DE112011103029T5

DE112011103029T5 - Schneideinsätze

Info

Publication number: DE112011103029T5
Application number: DE112011103029T
Authority: DE
Inventors: Kent P. Mizgalsky; Nicholas J. Henry; Chi Chen
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2013-06-20
Anticipated expiration: 2031-08-10
Also published as: US20110020074A1; CN103079733A; US8454274B2; US20130195565A1; US9108253B2; DE112011103029B4; WO2012033585A3; WO2012033585A2; US9095913B2; US20130195564A1; US8840342B2; SE1350255A1; US20140079495A1; CN103079733B

Abstract

Ein Schneideinsatz (420, 422, 424) weist einen Schneideinsatzkörper (430, 530, 630) auf, der eine zentrale Öffnung (444, 544, 644) enthält sowie eine Sitzoberfläche (434, 436, 534, 536, 634, 636), eine Flankenfläche (438, 538, 638) und einen Eckenschneidbereich (432, 532, 632) aufweist. Die Sitzoberfläche (434, 436, 534, 536, 634, 636) enthält eine radiale Kühlmittelzufuhrmulde (460, 560, 660) mit einem radial äußeren Ende (478, 578, 678) und einem radial inneren Ende (462, 562, 662). Ein seitlicher topographischer Bereich (480, 580, 680) liegt entlang einer Seite (466, 566, 666) der Kühlmittelzufuhrmulde (460, 560, 660) und ein anderer seitlicher topographischer Bereich (482, 582, 682) liegt entlang der anderen Seite (468, 568, 668) der Kühlmittelzufuhrmulde (460, 560, 660).

Description

Diese Patentanmeldung ist eine Teilfortführung der anhängigen Patentanmeldung der Vereinigten Staaten lfd. Nr. 12/874 591, eingereicht am 2. September 2010 von Shi Chen u. a. über CUTTING INSERT ASSEMBLY AND COMPONENTS THEREOF [Register K-3049], die eine Teilfortführung von lfd. Nr. 11/654 918, eingereicht am 18. Januar 2007 von Paul D. Prichard u. a. über METALCUTTING SYSTEM FOR EFFECTIVE COOLANT DELIVERY [Register Nr. K-2379] ist.
Die Anmelder beanspruchen hiermit die Priorität auf der Basis der US-Patentanmeldung lfd. Nr. 12/874 591, eingereicht am 2. September 2010 von Chen u. a. Ferner nehmen die Anmelder hiermit diese US-Patentanmeldung lfd. Nr. 12/874 591, eingereicht am 2. September 2010, in ihrer Gesamtheit hier auf.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Metallschneidsystem und insbesondere ein Metallschneidsystem, das dazu ausgelegt ist, eine verbesserte Zufuhr von Kühlmittel benachbart zur Grenzfläche zwischen dem Schneideinsatz und dem Werkstück (d. h. der Einsatz-Span-Grenzfläche) zu erleichtern, um übermäßige Wärme an der Einsatz-Span-Grenzfläche bei der zerspanenden Entfernung von Material von einem Werkstück zu vermindern. Die vorliegende Erfindung richtet sich ferner auf Komponenten von solchen Metallschneidsystemen. Solche Komponenten umfassen beispielsweise einen Verriegelungsstift, eine Klemmanordnung, einen Halter, eine Beilagscheibe und insbesondere den Schneideinsatz.
Metallschneidwerkzeuge zum Durchführen von Metallbearbeitungsvorgängen umfassen im Allgemeinen einen Schneideinsatz mit einer Oberfläche, die an einer Schneidkante endet, und einen Werkzeughalter, der mit einem Sitz ausgebildet ist, der zum Aufnehmen des Einsatzes ausgelegt ist. Der Schneideinsatz kommt mit dem Werkstück in Eingriff, um Material zu entfernen, und bildet in dem Prozess Späne des Materials. Übermäßige Wärme an der Einsatz-Span-Grenzfläche kann sich auf die Nutzwerkzeuglebensdauer des Schneideinsatzes negativ auswirken (d. h. diese verringern oder verkürzen).
Ein vom Werkstück erzeugter Span kann beispielsweise manchmal an der Oberfläche des Schneideinsatzes haften bleiben (z. B. durch Schweißen). Der Aufbau von Spanmaterial am Schneideinsatz in dieser Weise ist en unerwünschtes Vorkommnis, das sich auf die Leistung des Schneideinsatzes und daher auf den gesamten Materialentfernungsvorgang negativ auswirken kann. Eine Strömung von Kühlmittel zur Einsatz-Span-Grenzfläche verringert das Potential für solches Schweißen. Daher wäre es erwünscht, die übermäßige Wärme an der Einsatz-Span-Grenzfläche zu verringern, um den Aufbau von Spanmaterial zu beseitigen oder zu verringern.
Als weiteres Beispiel können in einem zerspanenden Materialentfernungsvorgang Fälle auftreten, in denen die Späne den Bereich der Einsatz-Span-Grenzfläche nicht verlassen, wenn der Span am Schneideinsatz haftet. Wenn ein Span den Bereich der Einsatz-Span-Grenzfläche nicht verlässt, besteht das Potential, dass ein Span erneut geschnitten werden kann. Es ist unerwünscht, dass der Fräseinsatz einen bereits vom Werkstück entfernten Span erneut schneidet. Eine Strömung von Kühlmittel zur Einsatz-Span-Grenzfläche erleichtert die Abführung von Spänen von der Einsatz-Span-Grenzfläche, wodurch das Potential, dass ein Span erneut geschnitten wird, minimiert wird.
Es wird erkannt, dass eine kürzere Werkzeugnutzlebensdauer die Betriebskosten erhöht und die gesamte Produktionseffizienz verringert. Übermäßige Wärme an der Einsatz-Span-Grenzfläche trägt zum Schweißen von Spanmaterial und zum erneuten Schneiden von Spänen bei, was beides für die Produktionseffizienz schädlich ist. Es bestehen leicht ersichtliche Vorteile, die mit dem Verringern der Wärme an der Einsatz-Span-Grenzfläche verbunden sind, wobei eine Möglichkeit zum Verringern der Temperatur darin besteht, Kühlmittel zur Einsatz-Span-Grenzfläche zuzuführen.
Bisher arbeiten Systeme zum Verringern der Schneideinsatztemperatur während des Schneidens. Einige Systeme verwenden beispielsweise externe Düsen, um ein Kühlmittel auf die Schneidkante des Einsatzes zu richten. Das Kühlmittel dient nicht nur zum Senken der Temperatur des Einsatzes, sondern auch zum Entfernen des Spans aus dem Schneidebereich. Die Düsen liegen häufig in einem Abstand von ein bis zwölf Zoll von der Schneidkante entfernt. Dies ist ein zu weiter Abstand für eine wirksame Kühlung. Je weiter das Kühlmittel laufen muss, desto mehr Kühlmittel mischt sich mit Luft und desto weniger wahrscheinlich kommt es mit der Werkzeug-Span-Grenzfläche in Kontakt.
Das US-Patent Nr. 6 053 669 , Lagerberg, über CHIP FORMING CUTTING INSERT WITH INTERNAL COOLING, erörtert die Bedeutung der Verringerung der Wärme an der Einsatz-Span-Grenzfläche. Lagerberg erwähnt, dass, wenn der Schneideinsatz aus einem Hartmetall besteht, das eine bestimmte Temperatur erreicht, seine Beständigkeit gegen plastische Verformung abnimmt. Eine Abnahme der Beständigkeit gegen plastische Verformung erhöht das Risiko für einen Bruch des Schneideinsatzes. Das US-Patent Nr. 5 775 854 , Wertheim, über METAL CUTTING TOOL, weist darauf hin, dass ein Anstieg der Arbeitstemperatur zu einer Verringerung der Härte des Schneideinsatzes führt. Die Konsequenz ist eine Erhöhung des Verschleißes des Schneideinsatzes.
Andere Patentdokumente offenbaren verschiedene Weisen oder Systeme zum Zuführen von Kühlmittel zur Einsatz-Span-Grenzfläche. Das US-Patent Nr. 7 625 157 , Prichard u. a., über MILLING CUTTER AND MILLING INSERT WITH COOLANT DELIVERY betrifft beispielsweise einen Schneideinsatz, der einen Schneidkörper mit einem zentralen Kühlmitteleinlass umfasst. Der Schneideinsatz umfasst ferner eine positionierbare Umleitvorrichtung. Die Umleitvorrichtung weist eine Kühlmittelmulde auf, die Kühlmittel zu einem spezifischen Schneidort umleitet.
Das US-Patent Nr. 6 045 300 , Antoun, über TOOL HOLDER WITH INTEGRAL COOLANT PASSAGE AND REPLACEABLE NOZZLE, offenbart die Verwendung einer Zufuhr von Kühlmittel mit hohem Druck und hohem Volumen, um Wärme an der Einsatz-Span-Grenzfläche anzugehen. Das US-Patent Nr. 6 652 200 , Kraemer, über TOOL HOLDER WITH COOLANT SYSTEM offenbart Nuten zwischen dem Schneideinsatz und einer oberen Platte. Kühlmittel strömt durch die Nuten, um die Wärme an der Einsatz-Span-Grenzfläche anzugehen. Das US-Patent Nr. 5 901 623 , Hong, über CRYOGENIC MACHINING offenbart ein Kühlmittelzufuhrsystem zum Aufbringen von flüssigem Stickstoff auf die Einsatz-Span-Grenzfläche.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der (die) Erfinder hat (haben) die mit herkömmlichen Kühlvorrichtungen verbundenen Probleme erkannt und hat (haben) eine Einsatzanordnung entwickelt, die mit einem herkömmlichen Kühlmittelsystem zum Zuführen von Kühlmittel zu einem Schneideinsatz arbeitet, die die Probleme des Standes der Technik angeht.
In einer Form davon ist die Erfindung ein Schruppschneideinsatz zur Verwendung in einem zerspanenden Materialentfernungsvorgang. Der Schneideinsatz umfasst einen Schneideinsatzkörper, der eine Sitzoberfläche und eine Flankenfläche und einen Eckenschneidbereich am Schnitt einer Umfangskante und der Flanke benachbart zu entsprechenden Ecken davon aufweist. Der Schneideinsatzkörper enthält eine zentrale Öffnung. Die Sitzoberfläche enthält eine Kühlmittelzufuhrmulde, die eine radiale Orientierung in Richtung eines entsprechenden Eckenschneidbereichs aufweist. Die Kühlmittelzufuhrmulde weist ein radial äußeres Ende, das an der Umfangskante endet, und ein radial inneres Ende, das in die zentrale Öffnung mündet, auf. Der Schneideinsatzkörper weist ein Paar von seitlichen topographischen Bereichen auf, wobei der eine seitliche topographische Bereich entlang einer Seite der Kühlmittelzufuhrmulde liegt, und der andere seitliche topographische Bereich entlang der anderen Seite der Kühlmittelzufuhrmulde liegt, und jeder der topographischen Bereiche eine Umfangskerbe umfasst.
In noch einer anderen Form davon ist die Erfindung ein Vorschlichtschneideinsatz zur Verwendung in einem zerspanenden Materialentfernungsvorgang. Der Schneideinsatz umfasst einen Schneideinsatzkörper, der eine Sitzoberfläche und eine Flankenfläche und einen Eckenschneidbereich am Schnitt einer Umfangskante und der Flanke benachbart zu entsprechenden Ecken davon aufweist. Der Schneideinsatzkörper enthält eine zentrale Öffnung. Die Sitzoberfläche enthält eine Kühlmittelzufuhrmulde, die eine radiale Orientierung in Richtung eines entsprechenden Eckenschneidbereichs aufweist. Die Kühlmittelzufuhrmulde weist ein radial äußeres Ende, das an der Umfangskante endet, und ein radial inneres Ende, das in die zentrale Öffnung mündet, auf. Der Schneideinsatzkörper weist ein Paar von seitlichen topographischen Bereichen auf, wobei der eine seitliche topographische Bereich entlang einer Seite der Kühlmittelzufuhrmulde liegt und der andere seitliche topographische Bereich entlang der anderen Seite der Kühlmittelzufuhrmulde liegt. Jeder der topographischen Bereiche umfasst eine seitliche Kerbe mit einer nach vorn weisenden abgeschrägten Fläche und einer abgeschrägten seitlichen Fläche, die zur Kühlmittelzufuhrmulde im Allgemeinen parallel ist. Die abgeschrägte seitliche Fläche nimmt im Flächeninhalt von einem Schnitt mit der nach vorn weisenden abgeschrägten Fläche und einem Abschluss mit der Umfangskante ab.
In noch einer anderen Form davon ist die Erfindung ein Schlichtschneideinsatz für die Verwendung in einem zerspanenden Materialentfernungsvorgang. Der Schneideinsatz umfasst einen Schneideinsatzkörper, der eine Sitzoberfläche und eine Flankenfläche und einen Eckenschneidbereich am Schnitt einer Umfangskante und einer Flanke benachbart zu entsprechenden Ecken davon aufweist. Der Schneideinsatzkörper enthält eine zentrale Öffnung. Die Sitzoberfläche enthält eine Kühlmittelzufuhrmulde, die eine radiale Orientierung in Richtung eines entsprechenden Eckenschneidbereichs aufweist. Die Kühlmittelzufuhrmulde weist ein radial äußeres Ende, das an der Umfangskante endet, und ein radial inneres Ende, das in die zentrale Öffnung mündet, auf. Der Schneideinsatzkörper weist ein Paar von seitlichen topographischen Bereichen auf, wobei der eine seitliche topographische Bereich entlang einer Seite der Kühlmittelzufuhrmulde liegt und der andere seitliche topographische Bereich entlang der anderen Seite der Kühlmittelzufuhrmulde liegt. Jeder der topographischen Bereiche umfasst eine seitliche Kerbe mit einer nach vorn weisenden abgeschrägten Fläche und einer abgeschrägten seitlichen Fläche, die zur Kühlmittelzufuhrmulde im Allgemeinen parallel ist, und wobei die abgeschrägte seitliche Fläche im Flächeninhalt von einem Schnitt mit der nach vorn weisenden abgeschrägten Fläche und einem Abschluss mit der Umfangskante abnimmt. Mehrere Vorsprünge befinden sich an der abgeschrägten seitlichen Fläche.
