DE112016006041B4

DE112016006041B4 - Halter für ein Schneidwerkzeug, Schneidwerkzeug und Verfahren zum Herstellen eines maschinell-bearbeiteten Produkts

Info

Publication number: DE112016006041B4
Application number: DE112016006041.6T
Authority: DE
Inventors: Youji Kobayashi
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2015-12-25
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2024-05-16
Anticipated expiration: 2036-12-22
Also published as: US20190015904A1; DE112016006041T5; US10569337B2; JPWO2017110903A1; WO2017110903A1; JP6652576B2

Abstract

Ein Halter (3; 43; 53; 63) für ein Schneidwerkzeug (1; 41; 51; 61), welcher sich ausgehend von einem ersten Ende (3a) in Richtung zu einem zweiten Ende (3b) erstreckt, aufweisend:
einen Einströmeinlass (33),
einen Ausströmauslass (6), welcher an einer Seite des ersten Endes (3a) angeordnet ist, und
einen Strömungspfad (7), welcher sich ausgehend vom Einströmeinlass (33) zum Ausströmauslass (6) erstreckt, wobei
der Ausströmauslass (6) eine erste Öffnung (29) und eine zweite Öffnung (31) aufweist,
der Strömungspfad (7) einen ersten Strömungspfad (23), welcher sich ausgehend vom Einströmeinlass (33) kontinuierlich erstreckt, einen zweiten Strömungspfad (25), welcher sich ausgehend vom ersten Strömungspfad (23) durch einen ersten Abzweigungsauslass (26) zur ersten Öffnung (29) kontinuierlich erstreckt, und einen dritten Strömungspfad (27) aufweist, welcher sich ausgehend vom ersten Strömungspfad (23) durch einen zweiten Abzweigungsauslass (28) zur zweiten Öffnung (31) kontinuierlich erstreckt,
der erste Abzweigungsauslass (26) größer ist als der zweite Abzweigungsauslass (28),
der zweite Strömungspfad (25) eine Mehrzahl von zweiten Teil-Strömungspfaden (251; 251a, 251b, 251c) aufweist und der dritte Strömungspfad (27) eine Mehrzahl von dritten Teil-Strömungspfaden (271; 271a, 271b, 271c, 271d) aufweist und
eine Anzahl der Mehrzahl von zweiten Teil-Strömungspfaden (251; 251a, 251b, 251c) kleiner ist als eine Anzahl der Mehrzahl von dritten Teil-Strömungspfaden (271; 271a, 271b, 271c, 271d).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Halter für ein Schneidwerkzeug, welches in einem Schneidvorgang, wie beispielsweise einem Fräsvorgang oder einem Drehvorgang, verwendet wird, und betrifft ebenfalls ein Schneidwerkzeug und ein Verfahren zum Herstellen eines maschinell- bzw. spanabhebend-bearbeiteten Produkts.
Technischer Hintergrund
Ein Drehwerkzeug, wie es in JP H08 - 25111 A beschrieben ist, ist als ein Schneidwerkzeug bekannt, welches in einem Schneidvorgang eines Werkstücks, wie beispielsweise von Metallen, verwendet wird. Das darin beschriebene Drehwerkzeug weist einen Strömungspfad auf. Der Strömungspfad ist im Inneren eines Werkzeugkörpers (Halter) geformt und verzweigt sich auf seinem Weg. Ein Kühlmittel ist eingerichtet, um ausgehend von zwei Sprühauslässen in abgezweigten Strömungspfaden in Richtung zu einem Einsatz (Schneideinsatz) sprühend zugeführt zu werden. Das Kühlmittel wird ausgehend von einem der zwei Sprühauslässe in Richtung zu einer Spanfläche des Einsatzes gesprüht, und das Kühlmittel wird ausgehend vom Anderen in Richtung zu einer Freifläche des Einsatzes gesprüht. Das Drehwerkzeug in JP H08 - 25111 A weist Einstellteile auf, welche jeweilig in den abgezweigten Strömungspfaden dazwischenliegen. Eine Strömungsrate des Kühlmittels wird eingestellt durch diese Einstellteile.
