt Kühlmittel durch den inneren Kühlmittelkanaleinlass 304 in den inneren Kühlmittelkanal 300 ein, strömt durch den inneren Kühlmittelkanal 300 und tritt dann durch den inneren Kühlmittelkanalauslass 302 aus. Nach Austreten aus dem inneren Kühlmittelkanal 300 sprüht Kühlmittel zu der diskreten Schneidstelle, die mit dem Werkstück in Eignriff steht.
14 ist eine Draufsicht des Schneideinsatzes 150, die in einer bevorzugten Ausführungsform des Schneideinsatzes 150 einen Bezugspunkt für die Erläuterung des inneren Kühlmittelkanals 300, insbesondere die Geometrie des inneren Kühlmittelkanals 300 bereitstellt. 14B ist eine Querschnittsansicht des Schneideinsatzes 150 aus 14 entlang der Schnittlinie 14B-4B aus 14. 14A ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts in dem Kreis 14A aus 14B, die den inneren Kühlmittelkanal 300 darstellt. Wie in 14B dargestellt, sind die Querschnittsansichten in 15, 15A, 16, 16A, 17 und 18 in einer Ausrichtung dargestellt, die im Allgemeinen senkrecht zu der allgemeinen Richtung des Kühlmittelflusses ist. Der Querschnittsbereich kann an der jeweiligen Stelle entlang des inneren Kühlmittelkanals als der Kühlmitteldurchflussbereich betrachtet werden.
In dieser bevorzugten spezifischen Ausführungsform ist ersichtlich, dass sich die Geometrie des Kühlmittelfluss-Querschnittsbereichs des inneren Kühlmittelkanals 300 entlang der axialen Länge des inneren Kühlmittelkanals 300, d. h. der axialen Kühlmittelkanallänge verändert. Ferner sollte man zu schätzen wissen, dass der Kühlmittelfluss-Querschnittsbereich variieren kann, um eine spezifische gewünschte Flusskonfiguration oder Sprühmuster an der Einsatz-Span-Schnittstelle zu erzielen. In dieser besonderen Ausführungsform ist das Sprühmuster kontinuierlich und stellt einen kontinuierlichen Kühlmittelkegel in der Nähe der diskreten Schneidstelle dar. Diesbezüglich stellt 20 schematisch das Kühlmittelsprühmuster (als „CF“ gekennzeichnete Pfeile) dar, wenn zwei benachbarte innere Kühlmittelkanäle aktiviert sind, d. h. während eines Materialentfernungsvorgangs mit der Kühlmittelquelle verbunden sind.

Tabelle 1 unten beschreibt die Kühlmittelflussbereiche an den Stellen, die durch Querschnitt 15-15 bis 18-18 in 14B für eine spezifische Ausführungsform des Schneideinsatzes dargestellt sind. Die spezifischen Werte in dieser Tabelle gelten einzig für eine bevorzugte spezifische Ausführungsform und sollen den Schutzbereich der Erfindung wie in den beiliegenden Ansprüchen definiert nicht einschränken. Tabelle I stellt auch den Abstand jedes Querschnitts von dem inneren Kühlmittelkanaleinlass 304 dar. Die Bezugsbuchstaben „W“, „X“, „Y“ und „Z“ entsprechenden den Stellen der Querschnitte, wie in Tabelle I angegeben. Genauer befinden sich die Abstände „W“, „X“, „Y“ und „Z“ an den Stellen, an denen die Querschnittslinie durch die radiale innere Oberfläche des inneren Kühlmittelkanals 300 geht. Tabelle I

Werte des Kühlmittelflussbereichs in innerem Kühlmittelflusskanal
Position der Schnittlinie entlang innerem Kühlmittelflusskanal	Vertikaler Abstand von innerem Kühlmittelkanaleinlass (mm) [Bezugsbuchstab e aus Fiq. 14A]	Bereich (Quadratmillimeter)	Verhältnis zu Einlasskühlmittelflussbereich
15-15	0,36 [W]	2,3797	1,00
16-16	3,98 [X]	3,5104	1,48
17-17	5,07 [Y]	2,9650	1,24
18-18	5,55 [Z]	2,4473	1,03

Basierend auf den Daten aus Tabelle I entspricht der Kühlmittelkanaleinlassbereich im Wesentlichen dem Kühlmittelkanalauslassbereich, der Kühlmittelflussbereich verändert sich entlang der axialen Kühlmittelkanallänge und der Kühlmittelkanaleinlass ist kleiner als der Kühlmittelöffnungsbereich. In Bezug auf das letztgenannte Merkmal weist in dieser bevorzugten spezifischen Ausführungsform des Schneideinsatzes die Kühlmittelöffnung, mit der er verbunden ist, einen Kühlmittelöffnungsbereich von 7,06 Quadratmillimeter auf.
Mit Bezug auf 15A und 16A kann der innere Kühlmittelkanal hinsichtlich des Querschnitts durch eine bogenförmige radial innere Oberfläche 600, ein Paar Seiten 602, 604, die sich in einer im Allgemeinen radial äußeren Richtung bewegen, und ein Paar zusammenlaufender radial äußerer Oberflächen 606, 608 definiert werden, die an einem Scheitelpunkt 610 aufeinandertreffen. Aus dem Vergleich zwischen den Kühlmittelflussbereichen aus 15A und 16A geht hervor, dass der Kühlmittelflussbereich des inneren Kühlmittelkanals 300 von dem inneren Kühlmittelkanaleinlass 304 zu dem Punkt, an dem der Querschnitt 16-16 dargestellt ist, zunimmt. Die bogenförmige radial innere Oberfläche 600 sowie die Länge des Paars zusammenlaufender radial äußerer Oberflächen 606, 608, die an einem Scheitelpunkt 610 aufeinandertreffen, weiten sich zum Teil auf. Die Paare der Seiten 602, 604, die sich in einer im Allgemeinen radial äußeren Richtung bewegen, bleiben in diesem Bereich des inneren Kühlmittelkanals 300 relativ konstant. Die Zunahme des Kühlmittelflussbereichs tritt aufgrund der Zunahme der Breite der bogenförmigen radial inneren Oberfläche 600 und der daraus folgenden Erhöhung der Abmessungen des Paars zusammenlaufender radial äußerer Oberflächen 606, 608 ein, die sich an einem Scheitelpunkt 610 treffen.
Der Kühlmittelflussbereich nimmt von dem Punkt von Querschnitt 16-16 und Querschnitt 17-17 in geringerem Maße zu. Ein Vergleich zwischen dem Kühlmittelflussbereich an den Punkten in dem inneren Kühlmittelkanal 300, die durch Querschnitt 16-16 und 17-17 dargestellt sind, zeigt eine weitere Ausweitung des inneren Kühlmittelkanals. Der Kühlmittelflussbereich, der in 18 dargestellt ist, stellt den Kühlmittelflussbereich des inneren Kühlmittelkanalauslasses 302 dar. Insgesamt sind eine seitliche Erweiterung und eine radiale Abnahme des inneren Kühlmittelkanals ersichtlich, während sich dieser von dem Einlass zu dem Auslass bewegt.
15A stellt die Geometrie des inneren Kühlmittelkanaleinlasses 304 dar. 18 stellt die Geometrie des inneren Kühlmittelkanalauslasses 302 dar. Ein Vergleich dieser Geometrien zeigt, dass die Geometrie des inneren Kühlmittelkanaleinlasses 304 eine andere ist als die Geometrie des inneren Kühlmittelkanalauslasses 302. Dies ist auch dann der Fall, wenn der Kühlmittelkanaleinlassbereich dem Kühlmittelkanalauslassbereich im Wesentlichen entspricht.