Ein Schneideinsatz zur Verwendung bei einem zerspanenden Materialentfernungsvorgang. Der Schneideinsatz umfasst einen Schneideinsatzkörper, der eine Sitzoberfläche und eine Flankenfläche und einen Eckenschneidbereich am Schnitt einer Umfangskante und der Flanke benachbart zu entsprechenden Ecken davon aufweist. Der Schneideinsatzkörper enthält eine zentrale Öffnung. Die Sitzoberfläche enthält eine Kühlmittelzufuhrmulde, die eine radiale Orientierung in Richtung eines entsprechenden Eckenschneidbereichs aufweist. Die Kühlmittelzufuhrmulde weist ein radial äußeres Ende, das an der Umfangskante endet, und ein radial inneres Ende, das in die zentrale Öffnung mündet, auf. Der Schneideinsatzkörper weist ein Paar von seitlichen topographischen Bereichen auf, wobei der eine seitliche topographische Bereich entlang einer Seite der Kühlmittelzufuhrmulde liegt und der andere seitliche topographische Bereich entlang der anderen Seite der Kühlmittelzufuhrmulde liegt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Das Folgende ist eine Kurzbeschreibung der Zeichnungen, die einen Teil dieser Patentanmeldung bilden:
1 ist eine Ansicht der Erfindung in auseinandergezogener Anordnung mit nur Spanflächenkühlung;
2 ist eine Ansicht der Erfindung in auseinandergezogener Anordnung mit Spanflächen- und Flankenkühlung;
3 ist eine perspektivische Ansicht der Erfindung mit Spanflächenkühlung und Düsen;
4 ist eine perspektivische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit Flankenkühlung mit hohem Volumen, Spanflächenkühlung und Düsen;
5 ist ein Querschnitt einer perspektivischen Ansicht der Erfindung mit Span- und Flankenflächenkühlung;
6 ist ein Querschnitt einer perspektivischen Ansicht der Erfindung mit Spanflächenkühlung und Flankenflächenkühlung mit hohem Volumen;
7 ist eine Querschnittsperspektive der Erfindung, die mit einem Werkstück in Eingriff steht und einen Span bildet;
8 ist ein Querschnitt einer perspektivischen Ansicht der Klemme und des oberen Stücks, die mit einer Spannhülse aneinander befestigt sind;
9 ist eine Ansicht der Einsatzseite des oberen Stücks mit einem Zentrierbolzen;
10 ist eine perspektivische Ansicht des Zentrierbolzens;
11 ist eine isometrische Ansicht einer weiteren spezifischen Ausführungsform der Schneidanordnung, die einen Halter und eine Schneideinsatzanordnung umfasst;
12 ist eine Seitenansicht der spezifischen Ausführungsform von 11;
13 ist eine Draufsicht der spezifischen Ausführungsform von 11 von oben, jedoch ohne dass die Schneideinsatzanordnung am Halter befestigt ist, und wobei ein Teil des Halterkörpers entfernt ist, um den inneren Kühlmitteldurchgang zu zeigen;
14 ist eine Querschnittsansicht der spezifischen Ausführungsform von 13, die nicht die Schneideinsatzanordnung aufweist, entlang der Schnittlinie 14-14 von 13;
15 ist eine Draufsicht der spezifischen Ausführungsform von 11 von oben, wobei die Schneideinsatzanordnung am Halter befestigt;
16 ist eine schematische Querschnittsansicht der spezifischen Ausführungsform von 15 entlang der Schnittlinie 16-16, die den Lauf von Kühlmittel sowie den Eingriff des Werkstücks mit dem Schneideinsatz, um einen Span zu erzeugen, zeigt;
17 ist eine isometrische Ansicht, die die Montage der Schneideinsatzanordnung am Halterkörper zeigt;
18 ist eine Seitenansicht des Verriegelungsstifts;
19 ist eine Draufsicht des Verriegelungsstifts von oben;
20 ist eine Querschnittsansicht des Verriegelungsstifts entlang der Schnittlinie 20-20 von 19;
21 ist eine Draufsicht der Beilagscheibe von oben;
22 ist eine Querschnittsansicht der Beilagscheibe von 21 entlang der Schnittlinie 22-22 von 21;
23 ist eine isometrische Ansicht der Klemmanordnung, die die Schraube, den Klemmarm, die Umleitplatte und die Dichtung umfasst;
24 ist eine isometrische Ansicht der Klemmanordnung, wobei die Umleitplatte von der Schrauben-Klemmarm-Anordnung weggezogen ist und die Dichtung von der Umleitplatte weggezogen ist;
25 ist eine Draufsicht der Umleitplatte von unten;
25A ist eine Draufsicht der Umleitplatte von oben;
26 ist eine Querschnittsansicht der Platte von 25 entlang der Schnittlinie 26-26 von 25;
26A ist eine Seitenansicht einer anderen spezifischen Ausführungsform der Umleitplatte;
27 ist eine Querschnittsansicht der Platte von 25 entlang der Schnittlinie 27-27 von 25;
27A ist eine Querschnittsansicht noch einer anderen spezifischen Ausführungsform der Umleitplatte, die für die Verwendung bei der Klemmanordnung geeignet ist, wobei der Querschnitt wie jener der Schnittlinie 27-27 in 25 ist;
28 ist eine isometrische Ansicht der Dichtung, die die untere Oberfläche davon zeigt;
29 ist eine Draufsicht der Dichtung von 28 von unten;
30 ist eine Querschnittsansicht der Dichtung von 29 entlang der Schnittlinie 30-30 von 29;
31 ist eine isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Halters, der zum Aufnehmen der Schneideinsatzanordnung geeignet ist;
31A ist eine isometrische Ansicht eines Halters wie jenes von 31 mit dem internen Kühlmitteldurchgang, der in den Halter von der Rückseite eintritt und entlang des länglichen Schafts verläuft;
31B ist eine isometrische Ansicht eines Halters wie jenes von 31 mit dem internen Kühlmitteldurchgang, der in den Halter von der Seite eintritt und im Kopf des Halters verläuft;
31C ist eine isometrische Ansicht eines Halters wie jenes von 31 mit dem internen Kühlmitteldurchgang, der in den Halter von der Unterseite eintritt und im Kopf des Halters verläuft;
32 ist eine isometrische Ansicht einer spezifischen Ausführungsform eines Schruppschneideinsatzes;
32A ist eine Querschnittsansicht des Schneideinsatzes von 32;
33 ist eine Draufsicht des Schneideinsatzes von 32 von oben;
34 ist eine Seitenansicht des Schneideinsatzes von 32;
35 ist eine Querschnittsansicht des Schneideinsatzes von 32 entlang der Schnittlinie 35-35 von 33;
36 ist eine Querschnittsansicht des Schneideinsatzes von 32 entlang der Schnittlinie 36-36 von 33;
37 ist eine isometrische Ansicht einer spezifischen Ausführungsform eines Vorschlichtschneideinsatzes;
37A ist eine Querschnittsansicht des Schneideinsatzes von 37;
38 ist eine Draufsicht des Schneideinsatzes von 37 von oben;
39 ist eine Seitenansicht des Schneideinsatzes von 37;
40 ist eine Querschnittsansicht des Schneideinsatzes von 37 entlang der Schnittlinie 40-40 von 38;
41 ist eine Querschnittsansicht des Schneideinsatzes von 37 entlang der Schnittlinie 41-41 von 38;
42 ist eine isometrische Ansicht einer spezifischen Ausführungsform eines Schlichtschneideinsatzes;
42A ist eine Querschnittsansicht des Schneideinsatzes von 42;
43 ist eine Draufsicht des Schneideinsatzes von 42 von oben;
44 ist eine Seitenansicht des Schneideinsatzes von 42;
45 ist eine Querschnittsansicht des Schneideinsatzes von 42 entlang der Schnittlinie 45-45 von 43; und
46 ist eine Querschnittsansicht des Schneideinsatzes von 42 entlang der Schnittlinie 46-46 von 43.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneideinsatzanordnung, die für einen zerspanenden Materialentfernungsvorgang nützlich ist, und insbesondere einen Schneideinsatz, der ein Teil der obigen Schneideinsatzanordnung ist. In einem zerspanenden Materialentfernungsvorgang kommt der Schneideinsatz mit einem Werkstück in Eingriff, um Material von einem Werkstück typischerweise in Form von Spänen zu entfernen. Ein Materialentfernungsvorgang, der Material vom Werkstück in Form von Spänen entfernt, ist typischerweise dem Fachmann auf dem Gebiet als zerspanender Materialentfernungsvorgang bekannt. Das Buch Machine Shop Practice [Industrial Press Inc., New York, New York (1981)] von Moltrecht stellt auf den Seiten 199–204 unter anderem eine Beschreibung der Zerspanung sowie verschiedene Arten von Spänen (d. h. kontinuierlicher Span, diskontinuierlicher Span, Kurzspan) dar. Moltrecht lautet [teilweise] auf Seiten 199–200 ”Wenn das Schneidwerkzeug zum ersten Mal einen Kontakt mit dem Metall herstellt, komprimiert es das Metall vor der Schneidkante. Wenn sich das Werkzeug vorschiebt, wird das Metall vor der Schneidkante bis zu dem Punkt beansprucht, an dem es intern schert, was verursacht, dass sich die Körner des Metalls verformen und plastisch entlang einer Ebene fließen, die Scherebene genannt wird... Wenn der Typ von Metall, das geschnitten wird, duktil ist, wie z. B. Stahl, löst sich der Span in einem kontinuierlichen Band ab...”. Moltrecht beschreibt weiterhin die Bildung eines diskontinuierlichen Spans und eines Kurzspans. Als weiteres Beispiel stellt der Text, der auf den Seiten 302–315 von ASTE Tool Engineers Handbook, McGraw Hill Book Co., New York, New York (1949) zu finden ist, eine lange Beschreibung der Zerspanung im Metallschneidprozess bereit. Auf Seite 303 macht das ASTE-Handbuch die klare Verbindung zwischen der Zerspanung und maschinellen Bearbeitungsvorgängen wie z. B. Drehen, Fräsen und Bohren. Die folgenden Patentdokumente erörtern die Bildung von Spänen in einem Materialentfernungsvorgang: US-Patent Nr. 5 709 907 , Battaglia u. a. (auf Kennametal Inc. übertragen), US-Patent Nr. 5 722 803 , Battaglia u. a. (auf Kennametal Inc. übertragen), und US-Patent Nr. 6 161 990 , Oles u. a. (auf Kennametal Inc. übertragen).
Mit Bezug auf 1 der Erfindung ist ein Werkzeughalter 1 mit einer Aussparung 29 zum Aufnehmen eines Schneideinsatzes 10 gezeigt. Der Werkzeughalter 1 weist auch einen Kühlmitteldurchgang 2 zum Zuführen von flüssigem Kühlmittel zur Aussparung 29 auf. Ein Wendeschneideinsatz 10 wird in der Aussparung 29 angeordnet. Der Schneideinsatz 10 weist mindestens eine Flankenfläche 12, eine Spanfläche 13 und eine untere Fläche 14 auf. Der Schnitt zwischen der Flankenfläche 12 und der Spanfläche 13 bildet eine Schneidkante 16. Im Fall von mehreren Flankenflächen bildet der Schnitt zwischen zwei benachbarten Flankenflächen 12 und der Spanfläche 13 eine Schneidecke 17. Es ist zu erkennen, dass ein runder Schneideinsatz keine zwei benachbarten Flankenflächen umfasst und daher keine Schneidecke umfasst. Obwohl ein runder Schneideinsatz keine Schneidecke umfasst, ist zu erkennen, dass in jedem Fall eine Schneidkante vorhanden ist. Eine Einsatzvertiefung 15 ist in der Spanfläche 13 des Einsatzes 10 angeordnet. Die Einsatzvertiefung 15 ist ein Bereich innerhalb der Spanfläche 13, der niedriger liegt als der restliche Teil der Spanfläche 13, der die Einsatzvertiefung 15 umgibt und die Schneidkanten 16 und gegebenenfalls die Schneidecke 17 umfasst. In einer Ausführungsform liegen die Schneidkanten 16 und die Schneidecke alle innerhalb derselben Ebene. Es ist ersichtlich, dass einige der Schneidkanten auch in der Höhe über- oder untereinander liegen können. Dies wäre beispielsweise der Fall, wenn ein elliptisch geformter Einsatz mit einer unebenen Spanfläche als Einsatz im Metallschneidsystem verwendet werden würde.
