DE112016002843T5

DE112016002843T5 - Schneidwerkzeug und Verfahren zur Herstellung eines geschnittenen Werkstücks

Info

Publication number: DE112016002843T5
Application number: DE112016002843.1T
Authority: DE
Inventors: Shin Deguchi
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2018-03-15
Also published as: CN107735203A; JPWO2016208772A1; CN107735203B; JP6467049B2; US10413978B2; US20180185933A1; WO2016208772A1

Abstract

In einer Ausführungsform weist ein Schneidwerkzeug einen Halter (3) und einen Schneideinsatz (5) auf. Der Halter ist langgestreckt, erstreckt sich entlang einer Rotationsachse ausgehend von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende. Der Halter weist eine Einsatztasche (9) an einer Seite des ersten Endes auf. Der Schneideinsatz (5) ist in der Schneidtasche angeordnet und weist eine Schneidkante auf. Die Einsatztasche weist eine Öffnung (9a, 9b) in einer Endfläche des ersten Endes und einer Außenrandfläche auf, welche zum ersten Ende des Halters benachbart ist. Der Schneideinsatz weist weiter einen ersten Abschnitt (5a) auf, welcher in einer Vorderansicht des ersten Endes weiter radial einwärts angeordnet ist als eine Außenrandöffnung (9b) der Einsatztasche. Der erste Abschnitt hat eine größere Breite (W1) als eine Breite (W2) der Öffnung in einer Richtung entlang einer Rotationsrichtung der Rotationsachse.

Description

Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Schneidwerkzeug und ein Verfahren zum Herstellen eines geschnittenen bzw. spanend-bearbeiteten Werkstücks.
Hintergrund
Ein drehbare Schneidwerkzeug, welches in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, ist ein Schneidwerkzeug, welches zum Schneiden eines Werkstückmaterials, wie beispielsweise Metall, bekannt ist. Das Schneidwerkzeug, welches in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, weist einen zylindrischen Werkzeugkörper (Halter) und Schneidkanten (Schneideinsätze) auf, welche an einer Mehrzahl von Schneidkantenschlitzen (Einsatztaschen) am Rand des Werkzeugkörpers befestigt sind.
Um zu verhindern, dass die Schneideinsätze unter einer Zentrifugalkraft herausgeschleudert werden, hat das Schneidwerkzeug, welches in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, V-Nuten an einem Basismetall für die Schneideinsätze. Die oberen Enden von Klemmschrauben sind in Kontakt mit dem V-Nuten platziert.
Die Schneideinsätze, welche beim Schneidwerkzeug, das in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, enthalten sind, können mit den Klemmschrauben unzureichend befestigt werden, wenn diese kleine V-Nuten haben, in welche die oberen Enden der Klemmschrauben in Kontakt platziert sind, und können eine geringere Haltbarkeit haben, wenn diese größere V-Nuten haben.
Zitierliste Patentliteratur

Patentliteratur 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 2003-094225

Kurzerläuterung
Gemäß der Offenbarung weist ein Schneidwerkzeug einen Halter und einen Schneideinsatz bzw. eine Wendeschneidplatte auf. Der Halter ist langgestreckt, erstreckt sich entlang einer Rotationsachse ausgehend von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende und weist eine Einsatztasche an einer Seite des ersten Endes auf. Der Schneideinsatz ist in der Schneidtasche angeordnet und weist eine Schneidkante auf. Die Einsatztasche weist eine Öffnung in einer Endfläche des ersten Endes und einer Außenrandfläche auf, welche zum ersten Ende des Halters benachbart ist. Der Schneideinsatz weist weiter einen ersten Abschnitt auf, welcher in einer Vorderansicht des ersten Endes weiter radial einwärts angeordnet ist als eine Außenrandöffnung der Einsatztasche. Der erste Abschnitt hat eine größere Breite als die Öffnung in einer Richtung entlang einer Rotationsrichtung der Rotationsachse.
Ein Verfahren zum Herstellen eines geschnittenen Werkstücks gemäß der Offenbarung weist ein Rotieren des Schneidwerkzeugs und ein Platzieren der Schneidkante, welche im rotierenden Schneidwerkzeug enthalten ist, in Kontakt mit einem Werkstückmaterial auf.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Schneidwerkzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs A1, welcher in der 1 gezeigt ist.
3 ist eine perspektivische Ansicht des Schneidwerkzeugs, welches in der 1 gezeigt ist, in einer anderen Richtung betrachtet.
4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs A2, welcher in der 3 gezeigt ist.
5 ist eine Draufsicht auf ein erstes Ende (oberes Ende) des Schneidwerkzeugs, welches in der 1 gezeigt ist.
6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs A3, welcher in der 5 gezeigt ist.
7 ist eine Seitenansicht in einer Richtung B1, welche in der 5 gezeigt ist.
8 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs A4, welcher in der 7 gezeigt ist.
9 ist eine vergrößerte Ansicht des gleichen Bereichs, wie er in der 6 gezeigt ist.
10 ist eine vergrößerte Ansicht eines Halters in dem gleichen Bereich, wie er in der 9 gezeigt ist.
11 ist eine perspektivische Ansicht eines Schneideinsatzes in dem Schneidwerkzeug, welches in der 1 gezeigt ist.
12 ist eine Seitenansicht einer ersten Seitenfläche (vordere Seitenfläche) des Schneideinsatzes, welcher in der 11 gezeigt ist.
13 ist eine Draufsicht auf eine obere Fläche des Schneideinsatzes, welcher in der 11 gezeigt ist.
14 ist eine vergrößerte Ansicht des gleichen Bereichs, wie er in der 6 gezeigt ist.
15 ist eine schematische Darstellung eines Vorgangs, welcher bei einem Verfahren zum Herstellen eines geschnittenen Werkstücks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten ist.
16 ist eine schematische Darstellung eines Vorgangs, welcher beim Verfahren zum Herstellen des geschnittenen Werkstücks gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten ist.
17 ist eine schematische Darstellung eines Vorgangs, welcher beim Verfahren zum Herstellen des geschnittenen Werkstücks gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten ist.
Detaillierte Beschreibung
Ein Schneidwerkzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Figuren, auf welche hier Bezug genommen wird, zeigen die Hauptkomponenten des Schneidwerkzeugs gemäß der vorliegenden Ausführungsform zur Erleichterung der Erläuterung. Das Schneidwerkzeug gemäß der Offenbarung kann optional Komponenten aufweisen, welche nicht gezeigt sind. Die Komponenten, welche in den Figuren gezeigt sind, müssen deren tatsächliche Abmessungen oder Abmessungsverhältnisse nicht exakt darstellen.
Wie es in den 1 bis 9 gezeigt ist, weist das Schneidwerkzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Halter 3, eine Mehrzahl von Schneideinsätzen 5 (nachfolgend ebenfalls einfach: Einsätze 5) und eine Mehrzahl von Schrauben 7 auf. Obwohl das Schneidwerkzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Mehrzahl von Einsätzen 5 und eine Mehrzahl von Schrauben 7 aufweist, kann es einen einzelnen Einsatz 5 und eine einzelne Schraube 7 aufweisen.
Der Halter 3 ist um eine Rotationsachse X1 herum drehbar und ist ein langgestrecktes Element, welches sich entlang der Rotationsachse X1 ausgehend von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt. Insbesondere ist der Halter 3 in der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen zylindrisch. Während des Schneidens eines Werkstückmaterials eines geschnittenen Werkstücks, wird der Halter 3 um die Rotationsachse X1 in einer Rotationsrichtung X2 rotiert, welche durch einen Pfeil angezeigt ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die zentrale Achse des zylindrischen Halters 3 identisch zu Rotationsachse X1 des Halters 3. Das erste Ende ist ein Ende, an welchem die Einsätze 5 angeordnet sind. Das zweite Ende ist zum ersten Ende entgegengesetzt.