In Bezug auf 19A und 19B wird der Schneideinsatz während des Betriebs in der Tasche eines Halters wie zum Beispiel des Fräsers 40 gehalten. In einem Halter wie dem Fräser 40 wird der Schneideinsatz 150 durch eine Schraube, die durch den Schneideinsatz und in die Gewindeöffnung in der Tasche geht, in der Tasche gehalten. Zur Befestigung des Schneideinsatzes in der Tasche weist der Schneideinsatz eine derartige Ausrichtung auf, dass das Rotationsschutzwiderlager 70 die Flankenoberfläche des Schneideinsatzes in Eingriff bringt. In dieser Hinsicht weist die Widerlagerumfangskante 72 eine Geometrie auf, die der Geometrie des sinusförmigen Tals 206 entspricht. Dieser Eingriff schafft ein Widerlager, das die Drehbewegung des Schneideinsatzes einschränkt, wenn sich dieser in der Tasche befindet.
Für den Eingriff beim Schneiden (d. h. Materialentfernung) befindet sich der Schneideinsatz 150 in einem Zustand, in dem eine ausgewählte der mehreren diskreten Schneidstellen das Werkstück in Eingriff bringt. Der Pfeil „DCL1“ in 19A zeigt im Allgemeinen die ausgewählte diskrete Schneidstelle. In diesem Zustand steht das entsprechende Paar der einzelnen Kühlmittelkanäle 300A und 300B mit der bogenförmigen Öffnung durch Kühlmittelkanaleinlässe 304A und 304B in Verbindung, die wiederum mit der Kühlmittelquelle durch eine Kühlmittelöffnung in Verbindung stehen.
In Bezug auf 19A zeigt die relative Positionierung zwischen dem Schneideinsatz und der Tasche, dass die bogenförmige Öffnung mit dem benachbarten Paar innerer Kühlmittelkanaleinlässe 304A und 304B in Fluidaustausch steht. Es ist zu sehen, dass Kühlmittel aus der Kühlmittelquelle gleichzeitig in beide innere Kühlmittelkanäle 300A und 300B fließt, wodurch die inneren Kühlmittelkanäle 300A und 300B als aktiviert betrachtet werden können. Man wird verstehen, dass die Tasche eine bogenförmige Öffnung (oder ein ähnliches Merkmal) aufweisen könnte, durch die drei innere Kühlmittelkanäle gleichzeitig mit der Kühlmittelquelle verbunden werden könnten.
In Bezug auf 21 ist zu sehen, dass das Kühlmittel den Oberflächen folgt, die den inneren Kühlmittelkanal 300 definieren. Da das Kühlmittel der bogenförmigen Oberfläche des Kerns folgt, fließt das Kühlmittel zu dem inneren Kühlmittelkanalauslass 302 in einer radial äußeren Richtung. Auf diese Weise fließt das Kühlmittel an der Schneidkante, während es den inneren Kühlmittelkanalauslass 302 verlässt. Durch Fließen in einer radial äußeren Richtung wird die Funktion des Kühlmittels zum Überspülen der Schneidkante, die mit dem Werkstück in Eingriff steht, verbessert. Das Kühlmittelsprühmuster weist einen Dispersionswinkel DA1 auf, der der Winkel in Bezug auf die Achse parallel zu der Spanoberfläche des Schneideinsatzes ist. Man wird zu schätzen wissen, dass der Dispersionswinkel im Bereich zwischen etwa 10 Grad und etwa 60 Grad liegen kann. Eine erneute Betrachtung von 13 zeigt das gleiche Merkmal der Dispersion des Kühlmittels, während es aus dem inneren Kühlmittelkanalauslass austritt.
Aufgrund der Beschaffenheit der Geometrie des inneren Kühlmittelkanals führt die Dispersion des Kühlmittels zu einem kontinuierlichen Kühlmittelstrahl. 20 ist eine schematische Ansicht, die diesen kontinuierlichen Kühlmittelstrahl darstellt. Der kontinuierliche Kühlmittelstrahl gewährleistet, dass die Einsatz-Span-Schnittstelle an der diskreten Schneidstelle hinlänglich mit Kühlmittel überspült und somit durch das Kühlmittel hinlänglich gekühlt wird. Wie oben erwähnt, hat die Abgabe von ausreichend Kühlmittel an der Einsatz-Span-Schnittstelle zahlreiche Vorteile.
Nachdem die diskrete Schneidstelle dermaßen verschlissen ist, dass sie ausgewechselt werden muss, kann der Bediener den Schneideinsatz zur nächsten Schneidposition wenden. 19B zeigt die nächste Schneidposition. Der Pfeil „DCL2“ in 19B zeigt im Allgemeinen die nächste ausgewählte diskrete Schneidstelle. In der neuen Position steht das entsprechende Paar der einzelnen inneren Kühlmittelkanäle (300B und 300C) mit der Kühlmittelquelle durch die Kühlmittelkanaleinlässe 304B und 304C in Verbindung, um Kühlmittel an der ausgewählten diskreten Schneidstelle an den Schneideinsatz 150 abzugeben. Daher wird Kühlmittel an die Einsatz-Span-Schnittstelle geliefert, die der neuen diskreten Schneidstelle entspricht.

Prüfungen wurden durchgeführt, um eine spezifische Ausführungsform des erfinderischen (mit Kühlmittelzufuhr) Schneideinsatzes mit einem kommerziellen Schneideinsatz (Standardschneideinsatz) zu vergleichen, der von Kennametal Inc. of Latrobe, Pennsylvania 15650, hergestellt und vertrieben wird. Beide Schneideinsätze wurden aus gesintertem (Kobalt) Wolframkarbid des gleichen Gütegrads, dem gleichen Einsatztyp (außer dem Merkmal der Kühlmittelzufuhr des erfinderischen Schneideinsatzes) und der gleichen Kantenausführung hergestellt, wobei die ISO-Bezeichnung für die Schneideinsätze einschließlich der Kantenausführung RCGX64SFG war. Die Prüfergebnisse sind unten in Tabelle II in Bezug auf die Anzahl der Durchgänge dargelegt, bevor der Schneideinsatz bis zu dem folgenden Punkt verschlissen war, wobei die Fehlerkriterien entweder ein maximaler Flankenverschleiß von 0,015 Zoll oder ein maximaler Spanflächenspan von 0,030 Zoll waren, je nachdem, was zuerst auftrat. Tabelle II

Prüfergebnisse (in Anzahl der Durchgänge) aus Schneidprüfung
Einsatz/Ergebnis	Rep. 1	Rep. 2	Rep. 3	Standard-Abw.	Durchschnitt
Standard-Schneideinsatz	6,00	3,00	4,00	1,53	4,33
Erfinderischer Schneideinsatz oder Schneideinsatz mit Kühlmittelzufuhr	8,00	13,00	13,00	2,89	11,33

Andere Prüfparameter sind nachstehend beschrieben. Werkstückmaterial: Ti6AI4V. Einsatzkantentyp = rund mit iC = 0,750 Zoll; der Fräserdurchmesser betrug 3,00 Zoll; die Anzahl der Einsätze pro Fräser betrug eins und die Länge der Durchgänge betrug 12 Zoll. Die Schneidgeschwindigkeit betrug Vc = 150 Fuß/Minute; U/min = 202; die echte Spanlast = 0,006 Zoll/Zahn; prog. Spanlast = 0,010 Zoll/Zahn; axiale Schneidtiefe = 0,15 Zoll; radiale Schneidtiefe = 2,000 Zoll; Zufuhrgeschwindigkeit = 2,020 Zoll pro Minute. Die Maschine war eine Mazak FJV; das Kühlmittel war nass; der Kühlmitteltyp war Syntilo® [Syntilo ist eine eingetragene Handelsmarke von Castrol Limited, Wiltshire, England]; der Kühlmitteldruck = 1000 psi; die Konzentration = 12,0 %; und die MMR (Zoll²/min) = 0,606.
