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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Einsatz, der für eine Schneid- bzw. Zerspanungs- oder Rillen- bzw. Nutbearbeitung verwendet wird, einen Werkzeughalter, um denselben aufzunehmen, und einen Aufbau, in welchem der Einsatz und der Werkzeughalter miteinander gekoppelt sind.
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Hintergrund
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Allgemein wird ein Einsatz an einem an einer Werkzeugmaschine montierten Schneidwerkzeug befestigt, um zum Zerspanen bzw. Schneiden eines aus eisenhaltigen, nicht eisenhaltigen Metallen, Nichtmetallmaterialien und so weiter bestehenden Werkstücks verwendet zu werden.
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Ein solcher Einsatz umfasst allgemein einen Körper, einen Schneidteil, der auf einer Oberseitenkante des Körpers vorgesehen ist, um das Werkstück direkt zu schneiden, und einen Befestigungsteil, der auf dem Körper vorgesehen ist, um an einem Halter des Schneidwerkzeugs befestigt zu werden. Konkret umfasst der Schneidteil ein Befestigungsloch, das von einer Oberseite durch den Körper zu einer Unterseite durchgeführt ist. Als Referenz wird der Einsatz auch "Wendeschneidplatte" (engl.: indexable insert) genannt, da er durch das Befestigungsloch austauschbar ist.
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Unterdessen umfasst der Werkzeughalter allgemein zwei oder mehr Spantaschen mit einer taschenförmigen Nut, um Späne abzuführen, einen Plattenteil (engl.: sheet portion), der bei jeder der Spantaschen vorgesehen ist, um den Einsatz zu befestigen, und einen Steg, der eine Grenze zwischen den ersten und zweiten Taschen bildet.
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Einer eines verwandten Einsatzes
10 ist in dem
US-Patent 6,053,671 offenbart, wie in
13 bis
15 veranschaulicht ist, welcher eine kreisförmige Oberseite
11, eine kreisförmige Schneidkante
16, die eine Oberseitenkante bildet, eine Unterseite
12, die auf dem Plattenteil
32 des Werkzeughalters
30 sitzt, eine Kantenfläche, die die Oberseite
11 mit der Unterseite
12 verbindet und aus einer oberen Kantenfläche
13a in Kontakt mit der Oberseite
11 und einer unteren Kantenfläche
13b in Kontakt mit der Unterseite
12 besteht, und eine Stufe
18 umfasst, die zwischen der oberen Kantenfläche
13a und der unteren Kantenfläche
13b ausgebildet ist. Ferner hat die obere Kantenfläche
13a eine kegelstumpfartige Form ohne auf deren äußeren Umfang gebildete Muster, und die untere Kantenfläche
13b weist acht Ebenen
13b' entlang deren Umfang auf, um eine Drehung des Einsatzes
10 zu verhindern, und hat von unten betrachtet eine achteckige Form (siehe
15).
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Um jedoch einen größeren Freiwinkel der kreisförmigen Schneidkante vorzusehen, während die Größe der kreisförmigen Schneidkante beibehalten wird wie sie ist, wie in 14 veranschaulicht, erfordert die verwandte Technologie einen größeren Spanwinkel der gesamten kegelstumpfförmigen oberen Kantenfläche 13a bezüglich der Mittelachse 20; aber dies wiederum reduziert verhältnismäßig das Volumen und verschlechtert eine Steifigkeit verglichen damit, wenn der Spanwinkel kleiner ist.
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Wie in 13 veranschaulicht ist, ist ferner die obere Kantenfläche 13a in einer Position bzw. Lage, wo sie so drehbar ist, dass nur die untere Kantenfläche 13b die Drehung des Einsatzes 10 verhindert. Dementsprechend wird während einer maschinellen Bearbeitung des Werkstücks durch den Einsatz 10 eine Torsionsbeanspruchung zwischen die obere Kantenfläche 13a und die untere Kantenfläche 13b konzentriert, was folglich einen Bruch erzeugt, und so weiter. Folglich tritt das Problem einer verkürzten Lebensdauer des Einsatzes 10 auf.
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Wie in 13 bis 15 veranschaulicht ist, tritt ferner das Problem eines Anhebens des Werkzeughalters 30 aus dem Plattenteil 32 auf, da acht Ebenen 13b', die die untere Kantenfläche 13b bilden, parallel mit der zentralen Achse 20 angeordnet sind, das heißt, da der Struktur eine Abstützung gegen die Kraft fehlt, mit der der Einsatz 10 in der Richtung der zentralen Achse 20 entkommt, während das Werkstück durch den Einsatz 10 maschinell bearbeitet wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Technisches Problem
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Eine technische Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, einen Einsatz zu schaffen, der ungeachtet eines Freiwinkels einer Freifläche, die eine kreisförmige Schneidkante bildet, Steifigkeit bewahren kann.
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Eine andere technische Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, einen Einsatz, einen Werkzeughalter und einen Aufbau davon zu schaffen, welche verhindern können, dass eine Torsionsbeanspruchung auf eine obere Hälfte des Einsatzes fokussiert bzw. konzentriert wird.
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Noch eine andere technische Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist, einen Einsatz, einen Werkzeughalter und einen Aufbau davon zu schaffen, welche ein Anheben des Einsatzes verhindern können.