Es ist wichtig, die Spanfläche zu kühlen, wenn der Einsatz unter Verwendung des Kühlmittels gekühlt wird. Die Strömungsrate des Kühlmittels wird durch diese zwei Einstellteile im Drehwerkzeug eingestellt, welches im Patentdokument 1 beschrieben ist. Jedoch ist ein Vorgang zum Einstellen der Einstellteile kompliziert. Einstellpositionen der Einstellteile könne bspw. aufgrund von Vibrationen während des Schneidvorgangs abweichen, wodurch eine unzureichende Kühlung der Spanfläche resultiert.
Beispielsweise ist aus EP 1 106 287 A1 ein Halter für ein Schneidwerkzeug bekannt, welcher sich ausgehend von einem ersten Ende in Richtung zu einem zweiten Ende erstreckt, aufweisend: einen Einströmeinlass, einen Ausströmauslass, welcher an einer Seite des ersten Endes angeordnet ist, und einen Strömungspfad, welcher sich ausgehend vom Einströmeinlass zum Ausströmauslass erstreckt, wobei der Ausströmauslass eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung aufweist, der Strömungspfad einen ersten Strömungspfad, welcher sich ausgehend vom Einströmeinlass kontinuierlich erstreckt, einen zweiten Strömungspfad, welcher sich ausgehend vom ersten Strömungspfad durch einen ersten Abzweigungsauslass zur ersten Öffnung kontinuierlich erstreckt, und einen dritten Strömungspfad aufweist, welcher sich ausgehend vom ersten Strömungspfad durch einen zweiten Abzweigungsauslass zur zweiten Öffnung kontinuierlich erstreckt, und der erste Abzweigungsauslass größer ist als der zweite Abzweigungsauslass.
Weitere Schneidwerkzeuge sind z.B. aus JP 2014 - 231 097 A , EP 0 269 039 A2 und DE 10 2011 016 148A1 bekannt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Kühlung bei einem Schneidvorgang eines Werkstücks zu verbessern.
Kurzerläuterung
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Halter für ein Schneidwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1, und die Aufgabe wird gelöst durch einen Halter für ein Schneidwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 3. Die Aufgabe wird des Weiteren gelöst durch ein Schneidwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Weitergehende Ausgestaltungen der Halter und des Schneidwerkzeugs sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Halter für ein Schneidwerkzeug und das Schneidwerkzeug in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt,
2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs A1 der 1,
3 ist eine perspektivische Ansicht, wenn der Halter für das Schneidwerkzeug und das Schneidwerkzeug, welche in der 1 gezeigt sind, aus einer anderen Richtung betrachtet werden,
4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs A2 der 3,
5 ist eine Draufsicht des Halters für das Schneidwerkzeug und des Schneidwerkzeugs, welche in der 1 gezeigt sind,
6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs A3, welcher in der 5 gezeigt ist,
7 ist eine vergrößerte Seitenansicht, wenn der Halter für das Schneidwerkzeug und das Schneidwerkzeug, welche in der 5 gezeigt sind, aus einer B1-Richtung betrachtet werden,
8 ist eine Seitenansicht, wenn der Halter für das Schneidwerkzeug und das Schneidwerkzeug, welche in der 5 gezeigt sind, aus einer B2-Richtung betrachtet werden,
9 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs A4, welcher in der 8 gezeigt ist,
10 ist eine Darstellung, welche einen Halter für ein Schneidwerkzeug und ein Schneidwerkzeug in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt und welche zur 9 der ersten Ausführungsform korrespondiert,
11 ist eine Darstellung, welche einen Halter für ein Schneidwerkzeug und ein Schneidwerkzeug in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt und welche zur 9 der ersten Ausführungsform korrespondiert,
12 ist eine Darstellung, welche einen Halter für ein Schneidwerkzeug und ein Schneidwerkzeug in einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt und welche zur 9 der ersten Ausführungsform korrespondiert,
13 ist eine schematische Darstellung, welche einen Schritt in einem Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt,
14 ist eine schematische Darstellung, welche einen Schritt in dem Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts in der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, und
15 ist eine schematische Darstellung, welche einen Schritt in dem Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts in der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.