Nachfolgend bezeichnet ein oberes Ende das erste Ende und bezeichnet ein hinteres Ende das zweite Ende. Beim Beschreiben der Positionen der Komponenten des Schneidwerkzeugs 1 relativ zueinander bezeichnet „benachbart zum oberen Ende angeordnet” ein näher am oberen Ende als am hinteren Ende angeordnet sein, und bezeichnet „benachbart zum hinteren Ende angeordnet” ein näher am hinteren Ende als am oberen Ende angeordnet sein. „Einwärts” oder „radial einwärts” bezeichnet die Richtung in Richtung zur Rotationsachse X1, und „auswärts” oder „radial auswärts” bezeichnet die Richtung weg von der Rotationsachse X1. Die Radial-Einwärts-Richtung ist deshalb die Richtung in Richtung zu der Rotationsachse X1, und die Radial-Auswärts-Richtung ist die Richtung von der Rotationsachse X1 weg. „In Richtung zum oberen Ende” bezeichnet die Richtung ausgehend vom hinteren Ende in Richtung zum oberen Ende des Halters 3, und „in Richtung zum hinteren Ende” bezeichnet die Richtung ausgehend vom oberen Ende in Richtung zum hinteren Ende des Halters 3. Die 1 ist eine perspektivische Ansicht des Schneidwerkzeugs 1, von welcher das hintere Ende gezeigt ist. Die 3 ist eine perspektivische Ansicht des Schneidwerkzeugs 1, von welchem das obere Ende gezeigt ist.
Der Halter 3 in der vorliegenden Ausführungsform weist eine Mehrzahl von Einsatztaschen 9 (nachfolgend einfach: Taschen 9) auf, welche benachbart zum oberen Ende angeordnet sind. Jede Tasche 9 empfängt den Einsatz 5 in einer entfernbaren Art und Weise. Die Flächen der Tasche 9 befindet sich mit dem Einsatz 5 in Kontakt oder sind dem Einsatz 5 mit einem schmalen Spalt zugewandt. Korrespondierend zur Mehrzahl der Einsätze 5, welche im Schneidwerkzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten sind, weist der Halter 3 eine Mehrzahl von Taschen 9 auf. Die Taschen 9 sind radial auswärts an dem oberen Ende des Halters 3 offen. Insbesondere sind die Taschen 9 an der Endfläche und an der Außenrandfläche des oberen Endes des Halters 3 offen. Jede Tasche 9 weist deshalb eine erste Öffnung 9a, welche in Richtung zum oberen Ende (Öffnung des oberen Endes) offen ist, und eine zweite Öffnung 9b auf, welche radial auswärts (Außenrandöffnung) offen ist.
Wie es in der 5 gezeigt ist, obwohl die Mehrzahl von Taschen in der vorliegenden Ausführungsform mit gleichen Intervallen in einer rotationssymmetrischen Art um die Rotationsachse X1 herum angeordnet sind, können die Taschen 9 ungleiche Intervalle haben. Die Struktur, mit welcher benachbarte Taschen 9 gleiche Intervalle haben, reduziert Variationen in der Schnittbelastung, welche auf die Einsätze 5 aufgebracht wird, die in den Taschen 9 befestigt sind.
Wie es in den 1 und 5 gezeigt ist, weist der Halter 3 eine Mehrzahl von Spantaschen 6 auf, welche zu der jeweiligen Einsatztasche 9 benachbart sind. Späne, welche durch den Einsatz 5 erzeugt werden, der in einer jeden Einsatztasche 9 befestigt ist, werden durch die korrespondierende Spantasche 6 weggeräumt.
Der Halter 3 kann beispielsweise aus Stahl, Gusseisen und einer Aluminiumlegierung geformt sein. Das Schneidwerkzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann den Halter 3 aufweisen, welcher aus einem hochfesten Stahl geformt ist. Der Halter 3 kann eine Größe haben, welche abhängig von der Größe des Werkstückmaterials angemessen ermittelbar ist. Zum Beispiel hat der Halter 3 eine Länge von beispielsweise in etwa 30 bis 90 mm in einer Richtung entlang der Rotationsachse X1. Der Halter 3 hat eine Breite von in etwa 20 bis 500 mm (Durchmesser) in einer Richtung senkrecht zu Rotationsachse X1. Der Halter 3 hat die Mehrzahl von Taschen 9 und ist deshalb nicht präzise zylindrisch. Der Halter 3 muss nicht aus einem einzelnen Element wie in der vorliegenden Ausführungsform geformt sein und kann aus einer Mehrzahl von Elementen geformt sein. Beispielsweise kann der Halter 3 ein Befestigungselement, welches die Einsätze 5 befestigt, und ein Körperelement aufweisen, welches den Halter befestigt.
In der vorliegenden Ausführungsform weist der Halter 3 zehn Taschen 9 auf. Die zehn Taschen 9 empfangen alle den Einsatz 5 in einer entfernbaren Art und Weise. Das Schneidwerkzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist deshalb zehn Einsätze 5 auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist jeder Einsatz 5 in der korrespondierenden Tasche 9 durch die erste Öffnung 9a hindurch in der Tasche 9 befestigt, welche in Richtung zum oberen Ende offen ist. Jeder Einsatz 5 ist in der korrespondierenden Tasche 9 mit einer Schraube 7 befestigt. Das Schneidwerkzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist deshalb zehn Schrauben 7 auf, welche verwendet werden, um die Einsätze an den Taschen 9 zu befestigen. Die Anzahl der Einsatztaschen 9, der Einsätze 5 und der Schrauben 7 muss nicht zehn sein.
Wie es in den 11 bis 13 gezeigt ist, ist jeder Einsatz 5 in der vorliegenden Ausführungsform ein langgestrecktes Element mit einer Schneidkante 11. Insbesondere ist der Einsatz 5 ein viereckiges Prisma, welches eine viereckige obere Fläche 13, eine viereckige untere Fläche 15 und Seitenflächen 17 aufweist, welche die obere Fläche 13 und die untere Fläche 15 verbinden. Wenn der Einsatz 5 am Halter 3 befestigt ist, befindet sich die obere Fläche 13 benachbart zum hinteren Ende und befindet sich die untere Fläche 15 benachbart zum oberen Ende. Die Seitenflächen 17 weisen korrespondierend zu den Seiten der viereckigen oberen Fläche 13 und der viereckigen unteren Fläche 15 vier Flächenbereiche auf, welche eine erste Seitenfläche 19, eine zweite Seitenfläche 23, eine dritte Seitenfläche 25 und eine vierte Seitenfläche 21 sind.
Wenn der Einsatz 5 am Halter 3 befestigt ist, ist die obere Fläche 13 benachbart zum hinteren Ende (die obere Seite in der 12) angeordnet und befindet sich mit der Tasche 9 im Halter 3 in Kontakt. Wenn der Einsatz 5 am Halter 3 befestigt ist, ist die untere Fläche 15 benachbart zum oberen Ende (die untere Seite in der 12) angeordnet und steht ausgehend vom Halter 3 in Richtung zum oberen Ende vor. In dieser Ausführungsform steht die untere Fläche 15 nicht vollständig ausgehend vom Halter 3 in Richtung zum oberen Ende vor, und ein Teil der unteren Fläche 15, welche benachbart zur zweiten Seitenfläche 23 ist, steht ausgehend vom Halter 3 in Richtung zum oberen Ende vor.
Die erste Seitenfläche 19 (nachfolgend die vordere Seitenfläche 19) ist ein Flächenbereich, welcher in der Rotationsrichtung X2 vorn angeordnet ist, wenn der Einsatz 5 am Halter 3 befestigt ist. Die vordere Seitenfläche 19 ist viereckig und, wenn von vorne in der Rotationsrichtung X2 betrachtet, sind ihre längeren Seiten in einer Richtung senkrecht zu Rotationsachse X1 angeordnet.