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Lösung des Problems
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Um das obige Ziel zu erreichen, umfasst ein Einsatz gemäß einer beispielhaften Ausführungsform eine kreisförmige Oberseite, eine kreisförmige Unterseite und einen Freiflächenteil, der die Oberseite und die Unterseite verbindet. Der Freiflächenteil ist in erste und zweite Freiflächen entlang dessen Umfang durch eine erste Wellenlinie geteilt, die eine Wellenform aus der Unterseite zugewandten Tälern und der Oberseite zugewandten Erhebungen bzw. Bergen bildet.
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Zum Beispiel kann die erste Freifläche so ausgebildet sein, dass ein Ende von ihr in Kontakt steht mit der Oberseite und das andere Ende den zweiten Freiflächen gegenüberliegt bzw. zugewandt ist, und ein Freiwinkel der ersten Freifläche bezüglich einer Mittellinie, die eine Mitte der Oberseite mit einer Mitte der Unterseite verbindet, kann so eingestellt sein, dass er größer als ein Freiwinkel der zweiten Freifläche ist.
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Der Freiflächenteil kann zusätzlich eine dritte Freifläche enthalten, die entlang der ersten Wellenlinie zwischen der ersten und zweiten Freifläche ausgebildet ist.
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Die zweite Freifläche kann durch einen ersten Teil der bei den Tälern gelegenen dritten Freifläche geteilt sein.
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Der Freiflächenteil kann zusätzlich eine vierte Freifläche enthalten, die zwischen der Unterseite und einem zweiten Teil der zweiten und dritten Freiflächen ausgebildet ist, der der Unterseite zugewandt ist, um einen gestuften Teil zwischen dem zweiten Teil und der Unterseite zu schaffen.
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Die vierte Freifläche kann so ausgebildet sein, dass ihr Außendurchmesser geringer als ein Außendurchmesser des zweiten Teils ist.
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Die erste Freifläche kann eine erste Hauptfreifläche enthalten, die entlang einem Umfang der ersten Freifläche in einer gleichen Distanz getrennt von der Oberseite ausgebildet ist, und eine erste Nebenfreifläche, die zwischen der ersten Hauptfreifläche und der zweiten Freifläche ausgebildet ist.
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Ein Freiwinkel der ersten Hauptfreifläche bezüglich einer Mittellinie, die eine Mitte der Oberseite mit einer Mitte der Unterseite verbindet, kann so eingestellt sein, dass er größer als ein Freiwinkel der zweiten Freifläche ist.
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Die erste Freifläche kann zusätzlich eine Übergangsfläche enthalten, die zwischen der ersten Hauptfreifläche und der ersten Nebenfreifläche ausgebildet ist und einen größeren Freiwinkel als denjenigen der ersten Hauptfreifläche aufweist.
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Der Freiflächenteil kann zusätzlich eine untere Freifläche enthalten, die zwischen der Unterseite und einem dritten Teil der zweiten Freifläche ausgebildet ist, der der Unterseite zugewandt ist, um einen gestuften Teil zwischen dem dritten Teil und der Unterseite zu schaffen.
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Die untere Freifläche kann so ausgebildet sein, dass ihr Außendurchmesser geringer als ein Außendurchmesser des dritten Teils ist.
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Unterdessen kann ein Werkzeughalter gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einen Unterseiten-Plattenteil und einen Seitenflächen-Plattenteil enthalten, worin der Seitenflächen-Plattenteil in erste und zweite Plattenflächen entlang dessen Umfang durch eine dritte Wellenlinie geteilt ist, die eine Wellenform aus dem Unterseiten-Plattenteil zugewandten Tälern und dem Unterseiten-Plattenteil abgewandten Bergen bildet.
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Ein Begrenzungsteil zwischen den ersten und zweiten Plattenflächen kann eine gestufte Form aufweisen, und der Begrenzungsteil auf einer Seite der ersten Plattenfläche kann weiter vorstehend ausgebildet sein als der Begrenzungsteil auf einer Seite der zweiten Plattenfläche.
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Unterdessen wird ein Einsatz-Werkzeughalteraufbau geschaffen, welcher den Einsatz gemäß den beispielhaften Ausführungsformen, die oben beschrieben wurden, und einen Werkzeughalter umfassen kann, der einen Unterseiten-Plattenteil und einen Seitenflächen-Plattenteil enthält, der in erste und zweiten Plattenflächen entlang seinem Umfang durch eine Wellenlinie geteilt ist, die eine Wellenform aus dem Unterseiten-Plattenteil zugewandten Tälern und dem Unterseiten-Plattenteil abgewandten Bergen bildet. Die erste Freifläche ist auf der ersten Plattenfläche angeordnet, und die zweite Freifläche ist auf der zweiten Plattenfläche angeordnet.
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Ein Begrenzungsteil zwischen den ersten und zweiten Plattenflächen kann eine gestufte Form aufweisen, der Begrenzungsteil auf einer Seite der ersten Plattenfläche kann weiter vorstehend ausgebildet sein als der Begrenzungsteil auf einer Seite der zweiten Plattenfläche, und die zweite Freifläche kann durch den Begrenzungsteil auf der Seite der ersten Plattenfläche arretiert sein.
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Vorteilhafte Effekte
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Der Einsatz, der Werkzeughalter und der Aufbau davon gemäß oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen können die folgenden Effekte liefern.