Ausführungsformen
Halter für ein Schneidwerkzeug und Schneidwerkzeug
Halter für Schneidwerkzeuge und Schneidwerkzeuge in Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Zum Zwecke der Beschreibung zeigen die Zeichnungen, auf welche im folgenden Bezug genommen wird, in einer vereinfachten Art nur Hauptelemente, welche zum Beschreiben der Ausführungsformen erforderlich sind. Die Halter für Schneidwerkzeuge und die Schneidwerkzeuge in der vorliegenden Offenbarung sind deshalb in der Lage, irgendwelche weiteren strukturellen Elemente aufzuweisen, welche in den bezogenen Zeichnungen nicht dargestellt sind. Größen der Elemente in einer jeden der Zeichnungen sind nicht solche, welche wahrheitsgemäß Größen von tatsächlichen strukturellen Elementen und Größenverhältnisse dieser Elemente zeigen. Dies trifft ebenfalls für ein Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts zu, welches nachfolgend beschrieben ist.
Erste Ausführungsform
Wie es in den 1 bis 9 gezeigt ist, weist das Schneidwerkzeug 1 der vorliegenden Ausführungsform den Halter 3 für ein Schneidwerkzeug (nachfolgend ebenfalls als „Halter 3“ bezeichnet) und einen Schneideinsatz 5 (hier ebenfalls als ein „Einsatz 5“ bezeichnet) auf. Der Halter 3 erstreckt sich ausgehend von einem ersten Ende 3a in Richtung zu einem zweiten Ende 3b. Mit anderen Worten ist der Halter 3 ein stabförmiges Element, welches sich ausgehend von einer Seite des ersten Endes 3a, an welchem der Einsatz 5 angeordnet ist, in Richtung einer Seite des zweiten Endes 3b erstreckt. Der Halter 3 der vorliegenden Ausführungsform ist ein rechteckiges, prismatisch-geformtes Element, welches sich entlang einer zentralen Achse O1 des Halters 3 erstreckt. Die zentrale Achse O1 ist durch eine zweipunkt-strichlierte Linie in der 1 und dergleichen dargestellt. In der vorliegenden Ausführungsform weist der Halter 3 einen Kopf 4a und ein Basiselement 4d auf, welche an einer Seite des ersten Endes 3a angeordnet sind. Der Kopf 4a ist ein Segment, welches gestaltet ist, um den Einsatz 5 aufzunehmen, und weist eine obere Klaue 4b und eine untere Klaue 4c auf. Das Basiselement 4d ist ein Segment, welches als ein Schaft fungiert, der gestaltet ist, um den Halter 3 an einer Werkzeugmaschine zu befestigen.
Beispielsweise sind Stahl, Gusseisen oder eine Aluminiumlegierung als ein Material für den Halter 3 verwendbar. Stahl, dessen Steifigkeit unter diesen Materialien höher ist, wird als das Schneidwerkzeug 1 der vorliegenden Ausführungsform verwendet. Eine Größe des Halters 3 ist geeignet festlegbar gemäß einer Größe eines Werkstücks. Beispielsweise ist eine Länge des Halters 3 in einer Richtung entlang der zentralen Achse O1 auf 60 bis 200 mm festlegbar. Eine Breite des Halters 3 in einer Richtung orthogonal zur zentralen Achse O1 ist auf 6 bis 50 mm festlegbar.
Eine Tasche 9 ist an einer Seite des ersten Endes 3a des Halters 3 angeordnet. Das Schneidwerkzeug 1, welches in den 1 bis 9 dargestellt ist, ist eine Ausführungsform, in welcher der Halter 3 die einzelne Tasche 9 aufweist. Die Tasche 9 ist ein Bereich, an welchem der Einsatz 5 angeordnet ist. Der Bereich ist an einer Seite des ersten Endes 3a des Halters 3 ausgespart, bevor der Einsatz 5 befestigt wird. Der Einsatz 5 ist am Halter 3 befestigt, so dass eine Schneidkante 11, welche später beschrieben ist, an einer Seite des ersten Endes 3a des Halters 3 vorsteht. Das Schneidwerkzeug 1 ist gestaltet, um einen Schneidvorgang durch die Schneidkante 11 auszuführen. Obwohl der Halter 3 der vorliegenden Ausführungsform die einzelne Tasche 9 aufweist, gibt es für die Anzahl der Taschen 9 des Halters 3 keine Beschränkung. Beispielsweise kann der Halter 3 eine Mehrzahl von Taschen 9 aufweisen. Wenn eine Mehrzahl von Taschen 9 bereitgestellt ist, ist eine Mehrzahl von Einsätzen 5 am Halter 3 befestigt.