Wie aus den Prüfergebnissen ersichtlich, war für den erfinderischen Schneideinsatz gegenüber dem kommerziellen Schneideinsatz eine wesentliche Verbesserung zu verzeichnen. Die Anzahl der Durchgänge, bevor ein Austausch notwendig war, nahm von einem Mittelwert von 4,33 auf einen Mittelwert von 11,33 zu. Dies entspricht einer Zunahme der Anzahl von Durchgängen von etwa 261 Prozent, also mehr als 250 Prozent.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass der vorliegende Schneideinsatz und die Schneidanordnung für eine verbesserte Abgabe von Kühlmittel auf die Schnittstelle zwischen dem Fräseinsatz und dem Werkstück (d. h. der Einsatz-Span-Schnittstelle, die die Stelle auf dem Werkstück ist, an der der Span erzeugt wird) sorgen. Dabei bieten der vorliegende Schneideinsatz und die Schneidanordnung eine verbesserte Abgabe von Kühlmittel an die Einsatz-Span-Schnittstelle und führen daher zu einer verbesserten Schmierung an der Einsatz-Span-Schnittstelle. Infolge der verbesserten Schmierung an der Einsatz-Span-Schnittstelle besteht eine geringere Tendenz des Spans, an dem Schneideinsatz zu kleben, sowie ein besserer Abtransport der Späne aus der Nähe der Schnittstelle mit einer daraus folgenden Reduzierung des Potenzials für ein erneutes Schneiden eines Spans.
Der vorliegende Schneideinsatz und die Schneidanordnung erzielen Faktoren, die sich auf die Menge des Kühlmittels auswirken, das an die Einsatz-Span-Schnittstelle abgegeben wird. Zum Beispiel kann die Größe der Struktur, die das Kühlmittel zu dem Schneideinsatz befördert, ein einschränkender Faktor im Hinblick auf die Menge des an den Schneideinsatz gelieferten Kühlmittels sein. Der vorliegende Schneideinsatz und die Schneidanordnung stellen Zufuhrlöcher (Kühlmittelöffnungen) bereit, die genauso groß wie die Einlässe in dem Schneideinsatz oder größer als diese sind, um den Fluss des Kühlmittels zu dem Schneideinsatz zu maximieren. Der vorliegende Schneideinsatz und die Schneidanordnung stellen eine Anordnung bereit, in der zwei oder mehrere Kühlmittelkanäle Kühlmittel an eine einzige diskrete Schneidstelle befördern. Der vorliegende Schneideinsatz und die Schneidanordnung stellen unregelmäßige Kühlmittelkanäle und variable Bereiche des Einlasses und des Auslasses in dem Schneideinsatz bereit, die eine individuelle Anpassung der Kühlmittelabgabe ermöglichen. Dabei können verschiedene Ablenkwinkel des Kühlmittels bereitgestellt werden, die in einem Bereich zwischen etwa 10 Grad und etwa 60 Grad liegen.
Der vorliegende Schneideinsatz und die Schneidanordnung bieten Herstellungs- und Leistungsvorteile. Die Verwendung mehrerer Stücke, die zusammen den Schneideinsatz bilden, kann vorteilhaft sein. Zum Beispiel können in einigen Fällen ein Schneideinsatz, der aus einer Basis gebildet ist, die die Schneidkante aufweist, und ein Kern zu einer längeren Lebensdauer führen, da nur die Basis ausgewechselt werden muss, nachdem das Ende der Nutzungsdauer des Werkzeugs erreicht ist. In einer solchen Anordnung ist der Kern lösbar an der Basis angebracht (oder wirkt mit dieser zusammen), wobei der Kern wiederverwendet wird, wenn die Basis verschlissen ist. Die Basis und der Kern können durch Co-Sintern, Hartlöten und/oder Kleben miteinander verbunden werden. Darüber hinaus können die Basis und der Kern fest gegeneinander gepresst werden und gleichzeitig ihren getrennten und individuellen Charakter bewahren. Außerdem können zur Verbesserung der Leistung die Basis und der Kern je nach Anwendung aus den gleichen oder ungleichen Materialien gefertigt sein.
Wenn die bevorzugte spezifische Ausführungsform des Schneideinsatzes eine runde Geometrie an einer oder mehreren Stellen aufweist, könne gewisse Vorteile bestehen. Wenn zum Beispiel der Schneideinsatz an der Stelle, an der mehrere Komponenten zusammengebaut werden, eine runde Geometrie aufweist, muss die Anordnung der mehreren Komponenten, z. B. einer Basis und eines Kerns nicht gewendet werden. Wenn der Schneideinsatz an der Schneidkante rund ist, ist dieser runde Schneideinsatz nicht auf eine Seite beschränkt und kann links, rechts und neutral benutzt werden. Bei der Profildrehung können bis zu 50 % des Schneideinsatzes als die Schneidkante fungieren.
Der Schneideinsatz ist auch mit einem Rotationsschutzmerkmal verfügbar.
In Bezug auf 22 hat eine Schneideinsatz-Scheibenhalter-Anordnung eine allgemeine Bezeichnung 700. Die Schneideinsatz-Scheibenhalter-Anordnung 700 umfasst einen Schneideinsatz wie den oben beschriebenen Schneideinsatz 150, eine Scheibe 704, einen Halterkörper 706 und eine Arretierung (Gewindeschraube) 702.
Der Halterkörper 706, der eine Längsachse A-A aufweist, weist ein axial vorderes Ende 708 und ein axial hinteres Ende 710 auf. Der Halterkörper 706 weist einen Kopfabschnitt (Klammer 712) benachbart des vorderen Endes 708 davon und einen Schaftabschnitt (Klammer 714) benachbart des hinteren Endes 710 davon auf. Der Halterkörper 706 umfasst ferner eine obere Oberfläche 716 und eine untere Oberfläche 718 sowie gegenüberliegende Seitenoberflächen 728, 730 auf. Der Halterkörper 706 enthält ferner eine Sitzoberfläche 732 an dem axial vorderen Ende 708. Die Sitzoberfläche 732 ist im Allgemeinen flach und weist eine im Allgemeinen kreisförmige Geometrie auf. Der Halterkörper 706 weist ferner eine halbkreisförmige aufrechte Umfangswand 734 auf, die sich von der Sitzoberfläche 732 in einer Richtung nach oben (d. h. zur oberen Oberfläche 716) erstreckt. Wie ersichtlich sein wird, stützt die aufrechte Wand 734 den Schneideinsatz 150 und die Scheibe 704, wenn diese zusammengebaut sind. Die aufrechte Wand 734 weist einen Vorsprung 735 auf, der sich von der Wand 734 weg erstreckt. Siehe 23.
Der Halterkörper 706 ist ein länglicher Halter, der einen quadratischen Schaft aufweist. Man wird zu schätzen wissen, dass ein beliebiger einer Anzahl von Haltern zur Verwendung mit der Schneideinsatz-Scheibenanordnung geeignet wäre. Solche Halter können unterschiedliche Geometrien haben, außer dass der Sitzbereich mit der Sitzoberfläche und die aufrechte Wand denjenigen des quadratischen Schafthalters 706 entsprechen würden.
23 stellt die Schneideinsatz-Scheibenhalterkörper-Anordnung 700 in einem auseinander gezogenen Zustand dar, wobei die Komponenten (d. h. die Arretierung 702, der Schneideinsatz 150 und die Scheibe 704) von der Sitzoberfläche 732 entlang der Achse B-B auseinander gezogen sind. Die relative Ausrichtung der Scheibe 704 zu dem Kühlmitteleinlass (Schalenabschnitt 752) in der Sitzoberfläche 732 wirkt sich auf den Kühlmittefluss durch die Scheibe 704 und in den Schneideinsatz 150 aus. 23 stellt die Scheibe 704 dar, wobei die erste Seitenoberfläche 780 zur unteren Oberfläche des Schneideinsatzes 150 gerichtet ist. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird, kontaktiert die erste Seitenoberfläche 780, wenn sich die Scheibe 704 in dem ersten Zustand befindet, die untere Oberfläche des Schneideinsatzes 150, wodurch die erste Öffnung den inneren Kühlmittelkanälen in dem Schneideinsatz eine Verbindung für einen ersten Kühlmittelfüllstand bereitstellt.