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Gemäß den beispielhaften Ausführungsformen wird die technische Ausgestaltung bzw. Ausführung geschaffen, in der der Freiflächenteil entlang seinem Umfang in erste und zweite Freiflächen durch die erste Wellenlinie geteilt ist, die eine Wellenform aus der Unterseite zugewandten Tälern und der Oberseite zugewandten Bergen bildet. Wenn irgendeiner Freifläche der ersten und zweiten Freiflächen ein großer Freiwinkel verliehen wird, indem der Freiwinkel der anderen Freifläche, die sich gleichmäßig zwischen der Oberseite und der Unterseite des Einsatzes spannt, reduziert wird, das heißt indem das Volumen der anderen Freifläche in einem verhältnismäßig größeren Ausmaß vergrößert wird, kann dementsprechend die Steifigkeit des Einsatzes aufrechterhalten bzw. bewahrt werden.
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Gemäß beispielhaften Ausführungsformen wird ferner die technische Ausführung geschaffen, in der der Freiflächenteil des Einsatzes in erste und zweite Freiflächen in einem gestuften Muster entlang seinem Umfang die erste Wellenlinie geteilt sein kann, die eine Wellenform aus der Unterseite zugewandten Tälern und der Oberseite zugewandten Bergen bildet, und in der der Seitenflächen-Plattenteil des Werkzeughalters in erste und zweite Plattenflächen in einem gestuften Muster entlang seinem Umfang durch die dritte Wellenlinie geteilt sein kann, die eine Wellenform aus dem Plattenteil zugewandten Tälern und abgewandten Bergen bildet. Während einer maschinellen Bearbeitung des Werkstücks wird dementsprechend die erste und oder zweite Freifläche, die sich zwischen der Oberseite und der Unterseite des Einsatzes gleichmäßig spannt und sich in Richtung auf die Oberseite und die Unterseite erstreckt, gegen ein Drehen in der ersten oder zweiten Plattenfläche abgefangen, die sich gleichmäßig in einer vertikalen Richtung des Seitenflächen-Plattenteils 320 erstreckt, so dass die Drehung der oberen Hälfte und der unteren Hälfte des Einsatzes gleich bzw. einheitlich verhindert wird. Im Gegensatz zur verwandten Technik kann dementsprechend das Phänomen, dass die Torsionsbeanspruchung auf die obere Hälfte des Einsatzes konzentriert wird, verhindert werden.
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Gemäß beispielhaften Ausführungsformen wird ferner die technische Ausführung geschaffen, in der der Freiflächenteil des Einsatzes entlang seinem Umfang in erste und zweite Freiflächen in einem gestuften Muster durch die erste Wellenlinie geteilt sein kann, die eine Wellenform aus der Unterseite zugewandten Tälern und der Oberseite zugewandten Bergen bildet, und in der der Seitenflächen-Plattenteil des Werkzeughalters in erste und zweite Plattenflächen in einem gestuften Muster entlang seinem Umfang durch die dritte Wellenlinie geteilt sein kann, die eine Wellenform aus dem Plattenteil zugewandten Tälern und abgewandten Bergen bildet. Demgemäß wird während einer maschinellen Bearbeitung des Werkstücks verhindert, dass die erste oder zweite Freifläche, die sich gleichmäßig entlang einem Umfang des Einsatzes spannt, in eine Richtung der Oberseite des Einsatzes durch die erste oder zweite Plattenfläche angehoben wird, die sich gleichmäßig entlang einem Umfang des Seitenflächen-Plattenteils spannt. Das heißt, da die erste oder zweite Freifläche in der ersten oder zweiten Plattenfläche arretiert ist, kann das Phänomen, dass der Einsatz in eine Richtung der Oberseite angehoben wird, verhindert werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Einsatz-Werkzeughalteraufbaus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
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2 ist eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Teils "A" des Aufbaus von 1;
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3 ist eine Seitenansicht des Einsatzes von 1;
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4 ist eine Unteransicht des Einsatzes von 1;
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5 ist eine Querschnittansicht, gelegt entlang einer Linie V-V von 4;
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6 ist eine Querschnittansicht, gelegt entlang einer Linie VI-VI von 4;
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7 ist eine Seitenansicht nur des Werkzeughalters, nachdem der Einsatz aus dem Aufbau von 2 entfernt ist;
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8 ist eine perspektivische Ansicht, die in Vergrößerung einen Einsatz gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform veranschaulicht;
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9 ist eine Seitenansicht des Einsatzes von 8;
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10 ist eine Unteransicht des Einsatzes von 8;
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11 ist eine Querschnittansicht, gelegt entlang einer Linie XI-XI von 10;
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12 ist eine Querschnittansicht, gelegt entlang einer Linie XII-XII von 10;
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13 ist eine Seitenansicht eines verwandten Einsatz-Werkzeughalteraufbaus;
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14 ist eine Querschnittansicht in Längsrichtung des Aufbaus von 13; und
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15 ist eine Unteransicht des Einsatzes von 13.
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Modus für die Erfindung
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Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Verweis auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben, um dem Fachmann zu ermöglichen, die vorliegende Offenbarung leicht umzusetzen.
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Die vorliegende Offenbarung kann in mehreren verschiedenen Formen umgesetzt werden und nicht auf hierin beschriebene bestimmte Ausführungsformen beschränkt werden.
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Einsatz-Werkzeughalteraufbaus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, 2 ist eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Teils "A" des Aufbaus von 1, 3 ist eine Seitenansicht des Einsatzes von 1, und 4 ist eine Unteransicht des Einsatzes von 1.