Der Einsatz 10 weist eine Einsatzöffnung 11 auf, die auf den Kühlmitteldurchgang 2 des Werkzeughalters 1 ausrichtet, um Kühlmittel zu empfangen. Die Einsatzöffnung 11 mündet sowohl in die Spanfläche 13 als auch die untere Fläche 14. Ein oberes Stück 18 ist zum Einsatz 10 benachbart. Das obere Stück 18 weist eine Klemmseite 20 und eine Einsatzseite 19 auf. Die Einsatzseite 19 des oberen Stücks 18 weist eine Form auf, die der Einsatzvertiefung 15 entspricht, so dass die Positionierung der zwei zusammen eine Abdichtung bildet. Das obere Stück weist auch ein Reservoir 34 (in 5 gezeigt) in der Einsatzseite 19 auf. Das Reservoir 34 ist ein Fach in der Einsatzseite 19 des oberen Stücks 18, das auf die Einsatzöffnung 11 ausrichtet. Das Reservoir 34 verteilt Kühlmittel zum oberen Stück 18. Das obere Stück 18 weist auch mindestens einen Spanflächen-Kühlkanal 21 auf. Der Spanflächen-Kühlkanal 21 ist eine Nut, die in der Einsatzseite 19 des oberen Stücks 18 ausgebildet ist, die vom Reservoir 34 zu dem Punkt am oberen Stück 18 am nächsten zur Schneidkante 16 oder gegebenenfalls Schneidecke 17 verläuft. Siehe 5 für eine Ansicht des Spanflächen-Kühlkanals 21. Wenn das obere Stück 18 in der Einsatzvertiefung 15 sitzt, dichtet der Spanflächen-Kühlkanal 21 gegenüber der Einsatzvertiefung 15 ab, um einen Kühlmittelweg zur Schneidkante 16 oder Schneidecke 17 zu erzeugen. Es wird auch in Erwägung gezogen, dass der Spanflächen-Kühlkanal 21 durch eine Nut in der Einsatzvertiefung 15 ausgebildet sein könnte, die gegenüber der Einsatzseite 19 des oberen Stücks 18 abdichtet. Eine Klemme 23 bringt einen Druck auf die Vertiefung 22 des oberen Stücks auf. Die Klemme 23 hält die Ausrichtung und Abdichtung zwischen dem oberen Stück 18, dem Einsatz 10 und dem Werkzeughalter 1 aufrecht. Es ist zu erkennen, dass der Typ von Klemme 23 nicht auf die in den Zeichnungen gezeigte Gestaltung begrenzt ist. Vielmehr kann die Klemme 23 irgendeine andere geeignete Klemmengestaltung eines auf dem Fachgebiet gut bekannten Typs umfassen.
Wie in 7 gezeigt, wird, wenn der Einsatz 10 mit einem Werkstück 30 in Eingriff kommt, ein Span 31 vom Werkstück an der Schneidkante 16 oder Schneidecke 17 abgehoben. Die kongruente Beziehung zwischen dem oberen Stück 18 und der Einsatzvertiefung 15 erzeugt einen Spanflächen-Kühlmittel-Kühlkanal 21, der Kühlmittel so lenkt, dass es von einem Winkel unter dem Schnitt an der Spanfläche 13 und dem Span 31 zugeführt wird. Dieser Zuführungswinkel verursacht, dass das Kühlmittel auf die Unterseite des Spans auftrifft, was zu einer verbesserten Kühlung und Spanentfernung führt. Der Spanflächen-Kühlkanal 21 erstreckt sich vom Reservoir 34 zu einem Punkt am nächsten zur Schneidkante. Ein primärer Auslassschlitz 27 ist am Ende des Spanflächen-Kühlkanals 21 am nächsten zur Schneidkante 16 oder Schneidecke 17 ausgebildet. Es ist ein wichtiger Aspekt dieser Erfindung, dass der primäre Auslassschlitz 27 unter der Schneidkante 16 oder -ecke 17 liegt. In dieser Beschreibung bedeutet ”unter der Schneidkante” oder ”unter der Schneidecke” in dieser Beschreibung im Allgemeinen in Richtung der Aussparung 29 im Gegensatz zu ”über der Schneidkante” oder ”über der Schneidecke”, was im Allgemeinen in Richtung der Klemme wäre. Die Kühlung und Spanentfernung sind am effizientesten, wenn der primäre Auslassschlitz 27 innerhalb etwa 0,100 Zoll vom Span liegt.
In einer anderen Ausführungsform, die in 2 und 5 gezeigt ist, ist eine Beilagscheibe 3 mit einer Oberseite 8 und einer Unterseite 36 zwischen dem Werkzeughalter 1 und dem Einsatz 10 angeordnet. Die Beilagscheibe 3 ist so orientiert, dass die Unterseite 36 am Werkzeughalter 1 anliegt und die Oberseite am Einsatz 10 anliegt. Ein Beilagscheibenstift 6 ist durch ein Beilagscheibenstiftloch 5 und ein Werkzeughalterstiftloch 7 eingesetzt. Der Beilagscheibenstift 6 hält die Ausrichtung der Beilagscheibe 3 zwischen dem Werkzeughalter 1 und dem Einsatz 10 aufrecht. Eine Beilagscheibenöffnung 4 ist durch die Mitte der Beilagscheibe 3 ausgebildet. Die Beilagscheibenöffnung 4 schafft einen Weg, damit Kühlmittel vom Kühlmitteldurchgang 2 des Werkzeughalters 1 zur Einsatzöffnung 11 strömt. Ein Schlitz, der einen Teil des Flankenflächen-Kühlkanals 9 bildet, ist an der Oberseite 8 der Beilagscheibe 3 vorgesehen. Die Einsatzbodenfläche 14 dichtet den freiliegenden Schlitz in der Oberseite 8 der Beilagscheibe 3 ab, um einen Flankenflächen-Kühlkanal 9 zu erzeugen. Der Flankenflächen-Kühlkanal 9 erstreckt sich von der Beilagscheibenöffnung 4 fast bis zu einem äußeren Abschnitt der Beilagscheibe 3 am nächsten zur Schneidkante 16 oder Schneidecke 17. Das Ende des Flankenflächen-Kühlkanals 9 am nächsten zur Schneidkante weist eine gekrümmte Basis auf, so dass Kühlmittel in Richtung der Schneidkante 16 oder Schneidecke 17 oder Flankenfläche 12 des Einsatzes 10 gelenkt wird.
In der Ausführungsform, wie gezeigt, weist der Einsatz 10 Flankenflächen 12 und Flankenkanten 32 auf, die sich einwärts in einem flachen Winkel von der Spanfläche 13 zur Bodenfläche 14 verjüngen. In dieser Weise ist die Breite der Beilagscheibe 3 geringer als die Breite der Einsatzbodenfläche 14 und geringer als die Breite der Spanfläche 13. Die Aufmerksamkeit wird auf die Tatsache gelenkt, dass diese Verjüngung die Flankenflächen 12 und die Flankenkante 16 dem Kühlmittel aussetzen soll. Die Verjüngung des Einsatzes 10 ermöglicht, dass ein Teil des Flankenflächen-Kühlkanals 9 freigelegt wird, was ein sekundäres Auslassloch 28 erzeugt, wobei somit der Austrieb von Kühlmittel entlang der Flankenflächen des Einsatzes 10 ermöglicht wird.
Eine dritte Ausführungsform, die in 3 gezeigt ist, fügt Düsen 33 zum oberen Stück 18 hinzu. Die Düsen 33 sind zusätzliche Kühlmittelleitungen, um die Kühlmitteldurchflussrate zu erhöhen und effektiv mehr Fluid zur Werkzeug-Span-Grenzfläche zu lenken. Die Düsen 33 verlaufen vom Reservoir 34 zu einem Auslasspunkt auf der Klemmseite 20 des oberen Stücks 18, wo das Kühlmittel auf die Werkzeug-Span-Grenzfläche gerichtet werden kann.
Eine alternative Ausführungsform der Erfindung ist in 4 und 6 gezeigt. In dieser Ausführungsform wird die höchste Kühlmitteldurchflussrate erreicht, die Flanken- und Spanflächenkühlung bereitstellt. In dieser Anordnung sitzt eine Beilagscheibe 3 in der Aussparung 29 des Werkzeughalters 1 mit einem Werkzeughalterstiftloch 7. Die Beilagscheibe 3 weist eine Beilagscheibenöffnung 4 und ein Beilagscheibenstiftloch 5 auf. Der Beilagscheibenstift 6 ist mit einem Gewinde versehen und erstreckt sich durch das Beilagscheibenstiftloch 5 in das Werkzeughalterstiftloch 7, das auch mit Gewinde versehen ist. Diese Anordnung hält die Beilagscheibe 3 in Bezug auf die Aussparung 29 ausgerichtet. Ein Flankenkühlkanal 35 mit hohem Volumen ist zwischen dem Werkzeughalter 1 und der Beilagscheibe 3 ausgebildet. Ein Teil des Flankenkühlkanals 35 mit hohem Volumen ist durch eine Nut in der Unterseite 36 der Beilagscheibe 3 ausgebildet. Diese Nut könnte auch in der Aussparung 29 des Werkzeughalters 1 ausgebildet sein. Die Nut ist durch die Aussparung 29 des Werkzeughalters 1 geschlossen, was einen Durchgang für die Kühlmittelzufuhr erzeugt. Der Flankenkühlkanal 35 mit hohem Volumen erstreckt sich teilweise entlang der Grenzfläche zwischen dem Werkzeughalter 1 und der Beilagscheibe 3 beginnend an der Beilagscheibenöffnung 4, erstreckt sich dann durch den Körper der Beilagscheibe 3 in Richtung der Flankenfläche 12 oder Flankenkante 32 des Einsatzes 10, wobei er mit einem sekundären Auslassloch 28 an einer Ecke der Beilagscheibe 3 am nächsten zur Schneidkante 16 oder Schneidecke 17 des Einsatzes 10 endet.
Der Einsatz 10 weist verjüngte Flankenflächen 12 und Flankenkanten 32 auf, um ein angemessenes Kühlmittelwaschen vom sekundären Auslassloch 28 zu ermöglichen. Eine Einsatzöffnung 11 richtet auf die Beilagscheibenöffnung 4 aus. Die Einsatzbodenfläche 14 sitzt an der Beilagscheibe 3, um eine fluiddichte Abdichtung zu erzeugen. Die Einsatzvertiefung 15 ist kegelstumpfförmig und fügt sich an die Einsatzseite 19 des oberen Stücks 18 an, um eine fluiddichte Abdichtung zu erzeugen. Die Einsatzseite 19 des oberen Stücks 18 ist auch kegelstumpfförmig. Das Reservoir ist im zentralen Teil der Einsatzseite 19 angeordnet und ist auf die Einsatzöffnung 11 ausgerichtet. Die Ausrichtung des Reservoirs 11, der Einsatzöffnung 11, der Beilagscheibenöffnung 4 und des Kühlmitteldurchgangs 2 erzeugt eine Kammer, von der Kühlmittel frei zum Flankenkühlkanal 35 mit hohem Volumen, zum Spanflächen-Kühlkanal 21 und zu den Düsen 33 strömen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform verläuft der Spanflächen-Kühlkanal 21 vom Reservoir 34 auf innerhalb etwa 0,100 Zoll der Schneidkante 16 oder Schneidecke 17. Am Ende des Spanflächen-Kühlkanals 21 entgegengesetzt zum Reservoir 34 befindet sich eine Nase 42 an der Einsatzseite 19 des oberen Stücks 18. Die Nase 42 ist ein Höcker, der von der Einsatzseite vorsteht, der den Strom von Kühlmittel stört, wenn es den primären Auslassschlitz 27 verlässt. Eine Ansicht der Nase 42 ist in 9 am deutlichsten gezeigt. Die Nase 42 verursacht, dass das Kühlmittel in einem breiten Muster von dem primären Auslassschlitz 27 spritzt, im Gegensatz zu einem weniger erwünschten konzentrierten Strom, der ohne die Nase 42 auftritt. Der Spanflächen-Kühlkanal ist so bemessen, dass er groß genug ist, um die Strömung zu maximieren, ohne den Eintritt von Spänen in den Kanal zu ermöglichen. Zwei Düsen 33 verlaufen vom Reservoir 34 zu Austrittspunkten an der Klemmseite 20, die das Kühlmittel in Richtung der Schneidkante 16 oder Schneidecke 17 richten. Eine Vertiefung 22 des oberen Stücks ist an der Klemmseite 20 vorhanden. Die Klemme 23 weist einen Klemmkopf 24 auf, der mit der Vertiefung 22 des oberen Stücks in Eingriff steht, um den Einsatz 10 abzusetzen und fluiddichte Abdichtungen aller Kühlmittelkanäle aufrechtzuerhalten. In einer bevorzugten Ausführungsform bringt eine Klemmschraube 25 einen Druck auf den Klemmkopf 24 in der Richtung des oberen Stücks 18 auf. Ein Klemmstift 26 hält die Ausrichtung des Klemmkopfs 24 aufrecht. Es ist zu erkennen, dass, obwohl eine spezifische Klemmanordnung in 1–6 und 8 gezeigt ist, irgendeine geeignete Klemmanordnung, die zum Halten des oberen Stücks, des Einsatzes 10 und der Beilagscheibe 3 sicher in der Aussparung 29 in der Lage ist, genügt. Viele von diesen Klemmanordnungen sind kommerziell erhältlich und auf dem Fachgebiet gut bekannt.