Die vierte Seitenfläche 21 (nachfolgend die hintere Seitenfläche 21) ist ein Flächenbereich, welcher in der Rotationsrichtung X2 hinten angeordnet ist, wenn der Einsatz 5 am Halter 3 befestigt ist. Die hintere Seitenfläche 21 ist entgegengesetzt zur vorderen Seitenfläche 19 angeordnet. Die hintere Seitenfläche 21 befindet sich mit der Tasche 9 in Kontakt, wenn der Einsatz 5 am Halter 3 befestigt ist.
Die zweite Seitenfläche (nachfolgend die äußere Seitenfläche 23) ist ein Flächenbereich, welcher ausgehend vom Halter 3 radial auswärts angeordnet ist, wenn der Einsatz 5 am Halter 3 befestigt ist. Die äußere Seitenfläche 23 befindet sich ausgehend vom Halter 3 radial auswärts, wenn der Einsatz 5 am Halter 3 befestigt ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Teil der äußeren Seitenfläche 23, welcher zur unteren Fläche 15 benachbart ist, ausgehend vom Halter 3 radial auswärts in der Rotationsrichtung X2 vorne angeordnet.
Die dritte Seitenfläche (nachfolgend die innere Seitenfläche 25) ist ein Flächenbereich, welcher sich ausgehend vom Halter 3 radial einwärts befindet, wenn der Einsatz 5 am Halter 3 befestigt ist. Die innere Seitenfläche 25 befindet sich mit der Tasche 9 in Kontakt, wenn der Einsatz 5 am Halter 3 befestigt ist.
Die vier Flächenbereiche, welche die vordere Seitenfläche 19, die hintere Seitenfläche 21, die äußere Seitenfläche 23 und die innere Seitenfläche 25 sind, sind im Wesentlichen viereckig. Die vier Flächenbereiche, welche die vordere Seitenfläche 21, die hintere Seitenfläche 23, die äußere Seitenfläche 25 und innere Seitenfläche 27 sind, haben jeweils vier Ecken, an welchem sich die Flächen treffen. Die obere Fläche 13, die untere Fläche 15, die vordere Seitenfläche 19, die hintere Seitenfläche 21, die äußere Seitenfläche 23 und die innere Seitenfläche 25, welche viereckig sind, bezeichnen diese Flächen, welche im Wesentlichen viereckig sind. Die Flächen müssen nicht präzise viereckig sein. Jede Seitenfläche kann ausgehend von vorne betrachtet vier runde Ecken haben. Die Seiten, welche benachbarte Ecken verbinden, müssen nicht präzise gerade sein und können partiell irregulär sein.
Obwohl die hintere Seitenfläche 21 und die innere Seitenfläche 25 mit der Tasche 9 wie oben beschrieben in Kontakt stehen, stehen die Flächen nicht vollständig mit der Tasche 9 in Kontakt. Wie es in der 6 gezeigt ist, sind die Kammlinie an der Grenze zwischen der hinteren Seitenfläche 21 und der inneren Seitenfläche 25 und die Kammlinie an der Grenze zwischen der hinteren Seitenfläche 21 und der äußeren Seitenfläche 23 im Einsatz 5 als ein viereckiges Prisma geformt und befinden sich beide von der Fläche der Tasche 9 in Abstand und nicht in Kontakt. Dies senkt die Wahrscheinlichkeit während des Schneidvorgangs, dass die Last vom Schneidwiderstand an dem Abschnitt in der Tasche 9 konzentriert wird, welcher sich mit den Kammlinien in Kontakt befindet. Diese Struktur steigert die Haltbarkeit des Halters 3.
Wie es oben beschrieben ist, weist der Einsatz 5 die Schneidkante 11 auf. Die Schneidkante 11 definiert die Kammlinie zwischen der vorderen Seitenfläche 19 und der äußeren Seitenfläche 23 und zumindest ein Teil der Kammlinie zwischen der vorderen Seitenfläche 19 und der unteren Fläche 15. Insbesondere definiert eine erste Schneidkante (nachfolgend eine Randschneidkante 27) die Kammlinie zwischen der vorderen Seitenfläche 19 und der äußeren Seitenfläche 23 und definiert eine obere Schneidkante 29 die Kammlinie zwischen der vorderen Seitenfläche 19 und der unteren Seitenfläche 15. Die Schneidkante 11 in der vorliegenden Ausführungsform weist die Randschneidkante 27 und die obere Schneidkante 29 auf. Die Randschneidkante 27 hat eine Länge von zum Beispiel in etwa 1 bis 10 mm. Die obere Schneidkante 29 hat eine Länge von in etwa 0,5 bis 10 mm.
Das Schneidwerkzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann bei einem Fräsen verwendet werden. Beim Fräsen kann das Schneidwerkzeug 1 ein Werkstückmaterial schneiden bzw. zerspanen, während sein Halter 3 um die Rotationsachse X1 rotiert wird und in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse X1 bewegt wird. Die Randschneidkante 27 kann als eine Hauptschneidkante verwendet werden, welche verwendet wird, um das Werkstückmaterial zu schneiden. Die obere Schneidkante 29 kann als eine Stirn- bzw. Neben- bzw. Planschneidkante zum Reduzieren von Unregelmäßigkeiten der bearbeiteten Oberfläche des Werkstückmaterials verwendet werden.
Die Randschneidkante 27 und die obere Schneidkante 29 sind an einem Umfang der vorderen Seitenfläche 19 angeordnet. Die vordere Seitenfläche 19 ist in der Rotationsrichtung X2 vorne angeordnet. Die vordere Seitenfläche 19 weist deshalb einen Bereich auf, welcher als eine Spanfläche dient, entlang welchem während des Schneidvorgangs Späne aus dem Weg geräumt werden.
Die Randschneidkante 27 definiert die Kammlinie zwischen der vorderen Seitenfläche 19 und der äußeren Seitenfläche 23. Die äußere Seitenfläche 23 weist deshalb einen Bereich auf, welcher als eine Flanke bzw. Freifläche dient. Die obere Schneidkante 29 definiert die Kammlinie zwischen der vorderen Seitenfläche 19 und der unteren Seitenfläche 15. Die untere Seitenfläche 15 weist deshalb auch einen Bereich auf, welcher als eine Flanke bzw. Freiflächen dient.
Der Einsatz 5 ist zum Beispiel aus einem Hartmetall oder einem Cermet geformt. Das Hartmetall kann beispielsweise WC-Co, WC-TiC-Co oder WC-TiC-TaC-Co sein. Die Zusammensetzung WC-Co wird hergestellt durch Sintern von Wolframcarbid (WC), zu welchem ein Kobaltpulver (Co-Pulver) hinzugegeben wird. Die Zusammensetzung WC-TiC-Co wird hergestellt durch Hinzugeben von Titancarbid (TiC) zur Zusammensetzung WC-Co. Die Zusammensetzung WC-TiC-TaC-Co wird hergestellt durch Hinzugeben von Tantalcarbid (TaC) zur Zusammensetzung WC-TiC-Co. Das Cermet ist ein gesintertes Verbundmaterial aus keramischen und metallischen Materialien. Beispiele weisen Cermets auf, welche hauptsächlich Titanzusammensetzungen wie beispielsweise Titancarbid (TiC) oder Titannitrid (TiN) enthalten.
Die Oberfläche des Einsatzes 5 kann durch eine chemische Gasphasenabscheidung (CVD) oder eine physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) beschichtet sein. Die Beschichtung kann z. B. TiC, TiN, Titankohlenstoffnitrid (TiCN) und Aluminiumoxid (Al₂O₃) enthalten. Um die Festigkeit bzw. Stärke der Schneidkante zu steigern, kann der Einsatz 5, welcher das Substrat aufweist, das aus den obigen Materialien geformt ist, mit einem gesinterten Diamant oder gesintertem kubischen Bornitrid (CBN) verlötet bzw. hartverlötet sein.