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5 ist eine Querschnittansicht, gelegt entlang einer Linie V-V von 4, und 6 ist eine Querschnittansicht, gelegt entlang einer Linie VI-VI von 4.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der Einsatz 100 eine Oberseite 110, eine Unterseite 120 und einen Freiflächenteil 130, wie in 1 bis 6 veranschaulicht ist.
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Wie in 1 und 2 veranschaulicht ist, hat die Oberseite 110 eine kreisförmige Form, und eine kreisförmige Schneidkante 111 ist an deren Umfang ausgebildet, während sie an den Freiflächenteil 130 grenzt.
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Die Unterseite 120 kann eine kreisförmige Form wie in 4 veranschaulicht aufweisen und kann zur Oberseite 110 wie in 3 veranschaulicht parallel sein. Ferner kann, wie in 3 und 4 veranschaulicht ist, die Unterseite 120 einen kleineren Außendurchmesser als denjenigen der Oberseite 110 aufweisen.
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Wie in 1 bis 4 veranschaulicht ist, kann der Freiflächenteil 130 die Oberseite 110 mit der Unterseite 120 verbinden und kann eine Form einer ungefähr kegelstumpfartigen Gestalt einnehmen, die einen größeren Außendurchmesser auf der Seite der Oberseite 110 und einen geringeren Außendurchmesser auf der Seite der Unterseite 120 hat. Im Folgenden wird der Freiflächenteil 130 mit Verweis auf 3 bis 6 ausführlicher beschrieben.
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Der Freiflächenteil 130 kann entlang seinem Umfang in erste und zweite Freiflächen 131, 132 durch eine erste Wellenlinie L1 geteilt werden, die eine Wellenform aus der Unterseite 120 zugewandten Tälern V1 und der Oberseite 110 zugewandten Bergen M1 bildet. Wenn einer beliebigen Freifläche (siehe 131) der ersten und zweiten Freiflächen 131, 132 ein großer Freiwinkel verliehen wird, indem der Freiwinkel der anderen Freifläche (siehe 132), die sich gleichmäßig zwischen der Oberseite 110 und der Unterseite 120 des Einsatzes 100 spannt, reduziert wird, das heißt durch Vergrößern des Volumens der anderen Freifläche (siehe 132) in einem verhältnismäßig größeren Maße, kann dementsprechend die Steifigkeit des Einsatzes 100 aufrecht erhalten bzw. bewahrt werden.
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Ferner kann ein Ende der ersten Freifläche 131 in Kontakt stehen mit der Oberseite 110, und das andere Ende kann der zweiten Freifläche 132 zugewandt sein, und der Freiwinkel ("θ1" in 6) kann so eingestellt sein, dass er größer als der Freiwinkel ("θ2" in 5) ist. (Man beachte, dass, da der Freiwinkel der gleiche wie der alternative Winkel zu dem Winkel mit der imaginären Linie PL ist, wenn die imaginäre Linie PL parallel zur Mittellinie CL ist, der Freiwinkel als der alternative Winkel repräsentiert wird). Das heißt, wie in 5 und 6 veranschaulicht ist, berührt die erste Freifläche 131 die Oberseite 110, somit den Freiwinkel der kreisförmigen Schneidkante 111 bildend, und die zweite Freifläche 132 bildet einen kleineren Freiwinkel als die erste Freifläche 131. Selbst wenn der Freiwinkel θ1 der ersten Freifläche 131, die die kreisförmige Schneidkante 111 bildet, groß eingestellt ist, kann dementsprechend die Steifigkeit des Einsatzes 100 aufrecht erhalten werden, indem der Freiwinkel θ2 der zweiten Freifläche 132, die sich zwischen der Oberseite 110 und der Unterseite 120 des Einsatzes 100 gleichmäßig spannt, reduziert wird, das heißt durch Vergrößern des Volumens der zweiten Freifläche 132 in einen verhältnismäßig größeren Umfang. Wie in 3 veranschaulicht ist, wird ferner während einer maschinellen Bearbeitung des (nicht veranschaulichten) Werkstücks die zweite Freifläche 132, die sich gleichmäßig zwischen der Oberseite 110 und der Unterseite 120 des Einsatzes 100 spannt und in Richtung auf die Oberseite 110 und die Unterseite 120 verläuft, gegen ein Drehen in der zweiten Plattenfläche (siehe "322" in 7), die gleichmäßig in einer vertikalen Richtung des Seitenflächen-Plattenteils (siehe "320" in 7) des Werkzeughalters (siehe "300" in 7) verläuft, der im Folgenden zu beschreiben ist, abgefangen werden, so dass die Drehung der oberen Hälfte und der unteren Hälfte des Einsatzes 100 einheitlich verhindert wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik kann dementsprechend die Konzentration der Torsionsbeanspruchung auf die obere Hälfte des Einsatzes 100, was das im Stand der Technik auftretende Phänomen ist, verhindert werden. Wie in 3 veranschaulicht ist, hat ferner die zweite Freifläche 132 eine Form, so dass sie in Richtung auf die Unterseite 120 des Einsatzes 100 verbreitert ist. Dementsprechend wird während einer maschinellen Bearbeitung des Werkstücks die zweite Freifläche 132 in der gestuften Struktur (siehe "S" in 7) der ersten und zweiten Plattenflächen (siehe "321", "322" in 7), die sich gleichmäßig entlang dem Umfang des Seitenflächen-Plattenteils spannen (siehe "320" in 7), abgefangen, so dass das Phänomen eines Anhebens in Richtung der Oberseite 110 des Einsatzes 100 verhindert wird. Das heißt, da die zweite Freifläche 132 in der zweiten Plattenfläche (siehe "322" in 7) gefangen und in der ersten Plattenfläche (siehe "321" in 7) arretiert ist, kann das Phänomen, dass der Einsatz 100 in Richtung auf seine Oberseite 110 angehoben wird, verhindert werden.