24 stellt die Schneideinsatz-Scheibenhalterkörper-Anordnung 700 in einem auseinander gezogenen Zustand dar, wobei die Komponenten (d. h. die Arretierung, der Schneideinsatz und die Scheibe) von der Sitzoberfläche 732 entlang der Achse B'-B' auseinander gezogen sind. Wie oben erwähnt, wirkt sich die relative Ausrichtung der Scheibe in Bezug auf den Kühlmitteleinlass (Schalenabschnitt 752) in der Sitzoberfläche 732 auf den Kühlmittelfluss durch die Scheibe 704 und in den Schneideinsatz 150 aus. 24 stellt die Scheibe 704 mit der zweiten Seitenoberfläche 782 zur unteren Oberfläche des Schneideinsatzes 150 gerichtet dar. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, wenn sich die Scheibe 704 im zweiten Zustand befindet, kontaktiert die zweite Seitenoberfläche 782 die untere Oberfläche des Schneideinsatzes 150, wodurch die zweite Öffnung den inneren Kühlmittelkanälen in dem Schneideinsatz eine Verbindung für einen zweiten Kühlmittelfüllstand bereitstellt.
Man wird zu schätzen wissen, dass, wenn sich die Komponenten in einem zusammengebauten Zustand befinden, eine wellenförmige Kantenoberfläche der Scheibe 704 (oder Scheibenkantenoberfläche mit einer Einbuchtung) den Vorsprung 735 in Eingriff bringt. Ein solcher Eingriff bietet für die Scheibe 704 sowie den Schneideinsatz 150 ein Rotationsschutzmerkmal. Der Schneideinsatz 150 bringt den Vorsprung durch die entsprechende Welle 206 in Eingriff.
25 und 26 stellen den Halterkörper 706 dar, wobei die Arretierung 702 daran befestigt ist. Die Scheibe 704 und der Schneideinsatz 150 sind in diesen Zeichnungen, d. h. 25 und 26, nicht dargestellt.
Der Halterkörper 706 enthält einen inneren Kühlmittelkanal, der im Allgemeinen mit 740 bezeichnet ist. Der inneren Kühlmittelkanal 740 weist einen Eingang 742 und einen Ausgang 744 auf. Ein Gewindeöffnungsabschnitt 746 ist benachbart des Eingangs 742 angeordnet. Der innere Kühlmittelkanal 740 weist auch einen geneigten Kanalabschnitt 750 auf, der mit dem Gewindeöffnungsabschnitt 746 verbunden ist. Der innere Kühlmittelkanal 740 weist ferner einen Schalenabschnitt 752 auf, der mit dem geneigten Kanalabschnitt 750 verbunden ist. Der Schalenabschnitt 752 weist eine im Allgemeinen kreisförmige Umfangskante 754 auf. Der Schalenabschnitt 752 weist einen Durchmesser „AA“ auf, der sich durch das Zentrum zwischen gegenüberliegenden Punkten an der Umfangskante 754 erstreckt. Der Halterkörper 706 enthält ferner eine Gewindebohrung 758, wobei der Eingang 760 dazu in dem Boden des Schalenabschnitts 752 angeordnet ist. Die Gewindebohrung 758 weist einen Abschluss 762 auf.
Die Anordnung 700 weist ferner eine Gewindearretierung auf, die im Allgemeinen mit 766 gekennzeichnet ist und einen Kopf 768 und einen Gewindeschaft 770 aufweist. Eine Gewindebohrung 758 nimmt den Gewindeschaft 770 durch eine Gewindeverbindung auf. Wie dem Fachmann bekannt ist, bringt die Gewindearretierung 766 den Schneideinsatz 150 und die Scheibe 704 fest an dem Halterkörper 706 an. Der Gewindeschaft 770 weist einen Durchmesser „BB“ auf. Der Spalt 772 zwischen der Umfangskante 754 des Schalenabschnitts 752 und dem Gewindeschaft 770 weist eine Abmessung „CC“ auf. Wie nachstehend beschrieben, strömt das Kühlmittel durch den inneren Kühlmittelkanal 740, wobei es aus dem inneren Kühlmittelkanal 740 durch die Öffnung austritt, die durch den Spalt 772 bereitgestellt wird.
In Bezug auf 27 und 28 weist die Scheibe 704 gegenüberliegende Seitenoberflächen, d. h. eine erste Seitenoberfläche 780 (siehe 27) und eine zweite Seitenoberfläche 782 (siehe 28) auf. Wie aus der nachstehenden Beschreibung hervorgehen wird, liegt in einem zusammengebauten Zustand, in dem die erste Seitenoberfläche 780 den Schneideinsatz 150 kontaktiert, ein erster Kühlmittelflusspegel zu dem Schneideinsatz 150 durch die Scheibe 704 vor. In einem zusammengebauten Zustand, in dem die zweite Seitenoberfläche 782 den Schneideinsatz 150 kontaktiert, liegt ein zweiter Kühlmittelflusspegel zu dem Schneideinsatz 150 durch die Scheibe 704 vor.
Die Scheibe 704 weist eine Umfangskante 786 auf, die einen abgeschrägten Abschnitt 787 auf der ersten Seitenoberfläche 780 aufweist. Die Umfangskante 786 definiert eine bogenförmige Einbuchtung (oder Welle) 788, eine zweite bogenförmige Einbuchtung (oder Welle) 790 und eine dritte bogenförmige Einbuchtung (oder Welle) 792. Ein erster bogenförmiger Kantenabschnitt 794 liegt dazwischen, um die erste bogenförmige Einbuchtung 788 und die zweite bogenförmige Einbuchtung 790 voneinander zu trennen. Ein zweiter bogenförmiger Kantenabschnitt 796 liegt dazwischen, um die zweite bogenförmige Einbuchtung 790 und die dritte bogenförmige Einbuchtung 792 voneinander zu trennen. Ein dritter bogenförmiger Kantenabschnitt 798 liegt dazwischen, um die dritte bogenförmige Einbuchtung 792 und die erste bogenförmige Einbuchtung 788 voneinander zu trennen. Die erste bogenförmige Einbuchtung 788 und die zweite bogenförmige Einbuchtung 790 sind in einem Winkel „DD“ voneinander beabstandet, der ungefähr neunzig Grad um die Umfangskante 786 der Scheibe 704 beträgt. Die zweite bogenförmige Einbuchtung 790 und die dritte bogenförmige Einbuchtung 792 sind in einem Winkel „EE“ voneinander beabstandet, der ungefähr einhundertachtzig Grad um die Umfangskante 786 der Scheibe 704 beträgt. Die dritte bogenförmige Einbuchtung 792 und die erste bogenförmige Einbuchtung 788 sind in einem Winkel „FF“ voneinander beabstandet, der ungefähr neunzig Grad um die Umfangskante 786 der Scheibe 704 beträgt. Die Winkelmessungen werden von den Zentren der bogenförmigen Einbuchtungen genommen.
Die Scheibe 704 enthält einen Hohlraum 800, der zwischen der ersten Seitenoberfläche 780 und der zweiten Seitenoberfläche 782 verläuft. Der Hohlraum 800 definiert eine erste Öffnung 802 in der ersten Seitenoberfläche 780. Die erste Öffnung 802 weist eine bogenförmige Oberfläche 804 auf, die ein Paar gegenüberliegender zusammenlaufender Oberflächen 806, 808 verbindet. Die zusammenlaufenden Oberflächen 806, 808 verbinden sich dann mit einer kreisförmigen Oberfläche 812. Die bogenförmige Oberfläche 804, die zusammenlaufenden Oberflächen 806, 808 und die kreisförmige Oberfläche 812 definieren die erste Öffnung 802 in der ersten Seitenoberfläche 780.