Der Einsatz in der vorliegenden Ausführungsform hat ein Durchgangsloch 31, welches sich zwischen der unteren Fläche 15 und der oberen Fläche 13 erstreckt. Insbesondere erstreckt sich das Durchgangsloch 31 in der vorliegenden Ausführungsform ausgehend von der unteren Fläche 15 in der Richtung entlang der Rotationsachse X1. Mit anderen Worten ist das Durchgangsloch 31 in der vorliegenden Ausführungsform an der vorderen Seitenfläche 19, der äußeren Seitenfläche 23, der hinteren Seitenfläche 21 und der inneren Seitenfläche 25 nicht offen.
Das Durchgangsloch 31, welches sich in der Richtung entlang der Rotationsachse X1 erstreckt, muss kein Durchgangsloch 31 sein, welches sich präzise parallel zur Rotationsachse X1 erstreckt. Das Durchgangsloch 31 kann sich im Wesentlichen ausgehend von der unteren Fläche 15 zur oberen Fläche 13 erstrecken. Das Durchgangsloch 31 kann bezüglich der Rotationsachse X1 mit einem Winkel von zum Beispiel in etwa 10° geneigt sein.
Das Durchgangsloch 31 erlaubt es dem Einsatz, an (z. B. in) den Halter 3 geschraubt zu sein. Insbesondere ist der Einsatz 5 am Halter 3 durch Einsetzen einer Schraube 7 in das Durchgangsloch 31 im Einsatz 5 befestigt, wobei ein oberes Ende der Schraube 7 in ein Gewindeloch im Halter 3 eingesetzt ist und die Schraube 7 im Gewindeloch befestigt ist.
Obwohl sich das Durchgangsloch 31 zum Befestigten des Einsatzes 5 am Halter 3 mit der Schraube 7 in einer anderen Richtung erstrecken kann als die Richtung entlang der Rotationsachse X1, erlaubt es das Durchgangsloch 31, welches sich wie in der vorliegenden Ausführungsform in der Richtung entlang der Rotationsachse X1 erstreckt, ein Verkleinern des Schneidwerkzeugs 1. Der Einsatz 5, welcher das Durchgangsloch 31 aufweist, das sich in der Richtung entlang der Rotationsachse X1 erstreckt, muss an dessen Vorderseite keinen Raum zum Befestigen der Schraube 7 haben, und deshalb kann eine Dicke eines Teils, welcher ausgehend von der Randschneidkante 27 in der Rotationsrichtung X2 hinten angeordnet ist, gesteigert sein. Diese Struktur erlaubt es, den Halter 3 zu verkleinern. Der Einsatz 5 kann wie oben beschrieben eine gesteigerte Dicke haben. Deshalb kann der Halter 3 mehrere Einsätze 5 aufweisen und kann die Schneideffizienz verbessert sein.
Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform der Einsatz 5 am Halter 3 befestigt ist durch Einsetzen der Schraube 7 in das Durchgangsloch 31 im Einsatz 5, kann der Einsatz 5 am Halter 3 mit irgendeiner Technik befestigt sein, wie beispielsweise unter Verwendung einer Klemmstruktur.
Der Einsatz 5 kann irgendeine Größe haben. In dessen Draufsicht, welche in der 13 gezeigt ist, kann der Einsatz 5 beispielsweise eine maximale Breite von in etwa 5 bis 20 mm zwischen der vorderen Seitenfläche 19 und der hinteren Seitenfläche 21 haben. Der Einsatz 5 kann ebenfalls eine maximale Breite von in etwa 5 bis 20 mm zwischen der inneren Seitenfläche 25 und der äußeren Seitenfläche 23 haben und kann weiter eine maximale Distanz von in etwa 3 bis 10 mm zwischen der oberen Fläche 13 und der unteren Fläche 15 in der Richtung entlang der zentralen Achse des Durchgangslochs 31 haben.
Beim Schneidwerkzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Einsatz 5 am Halter 3 befestigt, um eine Randschneidkante 27 zu haben, die bezüglich der Rotationsachse X1 geneigt ist. Dieser Neigungswinkel, welcher gewöhnlich als ein Axialspanwinkel bezeichnet wird, ist in der vorliegenden Ausführungsform größer als 0° und nicht größer als 20°.
Wie es in der 10 gezeigt ist, weist die Tasche 9 im Halter 3 eine erste Innenfläche 33, eine zweite Innenfläche 35, eine dritte Innenfläche 37 und eine vierte Innenfläche 39 als ihre Innenwandflächen und eine fünfte Innenfläche 41 als ihre Bodenfläche auf.
Unter den vier Innenwandflächen ist die erste Innenfläche 33 in der Rotationsrichtung X2 hinten angeordnet. Die erste Innenfläche 33 weist in der Rotationsrichtung X2 nach vorne und befindet sich mit der hinteren Seitenfläche 21 des Einsatzes 5 in Kontakt.
Unter den vier Innenflächen ist die zweite Innenfläche 35 in der Rotationsrichtung X2 hinten angeordnet. Die zweite Innenfläche 35 befindet sich benachbart zur ersten Innenfläche 33 und ist radial weiter auswärts als die erste Innenfläche 33 angeordnet.
Unter den vier Innenwandflächen ist die dritte Innenfläche 37 radial einwärts und benachbart zur ersten Innenfläche 33 angeordnet. Die dritte Innenfläche 37 weist in Richtung zum Außenrand des Halters 3. Die dritte Innenfläche 37 befindet sich mit der inneren Seitenfläche 25 des Einsatzes 5 in Kontakt.
Unter den vier Innenwandflächen ist die vierte Innenfläche 39 in der Rotationsrichtung X2 vorne angeordnet und ist der vorderen Seitenfläche 19 des Einsatzes 5 zugewandt. Ein schmaler Spalt zwischen der dritten Innenfläche 37 der Tasche 9 und der vorderen Seitenfläche 19 des Einsatzes 5 erlaubt es dem Einsatz 5, in der Tasche 9 einfach befestigt zu sein.
Die fünfte Innenfläche 41 ist die innere Bodenfläche benachbart zum hinteren Ende. Die fünfte Innenfläche 41 ist benachbart zur ersten Innenfläche 33, zur zweiten Innenfläche 35, zur dritten Innenfläche 37 und zur vierten Innenfläche 39 angeordnet und weist in Richtung zum oberen Ende des Halters 3. Die fünfte Innenfläche 41 ist mit der oberen Fläche 13 des Einsatzes 5 in Kontakt platziert.
In der vorliegenden Ausführungsform befinden sich die hintere Seitenfläche 21, die innere Seitenfläche 25 und die obere Fläche 13 des Einsatzes 5 in Kontakt mit der ersten Innenfläche 33, der dritten Innenfläche 37 bzw. der fünften Innenfläche 41 der Tasche 9, um den Einsatz 5 in der Tasche 9 zu positionieren.
Beim Schneidwerkzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform befindet sich die hintere Seitenfläche 21 des Einsatzes 5 in Kontakt mit der Fläche der Tasche 9, oder insbesondere in Kontakt mit der ersten Innenfläche 33, wohingegen die vordere Seitenfläche 19 des Einsatzes von der Fläche der Tasche 9 im Abstand angeordnet ist, oder insbesondere von der vierten Innenfläche 39. Insbesondere ist die hintere Seitenfläche 21 des Einsatzes in der Rotationsrichtung X2 hinten angeordnet und befindet sich deshalb mit der ersten Innenfläche 33 in Kontakt. Diese Anordnung erlaubt es dem Halter 3, den Einsatz 5 gegen den Schneidwiderstand stabil zu halten, welcher durch die Randschneidkante 27 in der Rotationsrichtung X2 nach hinten wirkt, wenn ein Werkstückmaterial mit der Randschneidkante 27 geschnitten wird.