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Zusätzlich kann, wie in 3 veranschaulicht ist, der Freiflächenteil 130 eine dritte Freifläche 133 aufweisen, die zwischen den ersten und zweiten Freiflächen 131, 132 entlang der ersten Wellenlinie L1 ausgebildet ist. Eine derartige dritte Freifläche 133 kann einen größeren Freiwinkel als den Freiwinkel θ1 der ersten Freifläche 131 und den Freiwinkel θ2 der zweiten Freifläche aufweisen. Konkret bewirkt die dritte Freifläche 133 eine gestufte Form zwischen den ersten und zweiten Freiflächen 131, 132, so dass während eines Befestigens mit dem Werkzeughalter (siehe "300" in 7), der im Folgenden beschrieben werden soll, zusätzlich zu der gestuften Struktur durch die Differenzen in den Freiwinkeln der ersten und zweiten Freiflächen 131, 132, die oben beschrieben wurden, die gestufte Struktur durch die dritte Freifläche 133 das Drehen und Anheben des Einsatzes 100 zusätzlich verhindern kann, indem das Befestigungsmoment mit dem Werkzeughalter (siehe "300" in 7) verstärkt wird.
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Wie in 3 veranschaulicht ist, kann weiter durch einen ersten Teil P1 der dritten Freifläche 133, der bei dem der Unterseite 120 zugewandten Tal V1 liegt, die zweite Freifläche 132 in beide Seiten geteilt werden. Da die zweite Freifläche 132 eine Form eines Sektors aufweisen kann, der in Richtung auf die Unterseite 120 verbreitert ist und sich auch weiter in Richtung der Unterseite 120 erstrecken kann, kann dementsprechend das Befestigungsmoment mit dem Werkzeughalter (siehe "300" in 7) weiter verstärkt werden, so dass die Drehung und Anhebung des Einsatzes 100 zusätzlich verhindert werden können.
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Wie in 3 veranschaulicht ist, kann zusätzlich der oben beschriebene Freiflächenteil 130 eine vierte Freifläche 134 aufweisen, die zwischen einem zweiten Teil P2, der der Unterseite 120 der zweiten und dritten Freiflächen 132, 133 zugewandt ist, und der Unterseite 120 ausgebildet sein, um einen gestuften Teil zwischen dem zweiten Teil P2 und der Unterseite 120 zu schaffen. Konkret kann, wie in 3 veranschaulicht ist, die vierte Freifläche 134 so ausgebildet sein, dass ihr Außendurchmesser geringer als der Außendurchmesser des zweiten Teils P2 ist. Durch Befestigen des Einsatzes 100 mit dem Werkzeughalter (siehe "300" in 7) kann dementsprechend die vierte Freifläche 134 die Behinderung bzw. den Eingriff mit dem Werkzeughalter (siehe "300" in 7) minimieren.
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Im Folgenden wird mit Verweis auf 8 bis 12 der Einsatz 200 gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform beschrieben.
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8 ist eine perspektivische Ansicht, die in Vergrößerung einen Einsatz gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform veranschaulicht, 9 ist eine Seitenansicht des Einsatzes von 8, 10 ist eine Untersicht des Einsatzes von 8, 11 ist eine Querschnittansicht, gelegt entlang einer Linie XI-XI von 10, und 12 ist eine Querschnittansicht, gelegt entlang einer Linie XII-XII von 10.
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Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst der Einsatz 200 eine Oberseite 210, eine Unterseite 220 und einen Freiflächenteil 230, wie in 8 bis 12 veranschaulicht ist.
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Wie in 8 veranschaulicht ist, hat die Oberseite 210 eine kreisförmige Form, in der eine kreisförmige Schneidkante 211 an ihrem Umfang ausgebildet ist, während sie an den Freiflächenteil 230 grenzt.
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Wie in 10 veranschaulicht ist, kann die Unterseite 220 eine kreisförmige Form aufweisen und, wie in 9 veranschaulicht ist, parallel zur Oberseite 210 sein. Ferner kann, wie in 9 und 10 veranschaulicht ist, die Unterseite 220 einen geringeren Außendurchmesser als die Oberseite 210 aufweisen.
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Wie in 8 bis 10 veranschaulicht ist, verbindet der Freiflächenteil 230 die Oberseite 210 mit der Unterseite 220 und kann eine ungefähr kegelstumpfartige Form mit einem größeren Außendurchmesser auf der Seite der Oberseite 210 und einem geringerem Außendurchmesser auf der Seite der Unterseite 220 aufweisen. Im Folgenden wird der Freiflächenteil 230 mit Verweis auf 9 bis 12 ausführlicher beschrieben.
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Der Freiflächenteil 230 kann in eine erste und zweite Freifläche 231, 232 entlang seinem Umfang durch eine zweite Wellenlinie L2 geteilt sein, die eine Wellenform aus der Unterseite 220 zugewandten Tälern V2 und der Oberseite 210 zugewandten Bergen M2 bildet. Wenn einer beliebigen Freifläche (siehe 231) der ersten und zweiten Freiflächen 231, 232 ein größerer Freiwinkel verliehen wird, indem der Freiwinkel der anderen Freifläche (siehe 232), die sich gleichmäßig zwischen der Oberseite 210 und der Unterseite 220 spannt, reduziert wird, das heißt, indem das Volumen der anderen Freifläche (siehe 232) in einem verhältnismäßig größeren Maße erhöht wird, kann dementsprechend die Steifigkeit des Einsatzes 200 aufrecht erhalten werden.