In der bevorzugten Ausführungsform sollte die Gesamtströmung aller Kühlmittelkanäle nicht geringer als 80% der möglichen Strömung von einer ungedrosselten Flutdüse sein. Es sollte erkannt werden, dass irgendeines von einer Anzahl von verschiedenen Arten von Fluid oder Kühlmittel zur Verwendung im Schneideinsatz geeignet ist. Grob gesagt gibt es zwei Basiskategorien von Fluiden oder Kühlmitteln; nämlich Fluide auf Ölbasis, die unbehandelte Öle und lösliche Öle umfassen, und chemische Fluide, die synthetische und halbsynthetische Kühlmittel umfassen. Unbehandelte Öle bestehen aus einem Basis-Mineral- oder Erdöl und enthalten häufig polare Schmiermittel wie z. B. Fette, Pflanzenöle und Ester sowie Höchstdruckadditive aus Chlor, Schwefel und Phosphor. Lösliche Öle (auch Emulsionsfluid genannt) bestehen aus einer Basis von Erd- oder Mineralöl in Kombination mit Emulgatoren und Mischmitteln. Erd- oder Mineralöl in Kombination mit Emulgatoren und Mischmitteln sind Basiskomponenten von löslichen Ölen (auch emulgierbare Öle genannt). Die Konzentration der aufgelisteten Komponenten in ihrem Wassergemisch liegt gewöhnlich zwischen 30 und 85%. Gewöhnlich werden die Seifen, Benetzungsmittel und Koppler als Emulgatoren verwendet und ihre Basisrolle besteht darin, die Oberflächenspannung zu verringern. Folglich können sie eine Fluidtendenz zum Schäumen verursachen. Außerdem können lösliche Öle Öligkeitsmittel wie z. B. Ester, Höchstdruckadditive, Alkanolamine zum Vorsehen von Reservealkalinität, ein Biodzid wie z. B. Tirazin oder Oxazoliden, einen Entschäumer wie z. B. langkettigen organischen Fettalkohol oder Salz, Korrosionsinhibitoren, Antioxidantien usw. enthalten. Synthetische Fluide (chemische Fluide) können ferner in zwei Untergruppen kategorisiert werden: echte Lösungen und oberflächenaktive Fluide. Echte Lösungsfluide bestehen im Wesentlichen aus alkalischen anorganischen und organischen Verbindungen und werden formuliert, um dem Wasser Korrosionsschutz zu verleihen. Chemische oberflächenaktive Fluide bestehen aus alkalischen anorganischen und organischen Korrosionsinhibitoren in Kombination mit anionischen, nicht-ionischen Benetzungsmitteln, um Schmierung zu schaffen und die Benetzungsfähigkeit zu verbessern. Höchstdruckschmiermittel auf der Basis von Chlor, Schwefel und Phosphor sowie einige der neuer entwickelten physikalischen Polymer-Höchstdruckmittel können zusätzlich in diese Fluide eingearbeitet werden. Halbsynthetische Fluide (auch halbchemisch genannt) enthalten eine geringere Menge an raffiniertem Basisöl (5–30%) im Konzentrat. Sie werden zusätzlich mit Emulgatoren sowie 30–50% Wasser vermischt. Da sie sowohl Bestandteile von synthetischen als auch löslichen Ölen enthalten, werden charakteristische Eigenschaften, die sowohl synthetischen als auch wasserlöslichen Ölen gemeinsam sind, dargestellt.
Es ist zu erkennen, dass einige Handhabungsvorteile gesehen wurden, wenn das obere Stück 18 an der Klemme 23 befestigt wird. Diese Anordnung verringert die Möglichkeit, dass ein Arbeiter das obere Stück versehentlich fallen lässt, wenn er die Anordnung entfernt oder installiert. Das effektivste Mittel zum Befestigen des oberen Stücks 18 an der Klemme 23 ist mit einer Spannhülse 39. Die Spannhülse 39 wird in eine Klemmbohrung 40 und eine Bohrung 41 des oberen Stücks, die ausgerichtet sind, wie in 8 zu sehen, eingesetzt. Obwohl andere Mittel zum Befestigen der Stücke aneinander möglich sind, ermöglicht die Verwendung einer Spannhülse 39 eine gewisse Drehung des oberen Stücks 18 um die Hauptachse der Spannhülse 39. Diese Anordnung ermöglicht, dass das obere Stück 18 auf die unterschiedlichen Orientierungen des Einsatzes 10 ausgerichtet wird.
Ein Zentrierbolzen 43 kann zwischen dem oberen Stück 18 und dem Einsatz 10 enthalten sein. Der Zentrierbolzen 43 sitzt im Reservoir 34 und erstreckt sich in die Einsatzöffnung 11. Die Form des Zentrierbolzens entspricht den Grenzen des Reservoirs 34 und der Einsatzöffnung 11 und in dieser Weise wirkt der Zentrierbolzen 43 als Ausrichtungsvorrichtung. Der Zentrierbolzen weist ein offenes Inneres auf, so dass die Kühlmittelströmung nicht gedrosselt wird. 9 zeigt einen Zentrierbolzen, der im Reservoir 34 des oberen Stücks 18 befestigt ist, und 10 ist eine isolierte Ansicht eines Zentrierbolzens. Für Erläuterungszwecke ist der Einsatz 10 in 9 nicht gezeigt.
Mit Bezug auf 11 sowie auf andere geeignete Zeichnungen ist 11 eine isometrische Ansicht, die eine weitere spezifische Ausführungsform der Schneidanordnung zeigt, die im Allgemeinen als 100 bezeichnet ist. Dies ist eine Schneidanordnung, die für einen Vorgang zur zerspanenden Entfernung von Material von einem Werkstück nützlich ist. Die Schneidanordnung 100 umfasst die Basiskomponenten eines Halters 102, der ein Gestaltungshalter ist, der von Kennametal Inc., Latrobe, PA USA 15650 unter der Handelsmarke KM vertrieben wird. Es sollte erkannt werden, dass verschiedene Gestaltungen von Haltern für die Verwendung geeignet sind. Der Halter sollte einen internen Kühlmittelzufuhrdurchgang, der mit einer Kühlmittelquelle in Verbindung steht, und einen Sitzbereich aufweisen. Der Sitzbereich weist eine Öffnung im Sitz auf, wobei die Öffnung mit dem internen Kühlmitteldurchgang in Fluidverbindung steht. Die Schneidanordnung 100 umfasst ferner eine Beilagscheibe 104, einen Verriegelungsstift 106, einen Schneideinsatz 108 und eine Klemmanordnung 110. Die Klemmanordnung 110 umfasst eine aufrechte Schraube 112 und einen Arm 114, der von der Schraube 112 absteht. Eine Umleitplatte 116 verbindet lösbar mit dem Arm 114, wobei zumindest ein Teil der Umleitplatte 116 vom Arm 114 absteht und zumindest einen Teil des Schneideinsatzes 108 bedeckt. Die Klemmanordnung 110 umfasst ferner ein Dichtungselement 118, das Elastizität aufweist, so dass es, wenn es unter Druck steht, eine Abdichtung mit der Umleitplatte 116 erzeugt und auch eine Abdichtung mit dem Schneideinsatz 108 erzeugt.
Die Pfeile CF in 11 stellen die Kühlmittelströmung dar, die aus der Schneidanordnung spritzt oder austritt. Das Kühlmittel spritzt in Richtung des diskreten Schneidorts, wo der Schneideinsatz mit dem Werkstück in Eingriff steht. Wie nachstehend genauer beschrieben wird, bewegt sich das Kühlmittelspray entlang der radialen Kühlmittelmulde in der Spanfläche des Schneideinsatzes. Die Geometrie der radialen Kühlmittelmulde verursacht, dass sich das Kühlmittel in der Aufwärtsrichtung, von der Spanfläche weg, und der Auswärtsrichtung von der zentralen Einsatzöffnung weg bewegt. Das Kühlmittel verlässt die radiale Kühlmittelmulde in einer Aufwärts- und Auswärtsrichtung. Das Kühlmittelspray trifft auf die untere Oberfläche des vom Werkstück gebildeten Spans auf, wobei die Aufwärts- und Auswärtsbewegung des Kühlmittels das Auftreffen auf den Span auf die untere Oberfläche davon erleichtert.
Mit Bezug auf 12 bis 14 sowie andere geeignete Zeichnungen weist der Halter 102 einen Halterkörper 124 auf, der ein Vorderende (oder Arbeitsende) 128 und ein Hinterende 126 aufweist. Der Halterkörper 124 weist einen Schaftbereich (Klammer 130) benachbart zum Hinterende 126 und einen Kopfbereich (Klammer 132) benachbart zum Vorderende 128 auf. Der Kopfbereich 132 umfasst einen Sitz, der im Allgemeinen als 136 bezeichnet ist und der eine Sitzoberfläche 138 und eine aufrechte Stützoberfläche 140 aufweist. Wie nachstehend ersichtlich wird, schafft die aufrechte Stützoberfläche 140 eine Abstützung für die Beilagscheibe und den Schneideinsatz, wenn sie am Sitz 136 befestigt sind.
Der Halterkörper 124 enthält einen Kühlmittelzufuhrdurchgang 142, der ein Ende 144 und ein entgegengesetztes Ende 146 aufweist. Das entgegengesetzte Ende 146 befindet sich in der Sitzoberfläche 138. Der Kühlmittelzufuhrdurchgang 142 weist einen glatten kegelstumpfförmigen Abschnitt 147 benachbart zur Sitzoberfläche 138 auf. Der Kühlmittelzufuhrdurchgang 142 weist ferner einen Gewindeabschnitt 148 neben dem glatten kegelstumpfförmigen Abschnitt 147 auf. Siehe 14. In Bezug auf den Kühlmittelzufuhrdurchgang 142 umfasst die Mehrheit des Durchgangs 142 eine im Allgemeinen zylindrische Leitung 150, die sich vom einen Ende 144 zu einem Punkt 151 bewegt, wo der Durchgang 142 die Richtung ändert. Ein kürzerer Teil 152 des Durchgangs 142 verläuft dann zur Sitzoberfläche 138. Kühlmittel tritt in den Kühlmittelzufuhrdurchgang 142 durch das eine Ende 144 ein. Siehe 13.
Mit Bezug auf 21 und 22 sowie andere geeignete Zeichnungen weist die Beilagscheibe 104 eine im Allgemeinen polygonale Geometrie mit einer oberen Oberfläche 154, einer unteren Oberfläche 156 und einer Flankenoberfläche 158 auf. Die Beilagscheibe 104 enthält eine zentrale Öffnung 160, die vollständig durch die Beilagscheibe 104 verläuft. Die zentrale Öffnung 160 weist eine ringförmige Lippe 162 zwischen der oberen Oberfläche 154 und der unteren Oberfläche 156 auf, wobei die Lippe 162 in das Volumen der zentralen Öffnung 160 vorsteht. Die ringförmige Lippe 162 weist eine im Allgemeinen kegelstumpfförmige Oberfläche im Querschnitt auf. Wie nachstehend genauer beschrieben wird, schafft die ringförmige Lippe 162 eine Oberfläche, an der sich eine O-Ring-Dichtung unter Druck verformt, um eine fluiddichte Abdichtung zwischen der Beilagscheibe 104 und dem Verriegelungsstift 106 zu erzeugen. Es sollte erkannt werden, dass die Beilagscheibe 104 eine andere Struktur, die die Abdichtungsfunktion durchführt, enthalten oder damit zusammenwirken kann. Die Anmelder ziehen nicht in Betracht, dass ein O-Ring die einzige Möglichkeit zum Erzeugen der Abdichtung zwischen der Beilagscheibe 104 und dem Verriegelungsstift 106 ist.
Mit Bezug auf 18–20 sowie andere geeignete Zeichnungen weist der Verriegelungsstift 106 einen länglichen Verriegelungsstiftkörper 170 auf, der ein axiales oberes Ende 172 und ein axiales unteres Ende 174 aufweist. Der Verriegelungsstiftkörper 170 enthält eine zentrale Längsbohrung 176, die sich die ganze Strecke durch den Verriegelungsstiftkörper 170 erstreckt. Die Längsbohrung 176 weist einen Kühlmitteleinlass 178 und einen Kühlmittelauslass 180 auf. Wie nachstehend ersichtlich wird, tritt das Kühlmittel am Kühlmitteleinlass 178 ein, läuft durch die Bohrung 176 und tritt am Kühlmittelauslass 180 aus. Die äußere Oberfläche des Verriegelungsstiftkörpers 170 weist einen ringförmigen Absatz 182 zwischen dem axialen oberen Ende 172 und dem axialen unteren Ende 174 auf. Hinter dem Absatz 182 befindet sich eine ringförmige bogenförmige Nut 183. Der Verriegelungsstiftkörper 170 weist einen Kopfbereich (Klammer 184) benachbart zum oberen Ende 172 und einen Schaftbereich (Klammer 186) benachbart zum unteren Ende 174 auf. Die bogenförmige Nut 183 im Verriegelungsstiftkörper 170 trägt eine elastische O-Ring-Dichtung 188. Die äußere Oberfläche des Verriegelungsstiftkörpers 170 enthält einen Gewindebereich 200 benachbart zum unteren Ende 174 davon. Der Verriegelungsstiftkörper 170 weist ferner einen vorderen ringförmigen Absatz 202 auf.
Der Verriegelungsstift 106 schafft ein ”Rückzugs”-Merkmal beim vollständigen Festziehen in den Gewindeabschnitt 148 des Kühlmittelzufuhrdurchgangs 142. Der Verriegelungsstift 106 führt dieses Merkmal durch eine Differenz in der Orientierung der Längsachse des Gewindeabschnitts 200 im Vergleich zur Längsachse des Rests des Verriegelungsstifts 170 durch. 18 und 20 stellen diese Differenz der Orientierung dar. In diesen Zeichnungen sind die zentrale Längsachse des Gewindebereichs 200 und die Längsachse des Rests des Verriegelungsstifts um einen Winkel ”Z” auseinander angeordnet. Mit ”Rückzug” ist gemeint, dass bei vollständigem Festziehen des Verriegelungsstifts 106 der Verriegelungsstift 106 die Beilagscheibe 104 und den Schneideinsatz 108 in Richtung der aufrechten Stützoberfläche 140 drängt. Dieses Merkmal verbessert die Integrität des Haltens des Schneideinsatzes 108 und der Beilagscheibe 104 im Sitz des Halters.
In Bezug auf die spezifischen Schneideinsätze gibt es drei Basisschneideinsätze; nämlich den Schruppschneideinsatz 420, den Vorschlichtschneideinsatz 422 und den Schlichtschneideinsatz 424. Wie ersichtlich wird, weist jeder dieser Schneideinsätze (420, 422, 424), der für die Verwendung in einem zerspanenden Materialentfernungsvorgang dient, einen Schneideinsatzkörper auf, der eine Sitzoberfläche und eine Flankenfläche aufweist. Es ist ein Eckenschneidbereich vorhanden, der sich am Schnitt des Umfangskantenbereichs und der Flankenfläche benachbart zu entsprechenden Ecken davon befindet, der eine Umfangskante aufweist. Für den Schruppeinsatz 420 befindet sich der Eckenschneidbereich 432 am Schnitt des zentralen Umfangskantenbereichs 452 und eines Paars von seitlichen Umfangskantenbereichen 454, 456 und der benachbarten Flankenfläche. Für den Vorschlichteinsatz 422 befindet sich der Eckenschneidbereich 532 am Schnitt des zentralen Umfangskantenbereichs 552 und eines Paars von seitlichen Umfangskantenbereichen 554, 556 und der Flankenfläche. Für den Schlichteinsatz 424 befindet sich der Eckenschneidbereich 632 am Schnitt des zentralen Umfangskantenbereichs 652 und eines Paars von seitlichen Umfangskantenbereichen 654, 656 und der Flankenfläche. Wie aus der Beschreibung nachstehend ersichtlich wird, weist jeder der Schneideinsätze (420, 422, 424) acht separate diskrete Eckenschneidbereiche auf.