Wie es oben beschrieben ist, weist die Tasche 9 in der vorliegenden Ausführungsform die Öffnung 9a, welche in Richtung zum oberen Ende offen ist, und die zweite Öffnung 9b auf, welche radial auswärts offen ist. Wie es in der 8 gezeigt ist, ist die erste Öffnung 9a in einer Seitenansicht des Halters 3 sichtbar. Insbesondere ist die erste Öffnung 9a ein Teil einer Ebene, welche die obere Endfläche des Halters 3 aufweist, und ist durch die erste Innenfläche 33, die zweite Innenfläche 35, die dritte Innenfläche 37 und die vierte Innenfläche 39 definiert. Wie es in der 6 gezeigt ist, ist die zweite Öffnung 9b in einer Oberes-Ende-Ansicht des Halters 3 sichtbar. Insbesondere ist die zweite Öffnung 9b ein Teil einer Ebene, welche eine Linie aufweist, die ein Außenrandende der zweiten Innenfläche 35 und ein Außenrandende der vierten Innenfläche 39 miteinander verbindet, und ist durch die zweite Innenfläche 35, die vierte Innenfläche 39, die fünfte Innenfläche 41 und eine Ebene definiert, welche erhalten wird durch Erweitern der oberen Endfläche des Halters 3, unter den Ebenen, welche zur fünften Innenfläche 41 senkrecht sind.
In der Vorderansicht der oberen Endfläche des Schneidwerkzeugs 1 (nachfolgend als Oberes-Ende-Ansicht des Schneidwerkzeugs 1 oder einfach als eine Oberes-Ende-Ansicht bezeichnet), wie in der 6, weist der Einsatz 5 der vorliegenden Ausführungsform einen ersten Abschnitt 5a, welcher weiter radial einwärts angeordnet ist als eine Außenrandöffnung (zweite Öffnung 9b) in der Tasche 9. In der Richtung entlang der Rotationsachse X2 hat der erste Abschnitt 5a eine Breite W1, welche größer ist als eine Breite W2 der zweiten Öffnung 9b.
Mit anderen Worten hat der Einsatz 5 einen Abschnitt, welcher weiter radial einwärts angeordnet ist als die zweite Öffnung 9b und hat eine Breite größer als die Breite W2 der zweiten Öffnung 9b in der Richtung entlang der Rotationsachse X2. Dieser Abschnitt ist nachfolgend als der erste Abschnitt 5a bezeichnet.
Eine erste virtuelle gerade Linie L1 erstreckt sich radial ausgehend von einem in der Rotationsrichtung X2 hinteren Ende des ersten Abschnitts 5a. Eine zweite virtuelle gerade Linie L2 erstreckt sich an einem in der Rotationsrichtung X2 vorderen Ende des ersten Abschnitts 5a und erstreckt sich parallel zur ersten virtuellen geraden Linie L1. Die Distanz zwischen der ersten virtuellen geraden Linie L1 und der zweiten virtuellen geraden Linie L2 kann als die Breite W1 des ersten Abschnitts 5a in einer Richtung entlang der Rotationsrichtung X2 definiert sein.
Die Breite W2 der zweiten Öffnung 9b in der Richtung entlang der Rotationsrichtung X2 ist in der unten beschriebenen Art definiert. Die Tasche 9 hat an einer Position, welche in Richtung der Rotationsrichtung X2 vorwärts liegt, ein vorderes Ende, welches in deren Abschnitt radial am weitesten auswärts angeordnet ist, um mit der Seitenfläche 17 des Einsatzes 5 in Kontakt platziert zu sein oder zu dieser zu weisen. Die Tasche 9 hat, an einer Position, welche in der Rotationsrichtung X2 rückwärts liegt, ein hinteres Ende, welches in deren Abschnitt radial am weitesten auswärts angeordnet ist, um mit der Seitenfläche 17 des Einsatzes 5 in Kontakt platziert zu sein oder zu dieser zu weisen.
Eine dritte virtuelle gerade Linie L3 erstreckt sich radial ausgehend vom hinteren Ende. Eine vierte virtuelle gerade Linie L4 erstreckt sich am vorderen Ende und erstreckt sich parallel zur dritten virtuellen geraden Linie L3. Die Distanz zwischen der dritten virtuellen geraden Linie L3 und der vierten virtuellen geraden Linie L4 kann als die Breite W2 der zweiten Öffnung 9b in der Richtung entlang der Rotationsrichtung X2 definiert sein.
„Radial einwärts angeordnet sein” bezeichnet hier, weiter radial innen angeordnet zu sein als ein virtueller Kreis, welcher die Rotationsachse X1 als dessen Mittelpunkt hat und welcher durch einen Referenzbereich in der Oberes-Ende-Ansicht des Schneidwerkzeugs 1 hindurchtritt. Zum Beispiel bezeichnet der erste Abschnitt 5a, welcher sich weiter radial einwärts befindet als die zweite Öffnung 9b, den ersten Abschnitt 5a, welcher weiter radial einwärts angeordnet ist als ein virtueller Kreis, der die Rotationsachse X1 als dessen Mittelpunkt hat und der durch die zweite Öffnung 9b in der Oberes-Ende-Ansicht des Schneidwerkzeugs 1 hindurchtritt.
Insbesondere bei der Schneidbearbeitung, wie beispielsweise beim Fräsen, wird das Schneidwerkzeug 1 mit einer großen Geschwindigkeit rotiert und wirkt auf den Einsatz 5 eine große Zentrifugalkraft. In der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Einsatz 5 unter einer großen Zentrifugalkraft während des Schneidvorgangs platziert ist, wird der erste Abschnitt 5a im Einsatz 5 an der zweiten Öffnung 9b in der Tasche 9 gehalten. Es ist deshalb weniger wahrscheinlich, dass der Einsatz 5 durch die Zentrifugalkraft nach außen herausgeschleudert wird.
Der Einsatz 5 eliminiert eine Klemmstruktur, wie beispielsweise V-Nuten, als einen Herausschleuder-Schutzmechanismus. Der Einsatz 5 kann deshalb eine große Haltbarkeit haben. Der Einsatz 5, welcher keine Klemmstruktur unter Verwendung von Klemmschrauben aufweist, muss keinen Raum zum Befestigen von Klemmschrauben in der Rotationsrichtung X2 vorne haben. Dies erlaubt ein Verkleinern des Halters 3 und steigert die Anzahl von Einsätzen 5, welche am Halter 3 befestigbar sind.
In der vorliegenden Ausführungsform können die zweite Öffnung 9b und der erste Abschnitt 5a die folgende Beziehung erfüllen, wie es in der 14 gezeigt ist. In der Oberes-Ende-Ansicht hat der erste Abschnitt 5a eine Länge D2, welche größer ist als eine Länge D1 der zweiten Öffnung 9b in einer Richtung parallel zur Öffnungslänge der zweiten Öffnung 9b. Diese Struktur erlaubt es ebenfalls, eine Wahrscheinlichkeit zu senken, dass der Einsatz 5 zur Außenseite unter einer großen Zentrifugalkraft herausgeschleudert wird.
Wie es in der 14 gezeigt ist, ist die Länge D1 der zweiten Öffnung 9b eine direkte Distanz zwischen dem vorderen Ende und dem hinteren Ende der zweiten Öffnung 9b in der Oberes-Ende-Ansicht. Die Länge D2 des ersten Abschnitts 5a ist ein Maximalwert für die Länge des ersten Abschnitts 5a in der Richtung parallel zur Länge D1 der zweiten Öffnung 9b in der Oberes-Ende-Ansicht.