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Die erste Freifläche 231 kann ferner entlang ihrem Umfang eine erste Hauptfreifläche 231a, die in einer gleichen Distanz von einer ersten Nebenfreifläche 231b ausgebildet ist, und eine erste Nebenfreifläche 231b, die zwischen der ersten Hauptfreifläche 231a und der zweiten Freifläche 232 ausgebildet ist, umfassen. Konkret kann der Freiwinkel θ3 der ersten Hauptfreifläche 231 bezüglich einer Mittellinie CL, die die Mitte der Oberseite 210 mit der Mitte der Unterseite 220 verbindet, so eingestellt sein, dass er größer als der Freiwinkel θ4 der zweiten Freifläche 232 ist. Das heißt, wie in 11 und 12 veranschaulicht ist, kann die erste Hauptfreifläche 231 die Oberseite 210 berühren, somit einen Freiwinkel der kreisförmigen Schneidkante 211 bildend, und eine Vielzahl von Freiwinkeln kann in Abhängigkeit von dem (nicht veranschaulichten) Werkstück geschaffen werden. Die zweite Freifläche 232 ist derart ausgebildet, dass ihr Freiwinkel geringer als derjenige der ersten Hauptfreifläche 231a ist. Wenn ein großer Freiwinkel θ3 für die die kreisförmige Schneidkante 211 bildende erste Hauptfreifläche 231a vorgegeben wird, indem der Freiwinkel θ4 der zweiten Freifläche 232, die sich gleichmäßig zwischen der Oberseite 210 und der Unterseite 220 des Einsatzes 200 spannt, reduziert wird, das heißt, indem das Volumen der zweiten Freifläche 232 in einem verhältnismäßig größeren Maße vergrößert wird, kann demgemäß die Steifigkeit des Einsatzes 200 aufrecht erhalten werden. Wie in 9 veranschaulicht ist, kann ferner während einer maschinellen Bearbeitung des (nicht veranschaulichten) Werkstücks die zweite Freifläche 232, die sich gleichmäßig zwischen der Oberseite 210 und der Unterseite 220 des Einsatzes 200 spannt und sich in Richtung auf die Oberseite 210 und die Unterseite 220 erstreckt, dagegen abgefangen werden, in der zweiten Plattenfläche (siehe "322" in 7) zu drehen, die sich gleichmäßig in einer vertikalen Richtung des Seitenflächen-Plattenteils (siehe "320" in 7) des im Folgenden zu beschreibenden Werkzeughalters (siehe "300" in 7) erstreckt, so dass die Drehung der oberen Hälfte und der unteren Hälfte des Einsatzes 200 einheitlich verhindert wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik kann dementsprechend die Konzentration der Torsionsbeanspruchung auf die obere Hälfte des Einsatzes 200, was das Phänomen ist, das im Stand der Technik auftritt, verhindert werden. Wie in 9 veranschaulicht ist, hat ferner die zweite Freifläche 232 eine Gestalt derart, dass sie in Richtung auf die Unterseite 220 des Einsatzes 200 verbreitert ist. Während einer maschinellen Bearbeitung des Werkstücks ist dementsprechend die zweite Freifläche 232 in der gestuften Struktur (siehe "S" in 7) der ersten und zweiten Plattenflächen (siehe "321", "322" in 7), die sich gleichmäßig entlang dem Umfang des Seitenflächen-Plattenteils (siehe "320" in 7) spannen, gefangen, so dass das Phänomen eines Anhebens in Richtung der Oberseite 210 des Einsatzes 200 verhindert wird. Das heißt, da die zweite Freifläche 232 in der zweiten Plattenfläche (siehe "322" in 7) gefangen und in der ersten Plattenfläche (siehe "321" in 7) arretiert ist, kann das Phänomen, dass der Einsatz 200 in Richtung auf dessen Oberseite 210 angehoben wird, verhindert werden.
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Zusätzlich kann die oben beschriebene erste Freifläche 231 eine Übergangsfläche 231c aufweisen, die zwischen der ersten Hauptfreifläche 231a und der ersten Nebenfreifläche 231b ausgebildet ist und einen größeren Freiwinkel θ5 als den Freiwinkel θ3 der ersten Hauptfreifläche 231a aufweist. Dementsprechend ermöglicht die Übergangsfläche 231c mehr verschiedene Freiwinkel der ersten Freifläche 231. Zum Beispiel kann der Freiwinkel θ3 der ersten Hauptfreifläche 231a so eingestellt sein, dass er größer als der (nicht veranschaulichte) Freiwinkel der ersten Nebenfreifläche 231b und geringer als der Freiwinkel θ5 der Übergangsfläche 231c ist.