Der Hohlraum 800 definiert eine zweite Öffnung 818 in der zweiten Oberfläche 782. Die zweite Öffnung 818 weist eine halbkreisförmige Oberfläche 820 auf, die sich mit gegenüberliegenden diametralen Oberflächen 822, 824 verbinden. Die diametralen Oberflächen 822, 824 sind in einem Winkel „HH“ voneinander beabstandet angeordnet, der etwa einhundertachtzig Grad entspricht. Die diametralen Oberflächen 822, 824 verbinden sich mit einer halbkreisförmigen Oberfläche 826. Die halbkreisförmige Oberfläche 820, die gegenüberliegenden diametralen Oberflächen 822, 824 und die halbkreisförmige Oberfläche 826 definieren die zweite Öffnung 818.
Im Wesentlichen liegen die erste Öffnung 802 und die zweite Öffnung 818 coextensiv, mit Ausnahme der Sperren 830, 840 (siehe 28). Eine Sperre 830 weist eine bogenförmige zusammenlaufende Kante 832 und eine zusammenlaufende Oberfläche 808 auf. Eine andere Sperre 840 weist eine zusammenlaufende Kante 842 und eine zusammenlaufende Oberfläche 806 auf. Die zusammenlaufenden Oberflächen 806 und 808 sind in einem Winkel „GG“ voneinander beabstandet, der etwa neunzig Grad entspricht.
Wie oben erwähnt, liegt in einem zusammengebauten Zustand, in dem die erste Seitenoberfläche 780 den Schneideinsatz 150 kontaktiert, ein erster Kühlmittelflusspegel zu dem Schneideinsatz 150 durch die Scheibe 704 vor. Eine Anordnung, in der die erste Seitenoberfläche 780 der Scheibe 704 die untere Oberfläche des Schneideinsatzes 150 kontaktiert, tritt in einer Drehanwendung sowie in einer Plandrehanwendung auf. Wie jedoch im Folgenden ersichtlich sein wird, ist die Ausrichtung der Scheibe für die zwei Vorgänge unterschiedlich.
In Bezug auf 33 bis 33B bringt in einem Drehvorgang der vordere Bereich des Schneideinsatzes 150 das Werkstück 900 in Eingriff. Dies ist in 33 dargestellt. Daher muss ein Kühlmittelstrom zu dem vorderen Bereich des Schneideinsatzes geliefert werden. Die Ausrichtung der Scheibe 704 in Bezug auf den Schneideinsatz 150 bewirkt, dass Kühlmittel in die vorderen zwei einzelnen inneren Kühlmittelkanäle 300 fließt, was wiederum zu einem Kühlmittelstrahl zu dem vorderen Bereich des Schneideinsatzes 150 führt. Der Kühlmittelfluss zu dem Schneideinsatz erfolgt bei einem ersten Kühlmittelflusspegel.
Genauer liegt in der Drehanwendung die untere Oberfläche des Schneideinsatzes 150 sicher auf der ersten Oberfläche 780 der Scheibe 704 auf und wird eng an diese gezogen. 33A sowie 33B zeigen diese Beziehung in schematischer Form. Um die Beziehung besser zu verstehen, kann in 33B der Schneideinsatz 150 um die Achse 33B-33B in einer Richtung weg vom Papier an eine Position gedreht werden, an der sich der Schneideinsatz 150 auf der ersten Oberfläche 780 der Scheibe 704 befindet.
Während des Betriebs tritt Kühlmittel aus dem inneren Kühlmittelkanal 740 durch den Spalt 772 zwischen dem Gewindearretierschaft 770 und der Umfangskante 754 des Schalenabschnitts 752 aus. Das Kühlmittel gelangt dann in den Hohlraum 800 der Scheibe 704 durch die zweite Öffnung 818, die in der zweiten Seitenoberfläche 782 definiert ist. Ein Teil des Kühlmittels strömt direkt zu der ersten Öffnung 802, und ein Teil des Kühlmittels trifft auf die Sperren 830, 840 auf und gelangt dann durch die erste Öffnung 802. Das Kühlmittel, das durch die erste Öffnung 802 austritt (siehe Pfeile U in 33B), strömt in zwei benachbarte innere Kühlmittelkanaleinlässe 304 und durch einzelne innere Kühlmittelkanäle 300, wodurch das Kühlmittel durch den inneren Kühlmittelkanalauslass 302 für jeden Kanal 300 zu der Schneidstelle gesprüht wird (siehe Pfeile V in 33A). Da zwei einzelne innere Kühlmittelkanäle 300 Kühlmittel aufnehmen, ist die Kühlmittelmenge zu dem Schneideinsatz 150 ein erster Kühlmittelflusspegel. In diesem Fall erfolgt der Kühlmittelstrahl in der allgemeinen Richtung der Längsachse des Halters.
In Bezug auf 34 bis 34B bringt als ein anderes Beispiel in einem Plandrehvorgang der in Eingriff gebrachte Seitenbereich des Schneideinsatzes 150 das Werkstück 902 in Eingriff. Dies ist in 34 dargestellt. Daher muss ein Kühlmittelstrom zu dem in Eingriff gebrachten Seitenbereich des Schneideinsatzes geliefert werden. Die Ausrichtung der Scheibe 704 in Bezug auf den Schneideinsatz 150 bewirkt, dass Kühlmittel in die entsprechenden zwei seitlichen einzelnen inneren Kühlmittelkanäle 300 fließt, was wiederum zu einem Kühlmittelstrahl zu dem in Eingriff gebrachten Bereich des Schneideinsatzes 150 führt. Der Kühlmittelfluss zu dem Schneideinsatz erfolgt bei einem ersten Kühlmittelflusspegel. Man wird zu schätzen wissen, dass eine bloße Neuausrichtung der Scheibe bewirkt, dass das Kühlmittel an einer anderen Stelle an dem Schneideinsatz versprüht wird.
Genauer liegt in der Plandrehanwendung die untere Oberfläche des Schneideinsatzes 150 sicher auf der ersten Seitenoberfläche 780 der Scheibe 704 auf und wird eng an diese gezogen. 34A sowie 34B zeigen diese Beziehung in schematischer Form. Um die Beziehung besser zu verstehen, kann in 34B der Schneideinsatz 150 um die Achse 34B-34B in einer Richtung (bei Draufsicht auf das Papier links) weg vom Papier an eine Position gedreht werden, an der sich der Schneideinsatz 150 auf der ersten Seitenoberfläche 780 der Scheibe 704 befindet.
In einem Plandrehvorgang entspricht der allgemeine Kühlmittelfluss demjenigen in dem Drehvorgang. Kühlmittel tritt aus dem inneren Kühlmittelkanal 740 durch den Spalt 772 zwischen dem Gewindearretierschaft 770 und der Umfangskante 754 des Schalenabschnitts 752 aus. Das Kühlmittel gelangt dann in den Hohlraum 800 durch die zweite Öffnung 818, die in der zweiten Seitenoberfläche 782 definiert ist. Ein Teil des Kühlmittels strömt direkt zu der ersten Öffnung 802, und ein Teil des Kühlmittels trifft auf die Sperren 830, 840 auf und gelangt dann durch die erste Öffnung 802. Das Kühlmittel, das durch die erste Öffnung 802 austritt (siehe Pfeile W in 34B), strömt in zwei benachbarte innere Kühlmittelkanaleinlässe 304 und durch einzelne innere Kühlmittelkanäle 300, wodurch das Kühlmittel durch den inneren Kühlmittelkanalauslass 302 für jeden Kanal 300 zu der Schneidstelle gesprüht wird (siehe Pfeile X in 34A). Da zwei einzelne innere Kühlmittelkanäle 300 Kühlmittel aufnehmen, ist die Kühlmittelmenge zu dem Schneideinsatz 150 ein erster Kühlmittelflusspegel. An diesem Fall erfolgt der Kühlmittelstrahl in einer Richtung, die etwa neunzig Grad von der Längsachse des Halters entfernt ist.