Für jeden der Schneideinsätze enthält der Schneideinsatzkörper eine zentrale Öffnung, die an den entgegengesetzten Sitzoberflächen mündet. Die zentrale Öffnung weist einen mittleren zylindrischen Abschnitt auf, der durch ein Paar von kegelstumpfförmigen Mündungsabschnitten benachbart zu jeder Sitzoberfläche begrenzt ist.
Wie nachstehend erörtert wird, weist für jeden der Schneideinsätze (420, 422, 424) der mittlere zylindrische Abschnitt der zentralen Öffnung denselben Durchmesser auf. In diesen spezifischen Ausführungsformen ist der Durchmesser des mittleren zylindrischen Abschnitts gleich etwa 7,68 Millimeter (mm). In dieser spezifischen Ausführungsform weist die kegelstumpfförmige Oberfläche, die die kegelstumpfförmige Mündung definiert, ferner einen eingeschlossenen Winkel gleich etwa 84°12' auf. Durch Schaffen eines mittleren zylindrischen Abschnitts und eines kegelstumpfförmigen Mündungsabschnitts mit derselben Abmessung konnten die Anmelder einen Satz von Schneideinsätzen (420, 422, 424) entwickeln, die in einen Sitz in einem Werkzeughalter passen. Es ist vorteilhaft, einen solchen Satz von Schneideinsätzen zu schaffen, die für verschiedene Anwendungen nützlich sind, die bei einem einzigen Werkzeughalter verwendet werden können.
Die Sitzoberfläche enthält eine Kühlmittelzufuhrmulde, die eine radiale Orientierung in Richtung eines entsprechenden Eckenschneidabschnitts aufweist. Die Kühlmittelzufuhrmulde weist ein radial äußeres Ende, das an der Umfangskante endet, und ein radial inneres Ende, das in die zentrale Öffnung mündet, auf. Der Schneideinsatz weist ein Paar von seitlichen topographischen Bereichen auf, wobei der eine seitliche topographische Bereich entlang einer Seite der Kühlmittelzufuhrmulde liegt und der andere seitliche topographische Bereich entlang der anderen Seite der Kühlmittelzufuhrmulde liegt.
32–36 stellen den Schruppschneideinsatz 420 dar. 37–41 stellen den Vorschlichtschneideinsatz 422 dar. 42–46 stellen den Schlichtschneideinsatz 424 dar. Ferner merken die Anmelder an, dass der Schruppschneideinsatz in der gleichzeitig anhängigen US-Geschmacksmusteranmeldung lfd. Nr. 29/369 123, eingereicht am 2. September 2010, über CUTTING INSERT von Chen u. a. [K-3063] gezeigt ist. Der Vorschlichteinsatz ist in der gleichzeitig anhängigen US-Geschmacksmusteranmeldung lfd. Nr. 29/369 124, eingereicht am 2. September 2010, über CUTTING INSERT von Chen u. a. [K-3064] gezeigt. Der Schlichteinsatz ist in der gleichzeitig anhängigen US-Geschmacksmusteranmeldung lfd. Nr. 29/369 125, eingereicht am 2. September 2010, über CUTTING INSERT von Chen u. a. [K-3065] gezeigt. Die Anmelder nehmen hiermit durch den Hinweis in ihrer Gesamtheit die vorstehend identifizierten US-Geschmacksmusteranmeldungen (lfd. Nr. 29/369 123, lfd. Nr. 29/369 124 und lfd. Nr. 29/369 125) hier auf. Eine ausführlichere Beschreibung der Schneideinsätze folgt nun unter Verwendung von 32–46.
Mit Bezug auf 32–36 weist der Schruppeinsatz 420 einen Schruppeinsatzkörper 430 mit einer diamantförmigen Geometrie mit acht diskreten Eckenschneidbereichen 432 auf. Der Schruppeinsatzkörper 430 weist ein Paar von entgegengesetzten Sitzoberflächen 434, 436 und eine Flankenfläche 438 auf, die sich um den Umfang des Schruppeinsatzkörpers 430 erstreckt. Wie nachstehend beschrieben wird, wenn der Schruppeinsatz 420 am Schneidwerkzeughalter montiert wird, berührt eine der Sitzoberflächen die Beilagscheibe und die andere Sitzoberfläche berührt die Umleitplatte, um eine Abdichtung damit zu erzeugen. Die Flankenfläche 438 schneidet den zentralen Umfangskantenbereich 452 und das Paar von seitlichen Umfangskantenbereichen 454, 456, um Schneidkanten 440 an den Eckenschneidbereichen 432 zu bilden. Ein entgegengesetztes Paar von Eckenschneidbereichen 432 (obere rechte Ecke und untere linke Ecke, wie in 33 betrachtet) weist einen eingeschlossenen Winkel ”AAA” gleich etwa 80° auf. Das andere entgegengesetzte Paar von Eckenschneidbereichen 432 (obere linke Ecke und untere rechte Ecke, wie in 33 betrachtet) weist einen eingeschlossenen Winkel ”BBB” gleich etwa 100° auf. Die Strukturmerkmale, einschließlich der Oberflächen, sind im Wesentlichen dieselben für jeden Eckenschneidbereich 432. Die Länge einer Seite (und ihrer entgegengesetzten Seite), wie durch die Abmessung ”DD” in 33 gemessen, ist gleich 12,90 mm.
Die Länge der anderen Seite (und ihrer entgegengesetzten Seite), wie durch die Abmessung ”EE” in 33 gemessen, ist gleich 12,70 mm.
Der Schruppeinsatzkörper 430 enthält eine zentrale Öffnung 444, die durch den Schruppeinsatzkörper 432 verläuft, wobei die zentrale Öffnung 444 beide Sitzoberflächen (434, 436) schneidet. Die zentrale Öffnung 444 weist eine Mündung (446, 448) an jedem der Schnitte mit den Sitzoberflächen (434, 436) auf. Die zentrale Öffnung 444 weist einen im Allgemeinen zylindrischen Abschnitt zwischen den Mündungen 446, 448 auf.
Mit Bezug auf 32A weist in dieser spezifischen Ausführungsform die Mündung, die eine im Allgemeinen kegelstumpfförmige Form aufweist, einen eingeschlossenen Winkel ”HH” auf. In dieser spezifischen Ausführungsform ist der Winkel HH gleich 84°12'. Mit Bezug auf 33 ist der Durchmesser FF des mittleren zylindrischen Abschnitts in dieser spezifischen Ausführungsform gleich etwa 7,68 mm.
Es ist eine Umfangskante 450 vorhanden, die sich um den Eckenschneidbereich 432 erstreckt. Die Umfangskante 450 liegt unter der Sitzoberflächenebene. 36 zeigt, dass die Umfangskante 450 in einem Abstand ”D” unter der Sitzoberflächenebene liegt. Die Umfangskante 450 weist einen zentralen Umfangskantenbereich 452 und ein Paar von seitlichen Umfangskantenbereichen 454, 456 auf, die sich vom zentralen Umfangskantenbereich 452 weg erstrecken. Der Eckenschneidbereich 432 kann alles oder einen Teil der Umfangskante 450 in Abhängigkeit vom spezifischen Schneidvorgang umfassen. Der Eckenschneidbereich 450 umfasst typischerweise den zentralen Umfangskantenbereich 452.
In jedem Eckenschneidbereich 432 befindet sich eine radiale Kühlmittelmulde 460. Die radiale Kühlmittelmulde 460 weist ein radial inneres Ende 462 auf, das in die zentrale Öffnung 444 mündet. In dieser Ausführungsform schneidet die radiale Kühlmittelmulde 460 den zylindrischen Abschnitt der zentralen Öffnung 444 nicht. Die radiale Kühlmittelmulde 460 weist eine bogenförmige untere Oberfläche 464 und seitliche flache Seitenoberflächen 466, 468 auf, die jeweils in seitlichen Seitenkanten 470, 472 enden. Es sind glatte Übergänge zwischen der bogenförmigen Oberfläche und der flachen Seitenoberfläche vorhanden, um die gleichmäßige und effektive Zuführung von Kühlmittel durch die radiale Kühlmittelmulde zu erleichtern. Die radiale Kühlmittelmulde 460 weist ein radial äußeres Ende 478 auf, das an einer zentralen Kerbe 484 zwischen der radialen Kühlmittelmulde 460 und der zentralen Umfangskante 452 endet. Wie in 36 gezeigt, kann in dieser spezifischen Ausführungsform der Umfangskantenbereich in einem Spanwinkel (GG) zwischen etwa 0 Grad und +5 Grad angeordnet sein. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, bewegt sich die bogenförmige untere Oberfläche 464 der radialen Kühlmittelmulde 460 in Richtung der Spanfläche in der radialen Auswärtsrichtung. Mit anderen Worten, die Tiefe der radialen Kühlmittelmulde 460 nimmt mit der Mulde 460 in der radialen Auswärtsrichtung ab.
Ein seitlicher topographischer Bereich liegt entlang jeder seitlichen Seitenkante der radialen Kühlmittelmulde. Es ist ein Paar von Umfangskerben 480, 482 vorhanden, die entlang der seitlichen Umfangskanten 454, 456 verlaufen und in diesen liegen, außer dass die Umfangskerben 480, 482 an ihrem Schnitt mit der radialen Kühlmittelmulde 460 enden.
Mit Bezug auf 37–41 weist der Vorschlichtschneideinsatz 520 einen Vorschlichtschneideinsatzkörper 530 mit einer diamantförmigen Geometrie mit acht diskreten Eckenschneidbereichen 532 auf. Der Vorschlichtschneideinsatzkörper 530 weist ein Paar von entgegengesetzten Sitzoberflächen 534, 536 und eine Flankenfläche 538 auf, die sich um den Umfang des Vorschlichtschneideinsatzkörpers 530 erstreckt. Wie nachstehend beschrieben wird, wenn der Vorschlichteinsatz 422 am Schneidwerkzeughalter montiert wird, berührt eine der Sitzoberflächen die Beilagscheibe und die andere Sitzoberfläche berührt die Umleitplatte, um eine Abdichtung damit zu erzeugen. Die Flankenfläche 538 schneidet den zentralen Umfangskantenbereich 552 und das Paar von seitlichen Umfangskantenbereichen 554, 556, um Schneidkanten 540 an den Eckenschneidbereichen 532 zu bilden. Ein entgegengesetztes Paar von Eckenschneidbereichen 532 (obere rechte Ecke und untere linke Ecke, wie in 38 betrachtet) weist einen eingeschlossenen Winkel ”CCC” gleich etwa 80° auf. Das andere entgegengesetzte Paar von Eckenschneidbereichen 532 (obere linke Ecke und untere rechte Ecke, wie in 38 betrachtet) weist einen eingeschlossenen Winkel ”DDD” gleich etwa 100° auf. Die Strukturmerkmale, einschließlich der Oberflächen, sind dieselben für jeden Eckenschneidbereich 532. In dieser spezifischen Ausführungsform ist die Länge einer Seite (und ihrer entgegengesetzten Seite), wie durch die Abmessung ”II” in 38 gemessen, gleich 12,90 mm. In dieser spezifischen Ausführungsform ist die Länge der anderen Seite (und ihrer entgegengesetzten Seite), wie durch die Abmessung ”JJ” in 38 gemessen, gleich 12,70 mm.
Der Vorschlichtschneideinsatzkörper 532 enthält eine zentrale Öffnung 544, die durch den Vorschlichtschneideinsatzkörper 532 verläuft, wobei die zentrale Öffnung 544 beide Sitzoberflächen (534, 536) schneidet. Die zentrale Öffnung 544 weist eine Mündung (546, 548) an jedem der Schnitte mit den Sitzoberflächen (534, 536) auf. Die zentrale Öffnung 544 weist einen im Allgemeinen zylindrischen Abschnitt zwischen den Mündungen 546, 548 auf. Mit Bezug auf 37A weist in dieser spezifischen Ausführungsform die Mündung, die eine im Allgemeinen kegelstumpfförmige Form aufweist, einen eingeschlossenen Winkel ”MM” auf. In dieser spezifischen Ausführungsform ist der Winkel MM gleich 84°12'. Mit Bezug auf 38 ist der Durchmesser KK des mittleren zylindrischen Abschnitts gleich etwa 7,68 mm.
Es ist eine Umfangskante 550 vorhanden, die sich um den Eckenschneidbereich 532 erstreckt. Die Umfangskante 550 liegt unter der Sitzoberflächenebene. 41 zeigt die Umfangskante 650 in einem Abstand ”E” unter der Sitzoberflächenebene. Die Umfangskante 550 weist einen zentralen Umfangskantenbereich 552 und ein Paar von seitlichen Umfangskantenbereichen 554, 556 auf, die sich vom zentralen Umfangskantenbereich 552 weg erstrecken.