Der Einsatz 5 ist an der Seite des ersten Endes 3a des Halters 3 befestigt und weist eine erste Fläche, eine zweite Fläche und die Schneidkante 11 auf, welche an einer Schnitt-Kammlinie der ersten Fläche und der zweiten Fläche angeordnet ist. Insbesondere weist der Einsatz 5 in der vorliegenden Ausführungsform eine obere Fläche 13, eine untere Fläche 15, eine Seitenfläche 17, die Schneidkante 11 und ein Durchgangsloch 18 auf, wie es in der 2 dargestellt ist. In der vorliegenden Ausführungsform haben die obere Fläche 13 und die untere Fläche 15 eine Polygonalgestalt, insbesondere eine Rechteckgestalt. Die Seitenfläche 17 ist eine Fläche, welche zwischen der oberen Fläche 13 und der unteren Fläche 15 angeordnet ist und welche die obere Fläche 13 und die untere Fläche 15 verbindet. Die Schneidkante 11 ist an zumindest einem Teil eines Kamms angeordnet, an welchem zwei Flächen des Einsatzes 5 einander schneiden, und ist insbesondere in einem Schnittbereich der oberen Fläche 13 und einer Seitenfläche 17a der Seitenfläche 17 angeordnet. Mit anderen Worten ist in der vorliegenden Ausführungsform die obere Fläche 13 eine erste Fläche und ist die Seitenfläche 17a der Seitenfläche 17 eine zweite Fläche. Die Seitenfläche 17a weist zu einer Seite des ersten Endes 3a, wenn der Einsatz 5 am Halter 3 befestigt ist. Die Schneidkante 11 ist an einer Schnitt-Kammlinie der oberen Fläche 13 und der Seitenfläche 17a angeordnet. Alternativ kann die Schneidkante 11 an einem Teil oder über eine Gesamtheit der Schnitt-Kammlinie der oberen Fläche 13 und der Seitenfläche 17 angeordnet sein.
Das Durchgangsloch 18 ist angeordnet, um sich zwischen der einen Seitenfläche 17 und einer anderen Seitenfläche 17 zu erstrecken, welche entgegengesetzt dazu angeordnet ist. Das Durchgangsloch 18 ist ein Abschnitt, welcher ein Einsetzen eines Fixierelements zum Fixieren des Einsatzes 5 am Halter 3 erlaubt. Das Fixierelement in der vorliegenden Ausführungsform ist eine Schraube 21. Anstatt der Schraube 21 ist ein Klemmelement und dergleichen zum Fixieren des Einsatzes 5 verwendbar.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Einsatz 5 am Halter 3 unter Verwendung der Schraube 21 fixiert, wie es in den 1 bis 9 gezeigt ist. Ein Schraubenloch (nicht gezeigt) ist an einer Position in der Tasche 9 des Halters 3 angeordnet, welche zum Durchgangsloch 18 korrespondiert. Der Einsatz 5 ist an der Tasche 9 durch Einsetzen der Schraube 21 in das Durchgangsloch 18 fixierbar, und durch Einschrauben der Schraube 21 in das Schraubenloch.
Die obere Fläche 13 im Einsatz 5 weist eine so genannte Spanfläche 13a auf, welche ein Passieren der Späne erlaubt, die durch die Schneidkante 11 während des Schneidvorgangs erzeugt werden. Die Spanfläche 13a ist in der 9 ein Abschnitt, welcher in Richtung zur unteren Fläche 15 an einer Seite des ersten Endes 3a an der oberen Fläche 13 partiell ausgespart ist. Zumindest ein Teil der Seitenfläche 17a, welcher unterhalb der Schneidkante 11 angeordnet ist, wirkt als eine so genannte Flankenfläche bzw. Freifläche, wie es in der 9 gezeigt ist.