In der vorliegenden Ausführungsform können die vordere Seitenfläche 19 und die hintere Seitenfläche 21 des Einsatzes 5 zueinander parallel sein, wie es in der 9 gezeigt ist. In einer Richtung senkrecht zur vorderen Seitenfläche 19 kann eine Distanz D3 zwischen der vorderen Seitenfläche 19 und der hinteren Seitenfläche 21 größer sein als eine Breite D4 der zweiten Öffnung 9b. Der Einsatz 5 mit der vorderen Seitenfläche 19 und der hinteren Seitenfläche 21 mit den obigen Abmessungen kann die Breite W1 des ersten Abschnitts 5a haben, welche größer ist als die Breite W2 der zweiten Öffnung 9b. Diese Struktur reduziert die Wahrscheinlichkeit, dass der Einsatz unter einer großen Zentrifugalkraft nach außen herausgeschleudert wird.
Die vordere Seitenfläche 19 und die hintere Seitenfläche 21, welche zueinander parallel sind, können hier nicht als die Flächen bezeichnet sein, welche präzise zueinander parallel sind, aber als die Flächen, welche im Wesentlichen zueinander parallel sein können. Zum Beispiel kann die hintere Seitenfläche 21 mit einem Winkel von in etwa 5° mit Bezug auf die vordere Seitenfläche 19 geneigt sein.
Wie es oben beschrieben ist, können die Innenwandflächen der Tasche 9 der vorliegenden Ausführungsform die zweite Innenfläche 35 aufweisen, welche weiter radial auswärts angeordnet ist als die erste Innenfläche 33, die in Kontakt mit der hinteren Seitenfläche 21 des Einsatzes 5 platziert ist, wie es in der 10 gezeigt ist. Die zweite Innenfläche 35 ist weiter radial auswärts angeordnet als irgendeine andere Innenwandfläche der Tasche 9. Die zweite Innenfläche 35 weist ein Ende 35a auf, welches in der Rotationsrichtung X2 vorne angeordnet ist. Das Ende 35a ist ein Teil der zweiten Öffnung 9b, welche in der 9 gezeigt ist. In der Oberes-Ende-Ansicht kann im Verlauf in einer Richtung nach weiter radial auswärts die zweite Innenfläche 35 in der Rotationsrichtung X2 vorwärts geneigt sein. Mit anderen Worten kann die zweite Innenfläche 35 ausgehend von der ersten Innenfläche 33 ausgehend von der Rückseite in der Rotationsrichtung X2 nach vorne vorstehen.
„Radial auswärts angeordnet sein” bezeichnet hier weiter radial auswärts angeordnet zu sein als ein virtueller Kreis, welcher die Rotationsachse X1 als dessen Mittelpunkt hat und welcher durch einen Referenzbereich in der Oberes-Ende-Ansicht des Schneidwerkzeugs 1 hindurchtritt. Zum Beispiel bezeichnet die zweite Innenfläche 35, welche radial weiter auswärts angeordnet ist als die erste Innenfläche 33, die zweite Innenfläche 35, welche radial weiter auswärts angeordnet ist als ein virtueller Kreis, der die Rotationsachse X1 als dessen Durchmesser hat und der durch die erste Innenfläche 33 in der Oberes-Ende-Ansicht des Schneidwerkzeugs 1 hindurchtritt.
Der Einsatz 5, welcher die obige zweite Innenfläche 35 aufweist, kann die Breite W1 des ersten Abschnitts 5a haben, welche größer ist als die Breite W2 der zweiten Öffnung 9b, ohne beispielsweise V-Nuten aufzuweisen oder eine komplizierte Struktur zu haben. Unter einer großen Zentrifugalkraft kann der Einsatz 5 deshalb an der zweiten Innenfläche 35 gehalten werden. Dies reduziert die Wahrscheinlichkeit, dass der Einsatz 5 zur Außenseite herausgeschleudert wird.
In der vorliegenden Ausführungsform kann sich die zweite Innenfläche 35 weiter radial auswärts als das radial einwärtige Ende der äußeren Seitenfläche 23 erstrecken. Diese Struktur erlaubt es dem Einsatz 5, einen größeren Bereich für die hintere Seitenfläche 21 zu haben, welcher sich mit der Tasche 9 in Kontakt befinden soll, und eine Breite W1 des ersten Abschnitts 5a zu haben, welche größer ist als die Breite W2 der zweiten Öffnung 9b. Dies ermöglicht das Zurückhalten des Einsatzes 5 im Halter 3 während die Wahrscheinlichkeit gesenkt wird, dass der Einsatz 5 nach außen herausgeschleudert wird.
Die zweite Innenfläche 35 in der vorliegenden Ausführungsform kann radial weiter einwärts angeordnet sein als die Randschneidkante 27, welche im Einsatz 5 enthalten ist. Für die zweite Innenfläche 35, welche radial weiter einwärts angeordnet ist als die Randschneidkante 27, ist es unwahrscheinlich, während des Schneidvorgangs mit einem Werkstückmaterial in Kontakt zu treten, und deshalb ist es unwahrscheinlich, dass sie beschädigt wird. Dies senkt ebenfalls die Wahrscheinlichkeit, dass die spanend-bearbeitete Oberfläche des Werkstückmaterials beschädigt wird.
In der Oberes-Ende-Ansicht kann sich die zweite Innenfläche 35 vom Einsatz 5 im Abstand befinden. Mit anderen Worten kann ein Spalt zwischen der zweiten Innenfläche 35 und dem Einsatz 5 geformt sein. In der vorliegenden Ausführungsform ist die innere Seitenfläche 25 des Einsatzes 5 in Kontakt mit der dritten Innenfläche 37 der Tasche 9 platziert. Deshalb, wenn ein Spalt zwischen der äußeren Seitenfläche 23, welches sich entgegengesetzt zur inneren Seitenfläche 25 des Einsatzes 5 befindet, und der zweiten Innenfläche 35 der Tasche 9 geformt ist, kann der Einsatz 5 einfach in der Tasche 9 befestigt sein.
Die zweite Innenfläche 35 kann andere Abmessungen haben, welche es der Breite W2 der zweiten Öffnung 9b erlauben, kleiner zu sein als die Breite W1 des ersten Abschnitts 5a des Einsatzes 5.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die zweite Innenfläche 35 einen vorstehenden Abschnitt (Vorsprung 47) aufweisen, wie es in der Oberes-Ende-Ansicht des Schneidwerkzeugs 1 in der 9 gezeigt ist. Der Vorsprung 47 hat ausgehend von der Rotationsachse X1 eine Radialbreite W3, welche in Richtung der Rotationrichtung X2 graduell abnimmt. Insbesondere kann der Vorsprung 47 in der vorliegenden Ausführungsform an dessen Basisabschnitt, welcher in der Rotationsrichtung X2 hinten angeordnet ist, ausgehend von der Rotationsachse X1 eine größere Radialbreite W2 haben als an dessen oberem Endabschnitt, welcher in der Rotationsrichtung X2 vorne angeordnet ist.
Diese Struktur steigert die Haltbarkeit des Vorsprungs 47, um ein Brechen des Vorsprungs 47 zu verhindern. Der Vorsprung 47 verhindert somit konstant, dass der Einsatz 5 zur Außenseite herausgeschleudert wird. Darüber hinaus hat der Einsatz keine große Radialbreite W3 über den gesamten Vorsprung 47 hinweg. Diese Struktur senkt die Wahrscheinlichkeit, dass der Vorsprung 47 radial auswärts vorsteht und das Werkstückmaterial berührt.
Die Breite W3 des Basisabschnitts des Vorsprungs 47 kann beispielsweise in etwa 1 bis 20% der Radialbreite des Einsatzes 5 ausgehend von der Rotationsachse X1 sein. Der Vorsprung 47 kann eine Länge von etwa 0,5 bis 40% der Länge des Einsatzes 5 in der Richtung entlang der Rotationsrichtung X2 haben. Die Innenseitenfläche des Vorsprungs 47 oder der zweiten Innenfläche 35 kann mit einem Winkel von in etwa 90° bis 170° mit Bezug auf die erste Innenfläche 33 in der Oberes-Ende-Ansicht geneigt sein.