An jedem Eckenschneidbereich 532 befindet sich eine radiale Kühlmittelmulde 560. Die radiale Kühlmittelmulde 560 weist ein radial inneres Ende 562, das in die zentrale Öffnung 544 mündet, auf. In dieser Ausführungsform schneidet die radiale Kühlmittelmulde 560 nicht den zylindrischen Abschnitt der zentralen Öffnung 544. Die radiale Kühlmittelmulde 560 weist eine bogenförmige untere Oberfläche 564 und seitliche Seitenoberflächen 566, 568 auf, die jeweils in seitlichen Seitenkanten 570, 572 enden. Es sind glatte Übergänge zwischen der bogenförmigen Oberfläche und der flachen Seitenoberfläche vorhanden, um die gleichmäßige und effektive Zufuhr von Kühlmittel durch die radiale Kühlmittelmulde zu erleichtern. Die radiale Kühlmittelmulde 560 weist ein radial äußeres Ende 578 auf, das am zentralen Umfangskantenbereich 552 endet. Wie in 41 gezeigt, kann in dieser spezifischen Ausführungsform der Umfangskantenbereich in einem Spanwinkel (LL) zwischen etwa +10 Grad und +14 Grad angeordnet sein. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, bewegt sich die bogenförmige untere Oberfläche 564 der radialen Kühlmittelmulde 560 in Richtung der Spanfläche in der radialen Auswärtsrichtung. Mit anderen Worten, die Tiefe der radialen Kühlmittelmulde 560 nimmt mit der Mulde 560 in der radialen Auswärtsrichtung ab.
Ein seitlicher topographischer Bereich liegt entlang jeder seitlichen Seitenkante der radialen Kühlmittelmulde. Es ist eine seitliche Kerbe 580 auf jeder Seite der radialen Kühlmittelmulde 560 vorhanden und geringfügig von dieser beabstandet. Jede seitliche Kerbe 580 weist eine nach vorn weisende abgeschrägte Fläche 582 auf. Die Umfangskante 550 endet an der nach vorn weisenden abgeschrägten Fläche 582. Die Kerbe 580 weist auch eine abgeschrägte seitliche Fläche 584 auf, die parallel zur radialen Kühlmittelmulde 560 verläuft und die im Flächeninhalt vom Schnitt mit der nach vorn weisenden abgeschrägten Fläche 582 und ihrem vorderen Endpunkt an der Umfangskante 550 abnimmt.
Mit Bezug auf 42 bis 46 weist der Schlichteinsatz 424 einen Schlichteinsatzkörper 630 mit einer diamantförmigen Geometrie mit acht diskreten Eckenschneidbereichen 632 auf. Der Schlichteinsatzkörper 630 weist ein Paar von entgegengesetzten Sitzoberflächen 634, 636 und eine Flankenfläche 638 auf, die sich um den Umfang des Schlichteinsatzkörpers 630 erstreckt. Wie nachstehend beschrieben wird, wenn der Schlichteinsatz 424 am Schneidwerkzeughalter montiert wird, berührt eine der Sitzoberflächen die Beilagscheibe und die andere Sitzoberfläche berührt die Umleitplatte, um eine Abdichtung damit zu erzeugen. Die Flankenfläche 638 schneidet den zentralen Umfangskantenbereich 652 und das Paar von seitlichen Umfangskantenbereichen 654, 656, um Schneidkanten 640 an den Eckenschneidbereichen 632 zu erzeugen. Ein entgegengesetztes Paar von Eckenschneidbereichen 632 (obere rechte Ecke und untere linke Ecke, wie in 43 betrachtet) weist einen eingeschlossenen Winkel ”EEE” gleich etwa 80° auf. Das andere entgegengesetzte Paar von Eckenschneidbereichen 632 (obere linke Ecke und untere rechte Ecke, wie in 43 betrachtet) weist einen eingeschlossenen Winkel ”FFF” gleich etwa 100° auf. Die Strukturmerkmale, einschließlich der Oberflächen, sind dieselben für jeden Eckenschneidbereich 632. In dieser spezifischen Ausführungsform ist die Länge einer Seite (und ihrer entgegengesetzten Seite), wie durch die Abmessung ”OO” in 43 gemessen, gleich 12,90 mm. In dieser spezifischen Ausführungsform ist die Länge der anderen Seite (und ihrer entgegengesetzten Seite), wie durch die Abmessung ”PP” in 43 gemessen, gleich 12,70 mm.
Der Schlichteinsatzkörper 632 enthält eine zentrale Öffnung 644, die durch den Schlichteinsatzkörper 632 verläuft, wobei die zentrale Öffnung 644 beide Sitzoberflächen (634, 636) schneidet. Die zentrale Öffnung 644 weist eine Mündung (646, 648) an jedem der Schnitte mit den Sitzoberflächen (634, 636) auf. Die zentrale Öffnung 644 weist einen im Allgemeinen zylindrischen Abschnitt zwischen den Mündungen 646, 648 auf. Mit Bezug auf 43A weist in dieser spezifischen Ausführungsform die Mündung, die eine im Allgemeinen kegelstumpfförmige Form aufweist, einen eingeschlossenen Winkel ”SS” auf. In dieser spezifischen Ausführungsform ist der Winkel SS gleich 84°12'. Mit Bezug auf 43 ist der Durchmesser QQ des mittleren zylindrischen Abschnitts in dieser spezifischen Ausführungsform gleich etwa 7,68 mm.
Es ist eine Umfangskante 650 vorhanden, die sich um den Eckenschneidbereich 632 erstreckt. Die Umfangskante 650 liegt unter der Sitzoberflächenebene. 46 stellt dar, dass die Umfangskante 650 in einem Abstand ”F” unter der Sitzoberflächenebene liegt. Die Umfangskante 650 weist einen zentralen Umfangskantenbereich 652 und ein Paar von seitlichen Umfangskantenbereichen 654, 656 auf, die sich vom zentralen Umfangskantenbereich 652 weg erstrecken.
An jedem Eckenschneidbereich 632 befindet sich eine radiale Kühlmittelmulde 660. Die radiale Kühlmittelmulde 660 weist ein radial inneres Ende 662, das in die zentrale Öffnung 644 mündet, auf. In dieser Ausführungsform schneidet die radiale Kühlmittelmulde 660 nicht den zylindrischen Abschnitt der zentralen Öffnung 644. Die radiale Kühlmittelmulde 660 weist eine bogenförmige untere Oberfläche 664 und seitliche Seitenoberflächen 666, 668 auf, die jeweils in seitlichen Seitenkanten 670, 672 enden. Die radiale Kühlmittelmulde 660 weist ein radial äußeres Ende 678 auf, das am zentralen Umfangskantenbereich 652 endet. Wie in 46 gezeigt, kann in dieser spezifischen Ausführungsform der Umfangskantenbereich in einem Spanwinkel (RR) zwischen etwa +12 Grad und +15 Grad angeordnet sein. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, bewegt sich die bogenförmige untere Oberfläche 664 der radialen Kühlmittelmulde 660 in Richtung der Spanfläche in der radialen Auswärtsrichtung. Mit anderen Worten, die Tiefe der radialen Kühlmittelmulde 660 nimmt mit der Mulde 660 in der radialen Auswärtsrichtung ab.
Ein seitlicher topographischer Bereich liegt entlang jeder seitlichen Seitenkante der radialen Kühlmittelmulde. Es ist eine seitliche Kerbe 680 auf jeder Seite der radialen Kühlmittelmulde 660 vorhanden. Jede seitliche Kerbe 680 weist eine nach vorn weisende abgeschrägte Fläche 682 auf. Die Umfangskante 650 endet an der nach vorn weisenden abgeschrägten Fläche 682. Die seitliche Kerbe 680 weist auch eine seitliche Fläche 684 auf, die parallel zur radialen Kühlmittelmulde 660 verläuft und die im Flächeninhalt vom Schnitt mit der nach vorn weisenden abgeschrägten Fläche 682 und ihrem vorderen Endpunkt an der Umfangskante 650 abnimmt. Es ist ein Paar von kleinen Vorsprüngen 688 an der seitlichen Fläche 684 vorhanden, die sich von der Verbindung mit der radialen Kühlmittelmulde 660 erstrecken. Die kleinen Vorsprünge 688 helfen zu verhindern, dass die Späne in die radiale Kühlmittelmulde eintreten. Ferner erleichtern die kleinen Vorsprünge den Bruch der Späne. Die Größe und Orientierung und Anzahl der Vorsprünge kann variieren, um sich an verschiedene Anwendungen anzupassen.
Für jeden Schneideinsatz ist ersichtlich, dass die radiale Kühlmittelmulde einen Ursprung nahe der zentralen Schneideinsatzöffnung und ein Ende nahe dem Eckenschneidkantenbereich und davon radial einwärts beabstandet aufweist. Die radiale Kühlmittelmulde weist eine Tiefe auf, die vom Ursprung zum Ende abnimmt. Das Kühlmittel strömt, wenn es die radiale Kühlmittelmulde verlässt, in einer Aufwärtsrichtung von der Spanfläche weg.
Mit Bezug auf 28–30 sowie andere geeignete Zeichnungen weist das Dichtungselement 118 einen im Allgemeinen kreisförmigen Körper 250 auf, der eine zentrale Öffnung 252 und eine Umfangskante 254 aufweist. Die obere Oberfläche 256 des im Allgemeinen kreisförmigen Körpers 250 ist im Allgemeinen flach und die untere Oberfläche 258 ist im Allgemeinen kegelstumpfförmig in der Gestalt. Ein im Allgemeinen zylindrischer oberer aufrechter Kranz 262 steht von der flachen oberen Oberfläche 256 des im Allgemeinen kreisförmigen Körpers 250 ab. Der obere aufrechte Kranz 262 weist eine distale kreisförmige Kante 264 auf.
Es befindet sich eine Öffnung 266 im Kranz und eine entsprechende Öffnung 268 in dem im Allgemeinen kreisförmigen Körper 250. Die Kombination dieser Öffnungen (266, 268) ermöglicht die Strömung von Kühlmittel (siehe Pfeile CF in 28) zum Schneideinsatz, wie nachstehend beschrieben wird. Die kegelstumpfförmige untere Oberfläche 258 weist eine im Allgemeinen kreisförmige Abschlusskante 276 auf. Der Durchmesser (X in 30) der kreisförmigen Öffnung, die durch die kreisförmige Abschlusskante 276 definiert ist, ist größer als der Durchmesser (Y in 30) der kreisförmigen Öffnung, die durch die distale kreisförmige Kante 264 des aufrechten Kranzes 262 definiert ist.
Als eine Alternative besteht die Dichtung 118 aus einem elastischen Material wie z. B. einem Kunststoffmaterial, das komprimierbar ist, um eine fluiddichte Abdichtung zu bilden. Es kann andere alternative Materialien geben, die nicht notwendigerweise Kunststoffe sind, die jedoch für die erforderliche Elastizität oder Komprimierbarkeit sorgen, um die Abdichtung zu erzeugen, wenn sie unter Druck steht. Wie nachstehend beschrieben wird, erzeugt die Dichtung 118 eine Abdichtung mit jeder der Umleitplatte 116, des Verriegelungsstifts 106 und des Schneideinsatzes 108.
Mit Bezug auf 23–24 sowie andere geeignete Zeichnungen umfasst die Klemmanordnung 110 die Schraube 112, die ein oberes Ende 280 und ein unteres Ende 282 aufweist. Die Schraube 112 weist einen Kopfabschnitt 284 und einen Gewindeabschnitt 286 auf. Die Klemmanordnung 110 umfasst ferner den Arm 114. Der Arm 114 weist ein proximales Ende 300 und ein distales Ende 302 auf. Der Arm 114 weist auch einen Basisabschnitt 304, der eine Öffnung 306 enthält, benachbart zum proximalen Ende 300 auf. Der Basisabschnitt 304 weist auch einen zylindrischen Abschnitt 305 auf. Die Schraube 112 ist innerhalb der Öffnung 306 des Basisabschnitts 304 drehbar. Der Kopfabschnitt 284 und ein C-förmiger elastischer Spaltring (oder Klammer) 287 halten die Schraube 112 in der Öffnung 306 fest.
Der Arm 114 weist ferner einen Fingerabschnitt 312 auf, der mit dem Basisabschnitt 304 integral ist, sich in Richtung des Schneideinsatzes erstreckt, wenn sich die Komponenten im zusammengefügten Zustand befinden. Der Finger 312 endet am distalen Ende 302 des Klemmarms 114. Der Klemmarm 114 weist eine untere Oberfläche 314 auf, die einen zentralen Absatz 316 und ein Paar von entgegengesetzten seitlichen Aussparungen 318, 320 definiert.
Mit Bezug auf 25 bis 27 sowie andere geeignete Zeichnungen weist die Klemmanordnung 110, die am Halter befestigt und mit dem Schneideinsatz in Eingriff steht, ferner eine Umleitplatte 116 auf, die ein proximales Ende 330, das am nächsten zum Arm 114 liegt, und ein distales Ende 332, das am weitesten vom Arm 114 entfernt ist, aufweist. Die Umleitplatte 116 weist auch eine obere Oberfläche 334 auf. Die obere Oberfläche 334 weist einen flachen Oberflächenteil 336 auf, der eine zentrale Nut 338 darin enthält. Die obere Oberfläche 334 weist ferner einen abgeschrägten Oberflächenteil 342 auf, wobei ein Kanal 340 den flachen Oberflächenteil 336 vom abgeschrägten Oberflächenteil 342 trennt. Der abgeschrägte Oberflächenteil 342 enthält ein Paar von seitlichen Oberflächen 346, 348 und eine zentrale Oberfläche 350. Die Umleitplatte 116 enthält eine zentrale Kerbe 352 in der zentralen Oberfläche 350 am distalen Ende 332. Die Umleitplatte 116 weist ein Paar von entgegengesetzten Seitenoberflächen 354, 356 auf. Jede Seitenoberfläche (354, 356) weist einen flachen Oberflächenteil 360 und einen Kerbenteil 362 auf. Jeder Kerbenteil 362 weist einen flachen Teil 364 und einen abgeschrägten Teil 366 auf. Die Umleitplatte 116 weist eine untere Oberfläche 370, die eine im Allgemeinen kreisförmige Vertiefung oder Schale 372 enthält, und einen länglichen Kanal 376, der sich von der Vertiefung 370 weg in Richtung der zentralen Kerbe 352 erstreckt, auf.