Wie oben erwähnt, liegt in einem zusammengebauten Zustand, in dem die zweite Seitenoberfläche 782 den Schneideinsatz 150 kontaktiert, ein zweiter Kühlmittelflusspegel zu dem Schneideinsatz 150 durch die Scheibe 704 vor. Eine Anordnung, in der die zweite Seitenoberfläche 782 der Scheibe 704 die untere Oberfläche des Schneideinsatzes 150 kontaktiert, tritt in einer Profildrehanwendung auf.
In Bezug auf 35 bis 35B bringt in einem Profildrehvorgang der vordere Bereich des Schneideinsatzes 150 das Werkstück in Eingriff. Daher muss ein Kühlmittelstrom zu dem vorderen Bereich des Schneideinsatzes geliefert werden. Die Ausrichtung der Scheibe 704 in Bezug auf den Schneideinsatz 150 bewirkt, dass Kühlmittel in die vorderen vier einzelnen inneren Kühlmittelkanäle 300 fließt, was wiederum zu einem Kühlmittelstrahl zu dem vorderen Bereich sowie den Seiten des Schneideinsatzes 150 führt. Der Kühlmittelfluss zu dem Schneideinsatz erfolgt bei einem zweiten Kühlmittelflusspegel. Man wird zu schätzen wissen, dass durch einfaches Umschalten der Scheibe zu einer anderen Kontaktseite des Schneideinsatzes das Volumen des Kühlmittelflusses ein anderes ist und somit einer anderen Art von Spanformmaterial-Entfernungsvorgang unterzogen werden kann.
In einer Profildrehanwendung liegt die untere Oberfläche des Schneideinsatzes 150 sicher auf der zweiten Oberfläche 782 der Scheibe 704 auf und wird fest an diese gezogen. Genauer liegt in der Plandrehanwendung die untere Oberfläche des Schneideinsatzes 150 sicher auf der zweiten Seitenoberfläche 782 der Scheibe 704 auf und wird fest an diese gezogen. 35A sowie 35B stellen diese Beziehung schematisch dar. Um die Beziehung besser zu verstehen, kann in 35B der Schneideinsatz 150 um die Achse 35B-35B in einer Richtung weg vom Papier an eine Position gedreht werden, an der sich der Schneideinsatz 150 auf der zweiten Oberfläche 782 der Scheibe 704 befindet.
Kühlmittel tritt aus dem inneren Kühlmittelkanal 740 durch den Spalt 772 zwischen dem Gewindearretierschaft 770 und der Umfangskante 754 des Schalenabschnitts 752 aus. Das Kühlmittel gelangt dann in den Hohlraum 800 durch die erste Öffnung 802. Ein Teil des Kühlmittels strömt direkt zu der zweiten Öffnung 818, und ein Teil des Kühlmittels trifft auf die Sperren 830, 840 auf und gelangt dann durch die zweite Öffnung 818. Das Kühlmittel, das durch die zweite Öffnung 818 austritt (siehe Pfeile Y in 35B), strömt in vier benachbarte innere Kühlmittelkanaleinlässe 304 und durch einzelne innere Kühlmittelkanäle 300, wodurch das Kühlmittel durch den inneren Kühlmittelkanalauslass 302 für jeden Kanal 300 zu der Schneidstelle gesprüht wird (siehe Pfeile Z in 35A). Da vier einzelne innere Kühlmittelkanäle 300 Kühlmittel aufnehmen, ist die Kühlmittelmenge zu dem Schneideinsatz 150 ein zweiter Kühlmittelflusspegel.
In dem typischen spanformenden Materialentfernungsvorgang ist das Kühlmittelvolumen, das aus dem inneren Kühlmittelkanal 740 fließt, mehr als ausreichend, um den Schneideinsatz 150 zu beliefern, ganz gleich, wie viele innere Kühlmittelkanäle 740 mit der Kühlmittelzufuhr verbunden sind. Dies bedeutet, dass der zweite Kühlmittelflusspegel, der eine Zufuhr an vier einzelne innere Kühlmittelkanäle 300 ist, größer als der erste Kühlmittelflusspegel ist, der eine Zufuhr zu zwei einzelnen inneren Kühlmittelkanälen 300 ist.
Die Schneideinsatz-Scheibenhalterkörper-Anordnung 700 stellt eine Struktur bereit, die unterschiedlichen spanformende Materialentfernungsvorgängen gerecht werden kann. Durch einfaches Ausrichten der Scheibe in Bezug auf den Schneideinsatz und den Kühlmitteleinlass in der Sitzoberfläche fließt das Kühlmittel in einem spezifischen Muster, um einem spezifischen entsprechenden spanformenden Materialentfernungsvorgang gerecht zu werden.
In Bezug auf 31 und 32 ist eine zweite Ausführungsform einer Scheibe mit der allgemeinen Bezeichnung 850 dargestellt. Die Scheibe 850 funktioniert mit dem Schneideinsatz 150 in einer im Allgemeinen ähnlichen Weise wie die Funktionsweise der Scheibe 704.
Die Scheibe 850 weist eine erste Seitenoberfläche 852 (siehe 31) und eine zweite Seitenoberfläche 854 (siehe 32) auf. Die Scheibe 850 weist eine Umfangskante 860 auf, die eine erste bogenförmige Einbuchtung (oder Welle) 862, eine zweite bogenförmige Einbuchtung (oder Welle) 864 und eine dritte bogenförmige Einbuchtung (oder Welle) 866 umfasst. Bogenförmige Kantenabschnitte trennen die bogenförmigen Einbuchtungen. Genauer trennte der erste bogenförmige Randabschnitt 868 die erste und die zweite bogenförmige Einbuchtung (862, 864) voneinander. Der zweite bogenförmige Kantenabschnitt 870 trennt die dritte und die vierte bogenförmige Einbuchtung (864, 866) voneinander. Der dritte bogenförmige Kantenabschnitt 872 trennt die dritte und die erste bogenförmige Einbuchtung (866, 862) voneinander.
Die Scheibe 850 enthält eine zentrale Öffnung 878, die eine im Allgemeinen zylindrische Geometrie aufweist. Die Scheibe 850 enthält ferner eine bogenförmige Öffnung 882, die von der zentralen Öffnung 878 radial nach außen angeordnet ist. Die bogenförmige Öffnung 882, die zu der ersten Seitenoberfläche 852 öffnet, weist gegenüberliegende bogenförmige Oberflächen 884 und 886 und gegenüberliegende radiale Kanten 888, 890 auf. Die bogenförmige Öffnung 882 erstreckt sich in einem Winkel von etwa neunzig Grad um die Umfangskante der Scheibe 850.
Die bogenförmige Öffnung 882 geht durch die zweite Seitenoberfläche 854 der Scheibe 850. Die Öffnung, die zu der zweiten Seitenoberfläche 854 der Scheibe 850 öffnet, weist die bogenförmige Öffnung 882 sowie bogenförmige Ausschnitte (894, 896) auf, die sich über gegenüberliegende radiale Enden 888, 890 hinaus erstrecken. Die Kombination der bogenförmigen Öffnung 882 und der bogenförmigen Ausschnitte (894, 896) erstreckt sich in einem Winkel von einhundertachtzig Grad um die Umfangskante der Scheibe 850.