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Wie in 9 veranschaulicht ist, kann außerdem der oben beschriebene Freiflächenteil 230 eine untere Freifläche 233 aufweisen, die zwischen einem dritten Teil P3, der der Unterseite 220 der zweiten Freifläche 232 zugewandt ist, und der Unterseite 220 ausgebildet ist, um einen gestuften Teil zwischen dem dritten Teil P3 und der Unterseite 220 zu schaffen. Konkret kann, wie in 9 veranschaulicht ist, die untere Freifläche 234 so ausgebildet sein, dass ihr Außendurchmesser geringer als der Außendurchmesser des dritten Teils P3 ist. Während einer Befestigung des Einsatzes 200 mit dem Werkzeughalter (siehe "300" in 7) kann dementsprechend die untere Freifläche 234 die Behinderung bzw. den Eingriff mit dem Werkzeughalter (siehe "300" in 7) minimieren.
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Im Folgenden wird der Werkzeughalter gemäß einer beispielhaften Ausführungsform mit Verweis auf 7 im Detail beschrieben.
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7 veranschaulicht den Werkzeughalter des Aufbaus von 2, aus welchem der Einsatz entfernt ist.
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Wie in 7 veranschaulicht ist, enthält der Werkzeughalter 300 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform einen Unterseiten-Plattenteil 310 und einen Seitenplattenteil 320.
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Der Unterseiten-Plattenteil 310 liegt, wo die Unterseite 120 des Einsatzes 100 sitzt bzw. aufliegt, und er kann eine flache Form wie die Unterseite 120 des Einsatzes 100 aufweisen. Weiter enthält der Unterseiten-Plattenteil 310 ein an einer einem Durchgangsloch 101 des Einsatzes 100 entsprechenden Stelle gelegenes Schraubenloch 301. Zum Beispiel kann ein (nicht veranschaulichter) durch das Durchgangsloch 101 geführter Bolzen mit dem Schraubenloch 301 befestigt werden.
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Der Seitenflächen-Plattenteil 320 liegt, wo der Freiflächenteil 130 des Einsatzes 100 aufliegt, und er kann eine dem Freiflächenteil 130 des Einsatzes 100 entsprechende Form aufweisen. Das heißt, wie in 7 veranschaulicht ist, kann der Seitenflächen-Plattenteil 320 entlang seinem Umfang in erste und zweite Plattenflächen 321, 322 durch eine dritte Wellenlinie L3 geteilt sein, welche eine Wellenform aus dem Unterseiten-Plattenteil 310 zugewandten Tälern V3 und abgewandten Bergen M3 bildet.
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Wie in 7 veranschaulicht ist, kann ferner ein Begrenzungsteil S zwischen den ersten und zweiten Plattenflächen 321, 322 eine gestufte Form aufweisen, und der Begrenzungsteil auf der Seite der ersten Plattenfläche 321 kann weiter vorstehend ausgebildet sein als der Begrenzungsteil auf der Seite der zweiten Plattenfläche 322. Da die zweite Freifläche 132 des Einsatzes 100 durch den Begrenzungsteil S zwischen den ersten und zweiten Plattenflächen 321, 322, wie oben beschrieben wurde, beschränkt wird, können die Drehung und Anhebung des Einsatzes 100 verhindert werden.
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Ein Aufbau eines Einsatzes und eines Werkzeughalters gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird im Folgenden wieder mit Verweis auf 2 und 7 beschrieben.
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Der Aufbau des Einsatzes und Werkzeughalters gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfasst den Einsatz und den Werkzeughalter gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, wie in 2 und 7 veranschaulicht ist.
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Wie in 2 und 7 veranschaulicht ist, umfasst der Aufbau des Einsatzes und Werkzeughalters gemäß einer beispielhaften Ausführungsform den Einsatz 100 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform und den oben beschriebenen Werkzeughalter 300 gemäß der beispielhaften Ausführungsform.
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Die erste Freifläche 131 des Einsatzes 100 wird auf der ersten Plattenfläche 321 des Werkzeughalters 300 angeordnet, und die zweite Freifläche 132 des Einsatzes 100 wird auf der zweiten Plattenfläche 322 des Werkzeughalters 300 angeordnet. Wenn der Begrenzungsteil S zwischen den ersten und zweiten Plattenflächen 321, 322 die gestufte Gestalt aufweist und wenn auch der Begrenzungsteil auf der Seite der ersten Plattenfläche 321 weiter vorstehend als der Begrenzungsteil auf der Seite der zweiten Plattenfläche 322 ausgebildet ist, kann konkret die zweite Freifläche 132 mit dem Begrenzungsteil auf der Seite der ersten Plattenfläche 321 arretiert werden, so dass die Drehung und Anhebung des Einsatzes 100 verhindert werden können.
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Im Folgenden wird wieder mit Verweis auf 7 und 8 ein Aufbau eines Einsatzes und eines Werkzeughalters gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform beschrieben.
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Der Aufbau des Einsatzes und Werkzeughalters gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst den Einsatz und den Werkzeughalter gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform, wie in 7 und 8 veranschaulicht ist.
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Wie in 7 und 8 veranschaulicht, umfasst der Aufbau des Einsatzes und Werkzeughalters gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform den oben beschriebenen Einsatz 200 gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform und den oben beschriebenen Werkzeughalter 300 gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform.
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Die erste Freifläche 231 des Einsatzes 200 wird auf der ersten Plattenfläche 321 des Werkzeughalters 300 angeordnet, und die zweite Freifläche 232 des Einsatzes 200 wird auf der zweiten Plattenfläche 322 des Werkzeughalters 300 angeordnet. Wenn der Begrenzungsteil S zwischen den ersten und zweiten Plattenflächen 321, 322 die gestufte Form aufweist und wenn auch der Begrenzungsteil auf der Seite der ersten Plattenfläche 321 weiter vorstehend ausgebildet ist als der Begrenzungsteil auf der Seite der zweiten Plattenfläche 322, kann konkret die zweite Freifläche 232 mit dem Begrenzungsteil auf der Seite der ersten Plattenfläche 321 so arretiert werden, dass die Drehung und Anhebung des Einsatzes 200 verhindert werden können.