Der Kopfteil 284 weist ein Paar von beabstandeten Zinken 288 auf, die sich nach außen in Richtung des Schneideinsatzes erstrecken, wenn sich die Komponenten im zusammengesetzten Zustand befinden. Die Zinken 288 weisen im Allgemeinen eine Einwärtsvorbelastung auf. Die Zinken stehen mit der Umleitplatte 116 in Eingriff, um die Umleitplatte 116 am Klemmarm 114 zu halten. Um die Umleitplatte 116 am Klemmarm 114 zu montieren, wird die Umleitplatte 116 insbesondere auf die Zinken 288 ausgerichtet positioniert. Die abgeschrägte Oberfläche 366 am proximalen Ende 330 steht mit den Zinken in Eingriff, um sie auseinander zu spreizen, wenn sich die Umleitplatte 116 in Richtung des zylindrischen Elements 305 bewegt. Die Zinken 288 belasten in Richtung der Umleitplatte 116 nach innen vor und liegen innerhalb der Kerben 362. Die Einwärtsvorbelastung der Zinken 288 hält die Umleitplatte sicher am Klemmarm 114. Wie zu erkennen ist, kann die Umleitplatte 116 durch Wegziehen der Umleitplatte 116 von der Basis 304 vom Klemmarm 114 gelöst werden. Durch Vorsehen einer Umleitplatte, die leicht am Rest der Klemmanordnung befestigt, kann das Material, aus dem die Umleitplatte besteht, in Abhängigkeit von der Schneidanwendung variieren. Die Umleitplatte 116 kann beispielsweise in Abhängigkeit von der spezifischen Anwendung aus Stahl oder Carbid bestehen. Die Fähigkeit, nur das Material der Umleitplatte zu verändern, ohne den Rest der Klemmanordnung zu verändern, ist ein Vorteil.
26A stellt eine alternative Umleitplatte 116' dar, die eine untere Oberfläche 370' mit einer Orientierung aufweist, so dass die untere Oberfläche 370' sich vom Umleitplattenkörper in einem Winkel ”H” weg neigt, der gleich etwa 7 Grad ist. Es sollte jedoch erkannt werden, dass der Winkel ”H” in Abhängigkeit von der spezifischen Anwendung oder vom spezifischen Umstand variieren kann. Aufgrund der Orientierung der unteren Oberfläche 370' berührt während des Klemmprozesses das proximale Ende 331 zuerst den Schneideinsatz, bevor der Rest der Platte den Schneideinsatz berührt. Dieser Kontakt erleichtert das Absetzen der Dichtung am Schneideinsatz und die Abdichtung zwischen dem Schneideinsatz und der Dichtung.
27A stellt eine weitere spezifische Ausführungsform der Umleitplatte 116A dar. Die Struktur der Umleitplatte 116A ist dieselbe wie jene der Umleitplatte 116, außer dass die Oberflächen, die helfen, die Schale zu definieren, in einem Winkel ”I” gleich etwa 90° zur benachbarten Oberfläche der Schale angeordnet sind. Dies steht zur Umleitvorrichtung 116 im Gegensatz, bei der die Oberflächen, die helfen, die Schale zu definieren, zur benachbarten Oberfläche der Schale in einem Winkel ”J” gleich etwa 10 Grad angeordnet sind. Es sollte jedoch erkannt werden, dass der Winkel ”J” in Abhängigkeit von der spezifischen Anwendung oder dem speziellen Umstand variieren kann.
Eine weitere spezifische Ausführungsform kombiniert die Umleitplatte und die Dichtung zu einer einteiligen integralen Umleitplatte. Insbesondere weist diese Ausführungsform der modifizierten Umleitplatte dieselben Strukturmerkmale wie die Umleitplatte 116 und einen integralen Vorsprung, der dieselbe Struktur wie die Dichtung 118 aufweist, auf. Der integrale Vorsprung weist eine Beschichtung darauf auf. Die Beschichtung weist elastomere Eigenschaften auf, so dass beim Komprimieren die Beschichtung eine fluiddichte Abdichtung mit der (den) Oberfläche(en), mit der (denen) sie in Kontakt steht, erzeugt.
Mit Bezug auf die Montage der Komponenten stellt 17 eine visuelle Anleitung zur Montage der Komponenten bereit. Anfänglich wird die Beilagscheibe 104 an der Sitzoberfläche 138 des Sitzes 136 im Halter 102 angeordnet. Die Flankenoberflächen 158 der Beilagscheibe 104 benachbart zur aufrechten Wand 140 berühren die Oberfläche der Wand 140. Der Pfeil AA stellt diesen Schritt im Montageprozess dar.
Als nächster Schritt wird der Verriegelungsstift 106 in den Auslass 146 des Kühlmittelzufuhrdurchgangs 142 in der Sitzoberfläche 138 eingesetzt. Der Gewindebereich 200 des Verriegelungsstifts 106 kommt mit dem Gewindeabschnitt 148 des Kühlmittelzufuhrdurchgangs 142 in Schraubeingriff. Der Verriegelungsstift 106 wird geschraubt, bis er straff im Kühlmittelzufuhrdurchgang 142 befestigt ist. Wie ersichtlich ist, befindet sich zumindest ein Teil des Verriegelungsstifts 106 im Kühlmittelzufuhrdurchgang 142. Der Verriegelungsstift 106 befestigt die Beilagscheibe 104 straff an der Sitzoberfläche des Sitzes. Pfeile BB stellen diesen Schritt im Montageprozess dar.
Es sollte erkannt werden, dass, sobald der Verriegelungsstift 106 sicher im Kühlmittelzufuhrdurchgang 142 befestigt ist, die hintere Oberfläche des Absatzes 182 den O-Ring 188 gegen die Lippe 162 der Beilagscheibe 104 presst. Der O-Ring 188 erzeugt eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Verriegelungsstift 106 und der Beilagscheibe 104. Während des Betriebs kann Kühlmittel nicht zwischen der Beilagscheibe und dem Verriegelungsstift entweichen.
Als nächster Schritt wird der Schneideinsatz 108 auf der Beilagscheibe 104 positioniert. Wenn er sich in dieser Position befindet, befindet sich der obere Teil des Verriegelungsstifts 106 zumindest innerhalb einiges der zentralen Öffnung des Schneideinsatzes 108. Die kegelstumpfförmige Mündung 220, die die zentrale Schneideinsatzöffnung 219 umgibt, liegt dicht am vorderen ringförmigen Absatz 202 des Verriegelungsstifts 106 an, um eine fluiddichte Abdichtung zu bilden. Pfeile CC stellen diesen Schritt im Montageprozess dar.
Der nächste Schritt im Montageprozess umfasst das Befestigen der Klemmanordnung 110 am Halter 102. Der Gewindeabschnitt 286 der Schraube 112 kommt mit der Gewindeklemmbohrung 153 im Halter 102 in Schraubeingriff. Die Klemmanordnung 110 wird in der Position festgezogen, wo sie den Schneideinsatz 108 in der Position auf der Beilagscheibe 104 hält. Wie vorher erwähnt, erleichtert die Verwendung einer Umleitplatte mit einer geneigten Oberfläche das Absetzen und Abdichten der Dichtung in Bezug auf den Schneideinsatz. In dieser Hinsicht stellt 26A die Umleitplatte 116' mit einer geneigten hinteren Oberfläche 370' dar. Die hintere Oberfläche 370' neigt sich in Richtung des Schneideinsatzes, wenn die Klemmanordnung am Halter 102 befestigt ist.
Wenn sie sich in der sicher straffen Position befindet, presst die Dichtung 118 gegen den Schneideinsatz 108, um eine fluiddichte Abdichtung mit dem Schneideinsatz zu bilden. Die Dichtung 118 presst auch gegen die untere Oberfläche der Umleitplate 116, um eine fluiddichte Abdichtung mit der Umleitplatte zu bilden. Wie zu erkennen ist, liegt die Dichtung (Dichtungselement) 118 zwischen dem Schneideinsatz und der Umleitplatte. Die Dichtung 118 schafft eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Schneideinsatz und der Umleitplatte und das Dichtungselement schafft ferner eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Schneideinsatz und dem Verriegelungsstift. In dieser Stufe im Montageprozess ist die Schneidanordnung bereit, einen Vorgang zur zerspanenden Entfernung von Material von einem Werkstück durchzuführen.
Im Betrieb tritt das Kühlmittel, das typischerweise unter Druck steht, in den Kühlmittelzufuhrdurchgang 142 über das eine Ende 144 ein. Das Kühlmittel strömt durch den Kühlmittelzufuhrdurchgang 142 in Richtung der Sitzoberfläche 138. Der Verriegelungsstift 106 ist vollständig in den Kühlmittelzufuhrdurchgang 142 benachbart zum anderen Ende 144 davon geschraubt. In diesem Zustand ist das axiale untere Ende 174 des Verriegelungsstifts 106 im Kühlmittelzufuhrdurchgang 142 angeordnet. Kühlmittel tritt durch den Einlass 178 in die Längsbohrung 176 des Verriegelungsstifts 106 ein. Das Kühlmittel strömt durch die Längsbohrung 176 und tritt durch den Auslass 180 in die Schale der Umleitplatte aus. Mit anderen Worten, die Verriegelungsstiftlängsbohrung mündet in die Umleitplatte, wobei Kühlmittel in die Umleitschale strömt.
Es sollte erkannt werden, dass, wenn der Verriegelungsstift 106 vollständig in den Kühlmittelzufuhrdurchgang 142 geschraubt ist, mehrere Stellen vorliegen, die fluiddichte Abdichtungen schaffen, die helfen, das Kühlmittel einzudämmen. Die Gewinde stehen mit dem Gewindeteil in Eingriff, um eine fluiddichte Abdichtung zu erzeugen, um zumindest einen Eingriff zu schaffen, der den Austritt von Kühlmittel am Gewindeteil des Kühlmittelzufuhrdurchgangs 142 einschränkt. Der Verriegelungsstiftkörper 170 wird fest gegen die glatte kegelstumpfförmige Oberfläche des Kühlmittelzufuhrdurchgangs 142 benachbart zum anderen Ende 146 davon gepresst. Der Oberflächen-Oberflächen-Eingriff ist dicht, um eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Verriegelungsstift 106 und der glatten kegelstumpfförmigen Oberfläche zu erzeugen, die den Kühlmittelzufuhrdurchgang 142 definiert. Die untere Oberfläche der Beilagscheibe wird dicht gegen die Oberfläche des Sitzes gepresst, um einen dichten Oberflächen-Oberflächen-Eingriff zu schaffen, der eine fluiddichte Abdichtung bereitstellt. Wenn er zwischen die Beilagscheibe und den Verriegelungsstift gepresst wird, schafft der elastische O-Ring 188 schließlich eine fluiddichte Abdichtung zwischen der Beilagscheibe und dem Verriegelungsstift, so dass das Kühlmittel nicht entweichen kann.
Daher ist ersichtlich, dass es mehrere Dichtungspunkte gibt, die fluiddichte Abdichtungen schaffen. Diese Abdichtungen umfassen eine Verriegelungsstift-Kühlmittelzufuhrdurchgang-Abdichtung am Gewindeteil, eine Verriegelungsstift-Kühlmittelzufuhrdurchgang-Abdichtung an der kegelstumpfförmigen glatten Oberfläche, eine Beilagscheiben-Sitzoberflächen-Abdichtung und eine Verriegelungsstift-Beilagscheiben-Abdichtung aufgrund des O-Rings. Diese mehreren Abdichtungen schaffen eine Abdichtungsintegrität, so dass wenig oder im Wesentlichen kein Kühlmittel entweicht, wenn es vom Kühlmittelzufuhrdurchgang in und durch den Verriegelungsstift strömt.
Wie vorstehend erwähnt, strömt das Kühlmittel durch die Längsbohrung 176 des Verriegelungsstifts 106 in die Schale (oder Vertiefung) 372 der Umleitplatte 116. Die Schale 372, die eine im Allgemeinen kreisförmige Geometrie aufweist, nimmt den aufrechten Kranz 262 der Dichtung 118 auf. Die Abmessung der Schale 372 und des aufrechten Kranzes 262 ist derart, dass unter Druck die Dichtung 118 eine fluiddichte Verbindung mit der Umleitplatte 116 an den Orten des tatsächlichen Kontakts schafft. Wie vorstehend beschrieben, ist eine Öffnung im aufrechten Kranz vorhanden, wo die Dichtung nicht mit der Umleitplatte in Kontakt steht, und folglich besteht eine Abwesenheit einer fluiddichten Abdichtung an diesem Ort. Kühlmittel strömt aus der Dichtungsöffnung (266, 268) zum Umleitkanal und dann in die radiale Kühlmittelmulde des Schneideinsatzes in Richtung des Eckenschneidbereichs.
Unter Druck schafft die Dichtung 118 eine fluiddichte Abdichtung mit dem Schneideinsatz. Insbesondere steht die kegelstumpfförmige Oberfläche 258 der Dichtung 118 in Druckkontakt mit der Mündung der zentralen Öffnung, um eine fluiddichte Abdichtung zu erzeugen. Unter Druck presst ferner die kreisförmige Abschlusskante 276 der kegelstumpfförmigen Oberfläche 258 gegen das axiale Vorderende des Verriegelungsstifts 106. Diese Druckbeziehung zwischen der kreisförmigen Abschlusskante 276 der Dichtung und dem axialen Vorderende des Verriegelungsstifts erzeugt eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Verriegelungsstift und der Dichtung.
Es sollte erkannt werden, dass ein hoher Grad an Integrität in der Eindämmung des Kühlmittels besteht, wenn es den Verriegelungsstift verlässt. Es ist eine fluiddichte Abdichtung zwischen der Dichtung und der Umleitplatte vorhanden, außer dort, wo die Öffnung in der Dichtung existiert. Es ist eine fluiddichte Abdichtung zwischen der Dichtung und dem Schneideinsatz vorhanden. Schließlich ist eine fluiddichte Abdichtung zwischen der Dichtung und dem Verriegelungsstift vorhanden.