In der vorliegenden Ausführungsform kann in der Oberes-Ende-Ansicht die zweite Innenfläche 35 einen Neigungswinkel Θ1 bezüglich der ersten Innenfläche 33 haben, welcher geringer ist als ein Neigungswinkel Θ2 der dritten Innenfläche 37 mit Bezug auf die erste Innenfläche 33. Wie es oben beschrieben ist, weist der Einsatz 5 die obere Fläche 13, die untere Fläche 15 und die Seitenflächen 17 auf. Die Seitenflächen 17 weisen die vordere Seitenfläche 19, die hintere Seitenfläche 21, die äußere Seitenfläche 23 und die innere Seitenfläche 25 auf. Wie es in der 2 gezeigt ist, weist die vordere Seitenfläche 19 des Einsatzes 5 in der vorliegenden Ausführungsform eine erste Fläche 43 (Spanfläche 43) entlang der Randschneidkante 27 und eine zweite Fläche 45 (ansteigende Wand 45) auf, welche weiter radial einwärts als die Spanfläche 43 angeordnet ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Innenrandende der Spanfläche 43 angrenzend zur ansteigenden Wand 45 angeordnet. Die Spanfläche 43 ist ein Bereich zum Wegräumen von Spänen, welche durch die Randschneidkante 27 während des Schneidvorgangs erzeugt werden. Die Spanfläche 43 ist bei größeren Distanzen ausgehend von der Randschneidkante 27 in Richtung zur hinteren Seitenfläche 21 geneigt, um die Späne sanft wegzuräumen. Der Einsatz 5 in der vorliegenden Ausführungsform weist die obere Schneidkante 29 auf. Die vordere Seitenfläche 19 des Einsatzes 5 weist deshalb eine weitere Spanfläche entlang der oberen Schneidkante 29 zusätzlich zur Spanfläche 43 auf.
Die ansteigende Wand 45 ist weiter radial einwärts als die Spanfläche 43 angeordnet. Die ansteigende Wand 45 ist bei größeren Distanzen von der Spanfläche 43 von der hinteren Seitenfläche 21 weg geneigt. Mit anderen Worten ist die ansteigende Wand 45 im Verlauf einer Richtung nach weiter radial einwärts in der Rotationsrichtung X2 vorwärts geneigt. Insbesondere kann die ansteigende Wand 45 mit einem Winkel von zum Beispiel 10 bis 15° mit Bezug auf die Spanfläche 43 in der vorliegenden Ausführungsform geneigt sein. Die ansteigende Wand 45 kann verwendet werden, um die Späne, welche von der Spanfläche 43 gesammelt werden, in Wendel bzw. Spiralen zu locken.
Beim Schneidwerkzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in der Oberes-Ende-Ansicht die zweite Öffnung 9b der Tasche 9 weiter radial einwärts als die ansteigende Wand 45 angeordnet, wie in der 9. Insbesondere befindet sich das vordere Ende in der zweiten Öffnung 9b der Tasche 9 weiter radial einwärts als die ansteigende Wand 45. Diese Struktur senkt die Wahrscheinlichkeit, dass Späne von der ansteigenden Wand 45 mit der Tasche 9 zusammenstoßen, und erlaubt es, dass die Späne durch die Spantasche 6 sanft weggeräumt werden. Es ist deshalb weniger wahrscheinlich, dass die Tasche 9 beschädigt wird, und es ist weniger wahrscheinlich, dass sie mit Spänen verstopft wird.
In der Oberes-Ende-Ansicht weist die geneigte ansteigende Wand 45 ein erstes Ende 45a auf, welches in der Rotationsrichtung X2 vorne angeordnet ist. Das erste Ende 45a ist in der Rotationsrichtung X2 weiter vorne angeordnet als die Randschneidkante 27. Diese Struktur erlaubt es Spänen, welche durch die Randschneidkante 27 erzeugt werden, mit der ansteigenden Wand 45 in einer verlässlichen Art und Weise in Kontakt zu treten. Deshalb ist es für die Späne, welche durch die Randschneidkante 27 erzeugt werden, weniger wahrscheinlich, mit dem Halter 3 in Kontakt zu gelangen, bevor sie die Spanfläche 43 und die ansteigende Wand 45 kontaktieren. Es ist deshalb weniger wahrscheinlich, dass der Halter 3 beschädigt wird.
Wie es in den 11 und 13 gezeigt ist, weist die äußere Seitenfläche 23 des Einsatzes 5 in der vorliegenden Ausführungsform einen ersten Bereich 23a, welcher benachbart zur vorderen Seitenfläche 19 angeordnet ist, und einen zweiten Bereich 23b auf, welcher benachbart zur hinteren Seitenfläche 21 angeordnet ist. Der zweite Bereich 23b ist in Richtung zur Rotationsachse X1 mit Bezug auf den ersten Bereich 23a graduell in Richtung zur hinteren Seitenfläche 21 geneigt. Wie es in der 6 gezeigt ist, erstreckt sich die zweite Innenfläche 35 weiter radial auswärts als das radial einwärts gelegene Ende des zweiten Bereichs 23b der äußeren Seitenfläche 23. Diese Struktur steigert einfach die Breite W3 des Vorsprungs 47 in der Radialrichtung von der Rotationsachse X1 und steigert deshalb die Festigkeit bzw. Stärke des Vorsprungs 47.
Obwohl das Schneidwerkzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben wurde, ist die Struktur des Schneidwerkzeugs nicht auf diese Ausführungsform beschränkt.
Ein Verfahren zum Herstellen eines geschnittenen Werkstücks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Das geschnittene Werkstück wird hergestellt durch Schneiden des Werkstückmaterials 101. Das Verfahren zum Herstellen des geschnittenen Werkstücks gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die nachfolgend beschriebenen Vorgänge auf:

(1) Rotieren des Schneidwerkzeugs 1 gemäß der obigen Ausführungsform um die Rotationsachse X1,
(2) Platzieren der Schneidkante 11, welche im rotierenden Schneidwerkzeug 1 enthalten ist, in Kontakt mit dem Werkstückmaterial 101, und
(3) Bewegen des Schneidwerkzeugs 1 vom Werkstückmaterial 101 weg.

Insbesondere, wie es in der 14 gezeigt ist, wird das Schneidwerkzeug 1 um die Rotationsachse X1 herum rotiert, während es in einer Richtung Y1 bewegt wird. Dies erlaubt es dem Schneidwerkzeug 1, sich relativ zum Werkstückmaterial 101 anzunähern. Nachfolgend, wie es in der 15 gezeigt ist, werden die Schneidkanten 11, welche im Schneidwerkzeug 1 enthalten sind, in Kontakt mit dem Werkstückmaterial 101 platziert, um das Werkstückmaterial 101 zuschneiden. In der vorliegenden Ausführungsform dienen die Randschneidkante 27 und die obere Schneidkante 29 im Einsatz als die Schneidkanten 11, welche in Kontakt mit dem Werkstückmaterial 101 platziert sind. Wie es in der 16 gezeigt ist, wird das Schneidwerkzeug 1 dann in einer Richtung Y2 bewegt, um sich vom Werkstückmaterial 101 relativ weg zu bewegen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Werkstückmaterial 101 festgelegt und wird das Schneidwerkzeug 1 in Richtung zum Werkstückmaterial 101 bewegt, während das Schneidwerkzeug 1 um die Rotationsachse X1 herum rotiert wird. In der 15 werden die Schneidkanten 11, welche in den rotierenden Einsätzen enthalten sind, in Kontakt mit dem Werkstückmaterial 101 platziert, um das Werkstückmaterial 101 zu schneiden. In der 16 wird das Schneidwerkzeug 1 vom Werkstückmaterial 101 weg bewegt, während es rotiert.