In Bezug auf 32A wird man zu schätzen wissen, dass die Funktionsweise der zweiten Ausführungsform der Scheibe 850 im Allgemeinen mit der Funktionsweise der ersten Ausführungsform der Scheibe 704 übereinstimmt. Der maximale Durchmesser „AA“ des Schalenabschnitts 752 ist groß genug, um die bogenförmige Öffnung 882 zu umschließen (oder mit dieser verbunden zu sein). Die bogenförmige Öffnung 882 steht mit der Kühlmittelquelle durch den inneren Kühlmittelkanal 740, der den Schalenabschnitt 752 aufweist, in Fluidaustausch. Dadurch fließt Kühlmittel in und durch die bogenförmige Öffnung 882 in die inneren Kühlmittelkanäle des Schneideinsatzes 150.

Claims

Scheibe (704) zur Verwendung in einem Schneideinsatz (150), der mehrere Kühlmitteleinlässe (304) enthält, wobei das Kühlmittel in die Scheibe (704) eintritt und in den Schneideinsatz (150) gelangt, wobei die Scheibe (704) Folgendes umfasst: einen Scheibenkörper (704) mit einer ersten Seitenoberfläche (780) und einer zweiten Seitenoberfläche (782); wobei der Scheibenkörper (704) einen Hohlraum (800) enthält, wobei der Hohlraum (800) eine erste Öffnung (802) in der ersten Seitenoberfläche (780) und eine zweite Öffnung (818) in der zweiten Seitenoberfläche (782) definiert und wobei die erste Öffnung (802) dem Schneideinsatz (150) eine Verbindung für einen ersten Kühlmittelfüllstand und die zweite Öffnung (818) eine Verbindung für einen zweiten Kühlmittelfüllstand bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenkörper (704) eine im Allgemeinen kreisförmige Umfangskante (786) aufweist und die erste Öffnung (802) einen ersten bogenförmigen Öffnungsabschnitt (804) aufweist, der sich in einem ersten Winkel (GG) um die Umfangskante (786) erstreckt, und die zweite Öffnung (818) einen zweiten bogenförmigen Öffnungsabschnitt (820) aufweist, der sich in einem zweiten Winkel (HH) um die Umfangskante (786) erstreckt, wobei der zweite bogenförmige Winkel (HH) größer ist als der erste bogenförmige Winkel (GG).
Scheibe nach Anspruch 1, wobei die erste Öffnung (802) mit einer ersten Anzahl der Kühlmitteleinlässe (304) verbunden ist und die zweite Öffnung (818) mit einer zweiten Anzahl von Kühlmitteleinlässen (304) verbunden ist; und die zweite Anzahl von Kühlmitteleinlässen (304) größer ist als die erste Anzahl von Kühlmitteleinlässen (304).
Scheibe nach Anspruch 1, wobei die Verbindung für den zweiten Kühlmittelfüllstand größer ist als die Verbindung für den ersten Kühlmittelfüllstand.
Scheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste bogenförmige Winkel (GG) etwa neunzig Grad entspricht und der zweite bogenförmige Winkel (HH) etwa einhundertachtzig Grad entspricht.
Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung (700), umfassend: einen Schneideinsatz (150) mit einer unteren Oberfläche (226), wobei der Schneideinsatz (150) mehrere innere Kühlmittelkanäle (300) enthält, wobei jeder innere Kühlmittelkanal (300) einen Kühlmitteleinlass (304) in der unteren Oberfläche (226) des Schneideinsatzes (150) aufweist; einen Scheibenkörper (704) mit einer ersten Seitenoberfläche (780) und einer zweiten Seitenoberfläche (782); wobei die Scheibe (704) einen Hohlraum (800) enthält, der mit der Kühlmittelleitung (740) verbunden ist; wobei der Hohlraum (800) eine erste Öffnung (802) in der ersten Seitenoberfläche (780) und eine zweite Öffnung (818) in der zweiten Seitenoberfläche (782) definiert; wobei, wenn sich die Scheibe (704) in einem ersten Zustand befindet, die erste Seitenoberfläche (780) die untere Oberfläche (226) des Schneideinsatzes (150) kontaktiert, wobei die erste Öffnung (802) den inneren Kühlmittelkanälen (300) in dem Schneideinsatz (150) eine Verbindung für einen ersten Kühlmittelfüllstand bereitstellt; und wobei, wenn sich die Scheibe (704) in einem zweiten Zustand befindet, die zweite Seitenoberfläche (782) die untere Oberfläche (226) des Schneideinsatzes (150) kontaktiert, wobei die zweite Öffnung (818) den inneren Kühlmittelkanälen (300) in dem Schneideinsatz (150) eine Verbindung für einen zweiten Kühlmittelfüllstand bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenkörper (704) eine im Allgemeinen kreisförmige Umfangskante (786) aufweist und die erste Öffnung (802) einen ersten bogenförmigen Öffnungsabschnitt (804) aufweist, der sich in einem ersten Winkel (GG) um die Umfangskante (786) erstreckt, und die zweite Öffnung (818) einen zweiten bogenförmigen Öffnungsabschnitt (820) aufweist, der sich in einem zweiten Winkel (HH) um die Umfangskante (786) erstreckt, wobei der zweite bogenförmige Winkel (HH) größer ist als der erste bogenförmige Winkel (GG).
Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung nach Anspruch 5, wobei, wenn sich die Scheibe (704) in dem ersten Zustand befindet, die erste Öffnung (802) mit einer ersten Anzahl der inneren Kühlmittelkanäle (300) verbunden ist; und wenn sich die Scheibe (704) in dem zweiten Zustand befindet, die zweite Öffnung (818) mit einer zweiten Anzahl der inneren Kühlmittelkanäle (300) verbunden ist; und die zweite Anzahl der inneren Kühlmittelkanäle (300) größer als die erste Anzahl der inneren Kühlmittelkanäle (300) ist.
Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung nach Anspruch 5, wobei die Verbindung für den zweiten Kühlmittelfüllstand größer ist als die Verbindung für den ersten Kühlmittelfüllstand.
Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der Schneideinsatz (150) einen Metallschneideinsatzkörper (151) umfasst, der eine Schneidkante (160) mit mindestens einer diskreten Schneidstelle (161A - 161F) aufweist, wobei der innere Kühlmittelkanal (300) mit der diskreten Schneidstelle (161A - 161F) verbunden ist; wobei der Kühlmittelkanaleinlass (304) einen Kühlmittelkanaleinlass-Querschnittsbereich definiert, ein Kühlmittelkanalauslass (302) einen Kühlkanalauslass-Querschnittsbereich und eine axiale Kühlmittelkanallänge definiert; wobei der einzelne innere Kühlmittelkanal (300) einen Kühlmittelfluss-Querschnittsbereich entlang der axialen Kühlmittelkanallänge davon definiert; wobei der Kühlmittelkanaleinlass-Querschnittsbereich dem Kühlmittelkanalauslass-Querschnittsbereich im Wesentlichen entspricht; und sich die Geometrie des Kühlmittelfluss-Querschnittsbereichs entlang der axialen Kühlmittelkanallänge verändert.
Schneideinsatz-Scheiben-Anordnung nach Anspruch 8, wobei die Geometrie des Kühlmittelkanaleinlass-Querschnittsbereichs eine andere ist als die Geometrie des Kühlmittelkanalauslass-Querschnittsbereichs.