Insgesamt ist ersichtlich, dass ein hoher Grad an Integrität für die Eindämmung des Kühlmittels über den vollständigen Lauf des Kühlmittels vom Kühlmittelzufuhrdurchgang, bis es die Schale in der Umleitplatte erreicht, besteht. Die mehreren Punkte von fluiddichten Abdichtungen umfassen Folgende: eine Verriegelungsstift-Kühlmittelzufuhrdurchgang-Abdichtung am Gewindeteil, eine Verriegelungsstift-Kühlmittelzufuhrdurchgang-Abdichtung an der kegelstumpfförmigen glatten Oberfläche, eine Beilagscheiben-Sitzoberflächen-Abdichtung, eine Verriegelungsstift-Beilagscheiben-Abdichtung aufgrund des O-Rings, eine Dichtungs-Umleitplatten-Abdichtung über den aufrechten Kranz, eine Dichtungs-Schneideinsatz-Abdichtung benachbart zur Mündung, die die zentrale Öffnung des Schneideinsatzes umgibt, und eine Dichtungs-Verriegelungsstift-Abdichtung benachbart zum axialen Vorderende des Verriegelungsstifts.
Das Kühlmittel strömt aus der Dichtung 118 über Öffnungen 266, 268 in den Kanal 376 der Umleitplatte. Das Kühlmittel strömt durch den Kanal 376 in einer radialen Auswärtsrichtung bis dorthin, wo es den Kanal 376 benachbart zur Kerbe 350 verlässt.
Der Schneideinsatz weist eine Orientierung relativ zum Kühlmittelkanal 376 und zur Kerbe 350 auf, so dass beim Verlassen des Kanals 376 das Kühlmittel in die radiale Kühlmittelmulde eintritt. Es sollte erkannt werden, dass dies für irgendeinen der vorstehend beschriebenen drei Schneideinsätze der Fall ist; nämlich den Schruppeinsatz, den Vorschlichteinsatz und den Schlichteinsatz. Kühlmittel strömt dann durch den radialen länglichen Kanal, wobei es an dessen Ende austritt, um in Richtung des Eckenschneidkantenbereichs zu spritzen oder auszuströmen.
Das Kühlmittelspray bewegt sich in der Richtung nach oben und nach außen aus der radialen Kühlmittelmulde in der Spanfläche des Schneideinsatzes. Das Kühlmittelspray trifft auf die untere Oberfläche des vom Werkstück während des Schneidvorgangs gebildeten Spans auf.
31 ist eine isometrische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Halters, der zum Aufnehmen der Schneideinsatzanordnung geeignet ist. Dieser Halter 390 weist einen Halterkörper 391 mit einem entgegengesetzten axialen Vorderende 392 und axialen Hinterende 393 auf. Ein Schaft 396 befindet sich benachbart zum Hinterende 393 und ein Kopf 395 befindet sich benachbart zum Vorderende 392. Es ist eine Kühlmittelöffnung 397 im Sitzteil des Kopfs 395 vorhanden. 31A zeigt den Kühlmittelzufuhrdurchgang 398, der vom Hinterende des Halterkörpers eintritt und sich ganz entlang der Länge davon erstreckt. 31B ist eine isometrische Ansicht eines Halters 390A wie jenes von 31, wobei jedoch der interne Kühlmitteldurchgang 398A durch die Unterseite des Halters eintritt. 31C ist eine isometrische Ansicht eines Halters 390B wie jenes von 31, wobei jedoch der interne Kühlmitteldurchgang 398B durch die untere Oberfläche des Halters eintritt. Es wird erkannt, dass der Kühlmittelzufuhrdurchgang in den Halter an irgendeiner einer Anzahl von Stellen eintreten kann, z. B. Rückseite, Seite und Unterseite.
Es ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung eine Schneidanordnung sowie eine Schneideinsatzanordnung schafft, um die verbesserte Zufuhr von Kühlmittel benachbart zur Grenzfläche zwischen dem Schneideinsatz und dem Werkstück (d. h. der Einsatz-Span-Grenzfläche) zu erleichtern. Dadurch besteht eine Verminderung von übermäßiger Wärme an der Einsatz-Span-Grenzfläche bei der zerspanenden Entfernung von Material von einem Werkstück. Durch Schaffen einer Kühlmittelströmung besteht eine Verringerung der übermäßigen Wärme an der Einsatz-Span-Grenzfläche, um den Aufbau von Spanmaterial zu beseitigen oder zu verringern. Durch Liefern der Strömung von Kühlmittel zur Einsatz-Span-Grenzfläche wird die Abführung von Spänen von der Einsatz-Span-Grenzfläche erleichtert, wodurch das Potential, dass ein Span erneut geschnitten wird, minimiert wird. Es ist ersichtlich, dass das Vorliegende Vorteile schafft, die mit dem Verringern der Wärme an der Einsatz-Span-Grenzfläche verbunden sind.
Die Patente und andere hier identifizierte Dokumente werden hiermit durch den Hinweis hier aufgenommen. Andere Ausführungsformen der Erfindung sind für den Fachmann auf dem Gebiet aus einer Betrachtung der Patentbeschreibung oder einer Ausführung der hier offenbarten Erfindung ersichtlich. Es ist beabsichtigt, dass die Patentbeschreibung und Beispiele nur erläuternd sind und den Schutzbereich der Erfindung nicht begrenzen sollen. Der wahre Schutzbereich und der Erfindungsgedanke sind durch die folgenden Ansprüche angegeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6053669 [0009]
US 5775854 [0009]
US 7625157 [0010]
US 6045300 [0011]
US 6652200 [0011]
US 5901623 [0011]
US 5709907 [0073]
US 5722803 [0073]
US 6161990 [0073]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Machine Shop Practice [Industrial Press Inc., New York, New York (1981)] von Moltrecht stellt auf den Seiten 199–204 [0073]
Seiten 302–315 von ASTE Tool Engineers Handbook, McGraw Hill Book Co., New York, New York (1949) [0073]

Claims

Schruppschneideinsatz zur Verwendung bei einem zerspanenden Materialentfernungsvorgang, wobei der Schneideinsatz Folgendes umfasst: einen Schneideinsatzkörper mit einer Sitzoberfläche und einer Flankenfläche, einem Eckenschneidbereich am Schnitt einer Umfangskante und der Flanke benachbart zu entsprechenden Ecken davon; wobei der Schneideinsatzkörper eine zentrale Öffnung enthält; wobei die Sitzoberfläche eine Kühlmittelzufuhrmulde enthält, wobei die Kühlmittelzufuhrmulde eine radiale Orientierung in Richtung eines entsprechenden Eckenschneidbereichs aufweist, wobei die Kühlmittelzufuhrmulde ein radial äußeres Ende, das an der Umfangskante endet, und ein radial inneres Ende, das in die zentrale Öffnung mündet, aufweist; und ein Paar von seitlichen topographischen Bereichen, wobei der eine seitliche topographische Bereich entlang einer Seite der Kühlmittelzufuhrmulde liegt und der andere seitliche topographische Bereich entlang der anderen Seite der Kühlmittelzufuhrmulde liegt, und jeder der topographischen Bereiche eine Umfangskerbe umfasst.
Schruppschneideinsatz nach Anspruch 1, wobei die Umfangskante einen Spanwinkel gleich zwischen etwa 0 Grad und +5 Grad aufweist.
Schruppschneideinsatz nach Anspruch 1, wobei der Schneideinsatzkörper eine entgegengesetzte Sitzoberfläche aufweist und die zentrale Öffnung sich zwischen den Sitzoberflächen erstreckt, wobei die zentrale Öffnung einen mittleren zylindrischen Abschnitt und eine kegelstumpfförmige Mündung benachbart zu jeder der Spanflächen aufweist.
Schneideinsatz nach Anspruch 3, wobei die kegelstumpfförmige Mündung einen eingeschlossenen Winkel gleich etwa 84 Grad aufweist und der mittlere zylindrische Abschnitt einen Durchmesser gleich etwa 7,68 Millimeter aufweist.
Vorschlichtschneideinsatz zur Verwendung bei einem zerspanenden Materialentfernungsvorgang, wobei der Schneideinsatz Folgendes umfasst: einen Schneideinsatzkörper mit einer Sitzoberfläche und einer Flankenfläche, einem Eckenschneidbereich am Schnitt einer Umfangskante und der Flanke benachbart zu entsprechenden Ecken davon; wobei der Schneideinsatzkörper eine zentrale Öffnung enthält; wobei die Sitzoberfläche eine Kühlmittelzufuhrmulde enthält, wobei die Kühlmittelzufuhrmulde eine radiale Orientierung in Richtung eines entsprechenden Eckenschneidbereichs aufweist, wobei die Kühlmittelzufuhrmulde ein radial äußeres Ende, das an der Umfangskante endet, und ein radial inneres Ende, das in die zentrale Öffnung mündet, aufweist; ein Paar von seitlichen topographischen Bereichen, wobei der eine seitliche topographische Bereich entlang einer Seite der Kühlmittelzufuhrmulde liegt und der andere seitliche topographische Bereich entlang der anderen Seite der Kühlmittelzufuhrmulde liegt; und wobei jeder der topographischen Bereiche eine seitliche Kerbe mit einer nach vorn weisenden abgeschrägten Fläche und einer abgeschrägten seitlichen Fläche umfasst, die zur Kühlmittelzufuhrmulde im Allgemeinen parallel ist, und wobei die abgeschrägte seitliche Fläche im Flächeninhalt von einem Schnitt mit der nach vorn weisenden abgeschrägten Fläche und einem Ende mit der Umfangskante abnimmt.
Vorschlichtschneideinsatz nach Anspruch 5, wobei die Umfangskante einen Spanwinkel gleich zwischen etwa +12 Grad und +15 Grad aufweist.
Vorschlichtschneideinsatz nach Anspruch 5, wobei der Schneideinsatzkörper eine entgegengesetzte Sitzoberfläche aufweist und die zentrale Öffnung sich zwischen den Sitzoberflächen erstreckt, wobei die zentrale Öffnung einen mittleren zylindrischen Abschnitt und eine kegelstumpfförmige Mündung benachbart zu jeder der Spanflächen aufweist.
Vorschlichtschneideinsatz nach Anspruch 7, wobei die kegelstumpfförmige Mündung einen eingeschlossenen Winkel gleich etwa 84 Grad aufweist und der mittlere zylindrische Abschnitt einen Durchmesser gleich etwa 7,68 Millimeter aufweist.
Schlichtschneideinsatz zur Verwendung bei einem zerspanenden Materialentfernungsvorgang, wobei der Schneideinsatz Folgendes umfasst: einen Schneideinsatzkörper mit einer Sitzoberfläche und einer Flankenfläche, einem Eckenschneidbereich am Schnitt einer Umfangskante und der Flanke benachbart zu entsprechenden Ecken davon; wobei der Schneideinsatzkörper eine zentrale Öffnung enthält; wobei die Sitzoberfläche eine Kühlmittelzufuhrmulde enthält, wobei die Kühlmittelzufuhrmulde eine radiale Orientierung in Richtung eines entsprechenden Eckenschneidbereichs aufweist, wobei die Kühlmittelzufuhrmulde ein radial äußeres Ende, das an der Umfangskante endet, und ein radial inneres Ende, das in die zentrale Öffnung mündet, aufweist; ein Paar von seitlichen topographischen Bereichen, wobei der eine seitliche topographische Bereich entlang einer Seite der Kühlmittelzufuhrmulde liegt und der andere seitliche topographische Bereich entlang der anderen Seite der Kühlmittelzufuhrmulde liegt; und wobei jeder der topographischen Bereiche eine seitliche Kerbe mit einer nach vorn weisenden abgeschrägten Fläche und einer abgeschrägten seitlichen Fläche, die zur Kühlmittelzufuhrmulde im Allgemeinen parallel ist, und wobei die abgeschrägte seitliche Fläche im Flächeninhalt von einem Schnitt mit der nach vorn weisenden abgeschrägten Fläche und einem Ende mit der Umfangskante abnimmt, und mehrere Vorsprünge an der abgeschrägten seitlichen Fläche umfasst.
Schneideinsatz nach Anspruch 8, wobei die Umfangskante einen Spanwinkel gleich zwischen etwa +10 Grad und +14 Grad aufweist.
Schneideinsatz nach Anspruch 8, wobei der Schneideinsatzkörper eine entgegengesetzte Sitzoberfläche aufweist und die zentrale Öffnung sich zwischen den Sitzoberflächen erstreckt, wobei die zentrale Öffnung einen mittleren zylindrischen Abschnitt und eine kegelstumpfförmige Mündung benachbart zu jeder der Spanflächen aufweist.
Schneideinsatz nach Anspruch 11, wobei die kegelstumpfförmige Mündung einen eingeschlossenen Winkel gleich etwa 84 Grad aufweist und der mittlere zylindrische Abschnitt einen Durchmesser gleich etwa 7,68 Millimeter aufweist.
Schneideinsatz zur Verwendung bei einem zerspanenden Materialentfernungsvorgang, wobei der Schneideinsatz Folgendes umfasst: einen Schneideinsatzkörper mit einer Sitzoberfläche und einer Flankenfläche, einem Eckenschneidbereich am Schnitt einer Umfangskante und der Flanke benachbart zu entsprechenden Ecken davon; wobei der Schneideinsatzkörper eine zentrale Öffnung enthält; wobei die Sitzoberfläche eine Kühlmittelzufuhrmulde enthält, wobei die Kühlmittelzufuhrmulde eine radiale Orientierung in Richtung eines entsprechenden Eckenschneidbereichs aufweist, wobei die Kühlmittelzufuhrmulde ein radial äußeres Ende, das an der Umfangskante endet, und ein radial inneres Ende, das in die zentrale Öffnung mündet, aufweist; und ein Paar von seitlichen topographischen Bereichen, wobei der eine seitliche topographische Bereich entlang einer Seite der Kühlmittelzufuhrmulde liegt und der andere seitliche topographische Bereich entlang der anderen Seite der Kühlmittelzufuhrmulde liegt.