Während des Schneidvorgangs, welcher durch das Herstellungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform umgesetzt wird, wird bei jedem Vorgang das Schneidwerkzeug 1 bewegt, um mit dem Werkstückmaterial 101 in Kontakt zu gelangen, oder wird vom Werkstückmaterial 101 weg bewegt. Jedoch ist das Verfahren auf diese Ausführungsformen nicht beschränkt.
Beispielsweise kann beim Vorgang (1) das Werkstückmaterial 101 in Richtung zum Schneidwerkzeug 1 bewegt werden. Auf gleiche Art kann beim Vorgang (3) das Werkstückmaterial 101 vom Schneidwerkzeug 1 weg bewegt werden. Um den Schneidvorgang fortzusetzen, können die Schneidkanten 11, welche in den Einsätzen enthalten sind, wiederholt in Kontakt mit verschiedenen Abschnitten des Werkstückmaterials 101 gebracht werden, während das Schneidwerkzeug 1 weiter rotiert wird.
Das Werkstückmaterial 101 kann typischerweise aus zum Beispiel Aluminium, Kohlenstoffstahl, Stahllegierungen, rostfreiem Stahl, Gusseisen oder Nichteisenmetallen geformt sein.
Bezugszeichenliste

1: Schneidwerkzeug
3: Halter
5: Schneideinsatz (Einsatz)
5a: erster Abschnitt
6: Spantasche
7: Schraube
9: Tasche
9a: erste Öffnung
9b: zweite Öffnung
11: Schneidkante
13: obere Fläche
15: untere Fläche
17: Seitenfläche
19: erste Seitenfläche (vordere Seitenfläche)
21: vierte Seitenfläche (hintere Seitenfläche)
23: zweite Seitenfläche (äußere Seitenfläche)
23a: erster Bereich
23b: zweiter Bereich
25: dritte Seitenfläche (innere Seitenfläche)
27: erste Schneidkante (Randschneidkante)
29: obere Schneidkante
31: Durchgangsloch
33: erste Innenfläche
35: zweite Innenfläche
35a: Ende
37: dritte Innenfläche
39: vierte Innenfläche
41: fünfte Innenfläche
43: erste Fläche (Spanfläche)
45: zweite Fläche (ansteigende Wand)
47: Vorsprung
101: Werkstückmaterial

Claims

Ein Schneidwerkzeug, aufweisend: einen Halter, welcher langgestreckt ist und sich ausgehend von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende entlang einer Rotationsachse erstreckt und eine Einsatztasche an einer Seite des ersten Endes aufweist, wobei die Einsatztasche eine Öffnung aufweist, welche in einer Endfläche des ersten Endes des Halters und in einer Außenrandfläche angeordnet ist, und einen Schneideinsatz, welcher in der Einsatztasche angeordnet ist und aufweist: eine Schneidkante und einen ersten Abschnitt, welcher in einer Vorderansicht des ersten Endes radial weiter einwärts als eine Außenrandöffnung der Einsatztasche angeordnet ist, wobei der erste Abschnitt eine größere Breite als die Öffnung entlang einer Richtung einer Rotationsrichtung der Rotationsachse hat.
Das Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 1, wobei in der Vorderansicht des ersten Endes der erste Abschnitt eine Länge hat, welche in einer Richtung parallel zu einer Öffnungslänge der Öffnung größer ist als die Öffnungslänge der Öffnung.
Das Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Schneideinsatz aufweist: eine erste Seitenfläche, welche in der Rotationsrichtung vorne angeordnet ist, eine zweite Seitenfläche, welche ausgehend von der Rotationsachse radial auswärts angeordnet ist, eine dritte Seitenfläche, welche weiter radial einwärts angeordnet ist als die zweite Seitenfläche und sich mit der Einsatztasche in Kontakt befindet, und eine vierte Seitenfläche, welche in der Rotationsrichtung weiter hinten angeordnet ist als die erste Seitenfläche und sich mit der Einsatztasche in Kontakt befindet, wobei die Schneidkante eine erste Schneidkante aufweist, welche an einer Grenze zwischen der ersten Seitenfläche und der zweiten Seitenfläche angeordnet ist, wobei die erste Seitenfläche parallel zur vierten Seitenfläche ist und wobei in der Vorderansicht des ersten Endes die erste Seitenfläche eine Distanz zur vierten Seitenfläche hat, welche in einer Richtung senkrecht zur ersten Seitenfläche größer ist als eine Breite der Öffnung.
Das Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Schneideinsatz aufweist: eine erste Seitenfläche, welche in der Rotationsrichtung vorne angeordnet ist, eine zweite Seitenfläche, welche ausgehend von der Rotationsachse radial auswärts angeordnet ist, eine dritte Seitenfläche, welche weiter radial einwärts angeordnet ist als die zweite Seitenfläche und in Kontakt mit der Einsatztasche platziert ist, und eine vierte Seitenfläche, welche in der Rotationsrichtung weiter hinten angeordnet ist als die erste Seitenfläche und sich mit der Einsatztasche in Kontakt befindet, wobei die Schneidkante eine erste Schneidkante aufweist, welche an der Grenze zwischen der ersten Seitenfläche und der zweiten Seitenfläche angeordnet ist, und wobei die Einsatztasche aufweist: eine erste Innenfläche, welche sich mit der vierten Seitenfläche in Kontakt befindet, und eine zweite Innenfläche, welche weiter radial auswärts angeordnet ist als die erste Innenfläche, und wobei in der Vorderansicht des ersten Endes die zweite Innenfläche im Verlauf in einer Richtung weiter radial auswärts in der Rotationsrichtung nach vorne geneigt ist.
Das Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 4, wobei sich die zweite Innenfläche weiter radial auswärts erstreckt als ein radial einwärtiges Ende der zweiten Seitenfläche des Schneideinsatzes.
Das Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei die zweite Innenfläche weiter radial einwärts angeordnet ist als die erste Schneidkante, welche der Schneideinsatz aufweist.
Das Schneidwerkzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 4 bis 6, wobei in der Vorderansicht des ersten Endes die zweite Innenfläche von dem Schneideinsatz einen Abstand aufweist.
Das Schneidwerkzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Seitenfläche aufweist: eine erste Fläche, welche entlang der ersten Schneidkante angeordnet ist, und eine zweite Fläche, welche weiter radial einwärts als die erste Fläche angeordnet ist und im Verlauf in einer Richtung nach weiter radial einwärts in der Rotationsrichtung nach vorne geneigt ist, und wobei die Öffnung weiter radial einwärts angeordnet ist als die zweite Fläche.
Das Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 8, wobei in der Vorderansicht des ersten Endes die zweite Fläche ein erstes Ende aufweist, welches in der Rotationsrichtung vorne angeordnet ist, und das erste Ende in der Rotationsrichtung weiter vorne angeordnet ist als die Schneidkante.
Das Schneidwerkzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 2 bis 9, wobei die erste Seitenfläche von der Einsatztasche einen Abstand aufweist.
Das Schneidwerkzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Schneideinsatz weiter ein Durchgangsloch aufweist, welches sich in der Richtung entlang der Rotationsachse erstreckt, und der Schneideinsatz am Halter mit einer Schraube befestigt ist, die in das Durchgangsloch eingesetzt ist.
Ein Verfahren zum Herstellen eines geschnittenen Werkstücks, aufweisend: Rotieren des Schneidwerkzeugs gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, Platzieren der Schneidkante des rotierenden Schneidwerkzeugs in Kontakt mit einem Werkstückmaterial und Bewegen des Schneidwerkzeugs vom Werkstückmaterial weg.