Schneideinsatz-Scheibenhalter-Anordnung (700), wobei der Halter mit einer Kühlmittelquelle verbunden ist, wobei die Anordnung (700) Folgendes umfasst: einen Halter (706) mit einem Sitz (732), wobei der Halter (706) ferner eine Kühlmittelleitung (740) mit einem Auslass (744) in dem Sitz (732) enthält; einen Schneideinsatz (150) mit einer unteren Oberfläche (226), wobei der Schneideinsatz (150) mehrere innere Kühlmittelkanäle (300) enthält, wobei jeder innere Kühlmittelkanal (300) einen Einlass in der unteren Oberfläche (226) des Schneideinsatzes (150) aufweist; einen Scheibenkörper (704) mit einer ersten Seitenoberfläche (780) und einer zweiten Seitenoberfläche (782); wobei die Scheibe (704) einen Hohlraum (800) enthält, der mit der Kühlmittelleitung (740) verbunden ist; wobei der Hohlraum (800) eine erste Öffnung (802) in der ersten Seitenoberfläche (780) und eine zweite Öffnung (818) in der zweiten Seitenoberfläche (782) definiert; wobei, wenn sich die Scheibe (704) in einem ersten Zustand befindet, die erste Seitenoberfläche (780) die untere Oberfläche (226) des Schneideinsatzes (150) kontaktiert, wobei die erste Öffnung (802) den inneren Kühlmittelkanälen (300) in dem Schneideinsatz (150) eine Verbindung für einen ersten Kühlmittelfüllstand bereitstellt; und wobei, wenn sich die Scheibe (704) in einem zweiten Zustand befindet, die zweite Seitenoberfläche (782) die untere Oberfläche (226) des Schneideinsatzes (150) kontaktiert, wobei die zweite Öffnung (818) den inneren Kühlmittelkanälen (300) in dem Schneideinsatz (150) eine Verbindung für einen zweiten Kühlmittelfüllstand bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenkörper (704) eine im Allgemeinen kreisförmige Umfangskante (786) aufweist und die erste Öffnung (802) einen ersten bogenförmigen Öffnungsabschnitt (804) aufweist, der sich in einem ersten Winkel (GG) um die Umfangskante (786) erstreckt, und die zweite Öffnung (818) einen zweiten bogenförmigen Öffnungsabschnitt (820) aufweist, der sich in einem zweiten Winkel (HH) um die Umfangskante (786) erstreckt, wobei der zweite bogenförmige Winkel (HH) größer ist als der erste bogenförmige Winkel (GG).
Schneideinsatz-Scheibenhalter-Anordnung nach Anspruch 10, wobei, wenn sich die Scheibe (704) in dem ersten Zustand befindet, die erste Öffnung (802) mit einer ersten Anzahl der inneren Kühlmittelkanäle (300) verbunden ist; und wenn sich die Scheibe (704) in dem zweiten Zustand befindet, die zweite Öffnung (818) mit einer zweiten Anzahl der inneren Kühlmittelkanäle (300) verbunden ist; und die zweite Anzahl der inneren Kühlmittelkanäle (300) größer als die erste Anzahl der inneren Kühlmittelkanäle (300) ist.
Schneideinsatz-Scheibenhalter-Anordnung nach Anspruch 10, wobei die Verbindung für den zweiten Kühlmittelfüllstand größer ist als die Verbindung für den ersten Kühlmittelfüllstand.
Schneideinsatz-Scheibenhalter-Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Schneideinsatz (150) einen Metallschneideinsatzkörper (151) umfasst, der eine Schneidkante (160) mit mindestens einer diskreten Schneidstelle (161A - 161F) aufweist, wobei der innere Kühlmittelkanal (300) mit der diskreten Schneidstelle (161A - 161F) verbunden ist; wobei der Kühlmittelkanaleinlass (304) einen Kühlmittelkanaleinlass-Querschnittsbereich definiert, ein Kühlmittelkanalauslass (302) einen Kühlmittelkanalauslass-Querschnittsbereich und eine axiale Kühlmittelkanallänge definiert; wobei der einzelne innere Kühlmittelkanal (300) einen Kühlmittelfluss-Querschnittsbereich entlang der axialen Kühlmittelkanallänge davon definiert; wobei der Kühlmittelkanaleinlass-Querschnittsbereich dem Kühlmittelkanalauslass-Querschnittsbereich im Wesentlichen entspricht; und sich die Geometrie des Kühlmittelfluss-Querschnittsbereichs entlang der axialen Kühlmittelkanallänge verändert.
Schneideinsatz-Scheibenhalter-Anordnung nach Anspruch 13, wobei die Geometrie des Kühlmittelkanaleinlass-Querschnittsbereichs eine andere ist als die Geometrie des Kühlmittelkanalauslass-Querschnittsbereichs.
Schneideinsatz-Scheibenhalter-Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei der Halter (706) eine aufrechte Wand (734) mit einem Vorsprung (735) aufweist, wobei die Scheibe (704) eine Scheibenkantenoberfläche mit einer Einbuchtung (788, 790, 792) aufweist und wobei die Einbuchtung (788, 790, 792) den Vorsprung (735) in Eingriff bringt, um eine Drehung der Scheibe (704) in Bezug auf den Halter (706) zu beschränken.
Schneideinsatz-Scheibenhalter-Anordnung nach Anspruch 15, wobei der Schneideinsatz (150) eine Flankenoberfläche (158) aufweist, die eine Vertiefung (206) enthält, wobei die Vertiefung (206) den Vorsprung (735) in Eingriff bringt, um eine Drehung des Schneideinsatze (150) in Bezug auf den Halter (706) zu beschränken.
Schneideinsatz-Scheibenhalter-Anordnung (700), wobei der Halter mit einer Kühlmittelquelle verbunden ist, wobei die Anordnung (700) Folgendes umfasst: einen Halter (706) mit einer längs verlaufenden Halterachse, wobei der Halter (706) ferner einen Sitz (732) und eine Kühlmittelleitung (740) mit einem Auslass (744) in dem Sitz (732) enthält; einen Schneideinsatz (150) mit einer unteren Oberfläche (226), wobei der Schneideinsatz (150) mehrere innere Kühlmittelkanäle (300) enthält, wobei jeder innere Kühlmittelkanal (300) einen Einlass (304) in der unteren Oberfläche (226) des Schneideinsatzes (150) aufweist; einen Scheibenkörper (704) mit einer ersten Seitenoberfläche (780) und einer zweiten Seitenoberfläche (782); wobei die Scheibe (704) einen Hohlraum (800) enthält, der mit der Kühlmittelleitung (740) verbunden ist; wobei der Hohlraum (800) eine erste Öffnung (802) in der ersten Seitenoberfläche (780) und eine zweite Öffnung (818) in der zweiten Seitenoberfläche (782) definiert; wobei die Scheibe (704) zwischen mehreren Positionen in Bezug auf den Auslass (744) der Kühlmittelleitung (740) und den Schneideinsatz (150) beweglich ist; wobei, wenn sich die Scheibe (704) in einem ersten Zustand befindet, die erste Seitenoberfläche (780) die untere Oberfläche (226) des Schneideinsatzes (150) kontaktiert, wobei die erste Öffnung (802) den inneren Kühlmittelkanälen (300) in dem Schneideinsatz (150) eine Verbindung für einen ersten Kühlmittelfüllstand bereitstellt, wodurch Kühlmittel aus dem Schneideinsatz (150) in einer Richtung entlang der längs verlaufenden Halterachse austritt; wobei, wenn sich die Scheibe (704) in einem zweiten Zustand befindet, die erste Seitenoberfläche (780) die untere Oberfläche (226) des Schneideinsatzes (150) kontaktiert, wobei die erste Öffnung (802) den inneren Kühlmittelkanälen (300) in dem Schneideinsatz (150) eine Verbindung für einen ersten Kühlmittelfüllstand bereitstellt, wodurch Kühlmittel aus dem Schneideinsatz (150) in einer Richtung austritt, die nicht entlang der längs verlaufenden Halterachse verläuft; wobei, wenn sich die Scheibe (704) in einem dritten Zustand befindet, die zweite Seitenoberfläche (782) die untere Oberfläche (226) des Schneideinsatzes (150) kontaktiert, wobei die zweite Öffnung (818) den inneren Kühlmittelkanälen (300) in dem Schneideinsatz (150) eine Verbindung für einen zweiten Kühlmittelfüllstand bereitstellt, wodurch Kühlmittel aus dem Schneideinsatz (150) in einer Richtung entlang der längs verlaufenden Halterachse austritt.