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Der Einsatz, der Werkzeughalter und der Aufbau davon gemäß beispielhaften Ausführungsformen, die oben beschrieben wurden, können die folgenden Effekte liefern.
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Gemäß den beispielhaften Ausführungsformen wird die technische Ausführung geschaffen, in welcher der Freiflächenteil 130 in erste und zweite Freiflächen 131, 132 entlang seinem Umfang durch die erste Wellenlinie L1 geteilt wird, die eine Wellenform aus der Unterseite 120 zugewandten Tälern V1 und der Oberseite 110 zugewandten Bergen M1 bildet. Wenn einer beliebigen Freifläche (siehe 131) der ersten und zweiten Freiflächen 131, 132 ein großer Freiwinkel vorgegeben bzw. verliehen wird, indem der Freiwinkel der anderen Freifläche (siehe 132), die sich gleichmäßig zwischen der Oberseite 110 und der Unterseite 120 des Einsatzes 100 spannt, reduziert wird, das heißt, indem das Volumen der anderen Freifläche (siehe 132) in einem verhältnismäßig größeren Maß vergrößert wird, kann dementsprechend die Steifigkeit des Einsatzes 100 aufrecht erhalten werden.
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Gemäß beispielhaften Ausführungsformen wird ferner die technische Ausführung geschaffen, in welcher der Freiflächenteil 130 des Einsatzes 100 in erste und zweite Freiflächen 131, 132 in einem gestuften Muster entlang seinem Umfang durch die erste Wellenlinie L1 geteilt sein kann, die eine Wellenform aus der Unterseite 120 zugewandten Tälern V1 und der Oberseite 110 zugewandten Bergen M1 bildet, und in der der Seitenflächen-Plattenteil 320 des Werkzeughalters 300 in erste und zweite Plattenflächen 321, 322 in einem gestuften Muster (siehe S) entlang seinem Umfang durch die dritte Wellenlinie L3 geteilt sein kann, die eine Wellenform aus dem Plattenteil 310 zugewandten Tälern V1 und abgewandten Bergen M1 bildet. Während einer maschinellen Bearbeitung des Werkstücks wird dementsprechend die erste oder zweite Freifläche 131 oder 132, die sich gleichmäßig zwischen der Oberseite 110 und der Unterseite 120 des Einsatzes 100 spannt und sich in Richtung auf die Oberseite 110 und die Unterseite 120 erstreckt, gegen Drehen in der ersten oder zweiten Plattenfläche (siehe "321" oder "322" in 7) abgefangen, die sich gleichmäßig in einer vertikalen Richtung des Seitenflächen-Plattenteils 320 erstreckt, so dass die Drehung der oberen Hälfte und der unteren Hälfte des Einsatzes 100 einheitlich verhindert wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik kann dementsprechend das Phänomen, dass die Torsionsbeanspruchung auf die obere Hälfte des Einsatzes 100 konzentriert wird, verhindert werden.
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Gemäß beispielhaften Ausführungsformen wird weiter die technische Ausführung geschaffen, in welcher der Freiflächenteil 130 des Einsatzes 100 in erste und zweite Freiflächen 131, 132 in einem gestuften Muster entlang dessen Umfang durch die erste Wellenlinie L1 geteilt sein kann, die eine Wellenform aus der Unterseite 120 zugewandten Tälern V1 und der Oberseite 110 zugewandten Bergen M1 bildet, und in der der Seitenflächen-Plattenteil 320 des Werkzeughalters 300 in erste und zweite Plattenflächen 321, 322 in einem gestuften Muster entlang dessen Umfang durch die dritte Wellenlinie L3 geteilt sein kann, die eine Wellenform aus dem Plattenteil 310 zugewandten Tälern V1 und abgewandten Bergen M1 bildet. Dementsprechend wird während einer mechanischen Bearbeitung des Werkstücks verhindert, dass die erste oder zweite Freifläche 131 oder 132, die sich gleichmäßig entlang einem Umfang des Einsatzes 100 spannt, in eine Richtung der Oberseite des Einsatzes 100 durch die erste oder zweite Plattenfläche 321 oder 322 angehoben wird, die sich gleichmäßig entlang einem Umfang des Seitenflächen-Plattenteils 320 spannt. Das heißt, da die erste oder zweite Freifläche 131 oder 132 in der ersten oder zweiten Plattenfläche 321 oder 322 arretiert ist, kann das Phänomen, dass der Einsatz 100 in eine Richtung der Oberseite 110 angehoben wird, verhindert werden.
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Obgleich beispielhafte Ausführungsformen oben im Detail beschrieben sind, ist der Umfang der vorliegenden Offenbarung hierin nicht beschränkt, sondern verschiedene Änderungen und modifizierte Formen unter Verwendung des Basiskonzepts der vorliegenden Offenbarung wie in den folgenden Ansprüchen definiert fallen ebenfalls unter den Umfang der vorliegenden Offenbarung.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Einsatz, einen Werkzeughalter und einen Aufbau davon und weist deshalb die industrielle Anwendbarkeit auf, da sie zum Schneiden eines Werkstücks geeignet bzw. verwendbar ist.