Als ein Material des Einsatzes 5 ist zum Beispiel Hartmetall oder Cermet verwendbar. Beispiele für Zusammensetzungen des Hartmetalls können WC-Co, WC-TiC-Co oder WC-TiC-TaC-Co aufweisen. Das WC-Co wird hergestellt durch Hinzugeben von Cobaltpulver (Co-Pulver) zu Wolframcarbid (WC), gefolgt von Sintern. Das WC-TiC-Co wird hergestellt durch Hinzugeben von Titancarbid (TiC) zu WC-Co. Das WC-TiC-TaC-Co wird hergestellt durch Hinzugeben von Tantalcarbid (TaC) zu WC-TiC-Co.
Das Cermet ist ein gesintertes Verbundmaterial, welches erhaltbar ist durch Zusammensetzen von Metall und einem keramischen Bestandteil. Ein spezifisches Beispiel des Cermets ist eines, welches hauptsächlich aus einer Titanzusammensetzung besteht, wie beispielsweise Titancarbid (TiC) oder Titannitrid (TiN).
Eine Oberfläche des Einsatzes 5 kann mit einer Beschichtungsschicht beschichtet sein. Beispiele von Zusammensetzungen der Beschichtungsschicht weisen Titancarbid (TiC), Titannitrid (TiN), Titancarbonitrid (TiCN) und Aluminiumoxid (Al₂O₃) auf. Als ein Verfahren des Ablagerns der Beschichtungsschicht ist es möglich, beispielsweise ein chemisches Gasphasenabscheidung-(CVD)-Verfahren oder ein physikalisches Gasphasenabscheidung-(PVD)-Verfahren zu verwenden.
Wie es in den 3, 4, 6 und 9 gezeigt ist, weist der Halter 3 einen Einströmeinlass 33, einen Ausströmauslass 6, welcher an einer Seite des ersten Endes 3a angeordnet ist, und einen Strömungspfad 7 auf, welcher sich ausgehend vom Einströmauslass 33 in Richtung zum Ausströmauslass 6 erstreckt. Sowohl der Einströmeinlass 33 wie auch der Ausströmauslass 6 sind in einer Fläche des Halters 3 offen. Der Strömungspfad 7 ist innerhalb des Halters 3 angeordnet. Der Einströmeinlass 33, der Ausströmauslass 6 und der Strömungspfad 7 sind gestaltet, um als ein Abschnitt zu wirken, welcher ein Strömen eines Kühlmittels (Kühlfluid) zum Kühlen des Einsatzes 5 während der Verwendung des Schneidwerkzeugs 1 gestattet. Mit anderen Worten ist der Einströmeinlass 33 der Abschnitt, in welchen hinein das Kühlmittel ausgehend von der Außenseite zugeführt wird. Der Strömungspfad 7 ist der Abschnitt, welcher ein Hindurchtreten des Kühlmittels gestattet, welches durch den Einströmeinlass 33 zugeführt wird. Der Ausströmauslass 6 ist der Abschnitt, durch welchen das Kühlmittel gesprüht wird, nachdem es durch den Strömungspfad 7 hindurchgetreten ist.
Der Ausströmauslass 6 weist eine erste Öffnung 29 und eine zweite Öffnung 31 auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Öffnung 29 in Richtung zur oberen Fläche 13 offen, d.h., die erste Fläche, und ist die zweite Öffnung 31 in Richtung zur Seitenfläche 17a offen, d.h., die zweite Fläche. Die erste Öffnung 29 ist in der oberen Klaue 4b offen, und die zweite Öffnung 31 ist in der unteren Klaue 4c offen (siehe 2). Positionen, an welchen die erste Öffnung 29 und die zweite Öffnung 31 offen sind, sind nicht auf die obigen Positionen beschränkt.
Der Strömungspfad 7 in der vorliegenden Ausführungsform weist einen ersten Strömungspfad 23, einen zweiten Strömungspfad 25 und einen dritten Strömungspfad 27 auf, wie es in den 4, 6 und 9 gezeigt ist. Der erste Strömungspfad 23 erstreckt sich ausgehend vom Einströmeinlass 33 kontinuierlich. In der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich der erste Strömungspfad 23 ausgehend von einer Seite des zweiten Endes 3b des Halters 3 in Richtung zu einer Seite des ersten Endes 3a. Sowohl der zweite Strömungspfad 25 wie auch der dritte Strömungspfad 27 sind mit dem ersten Strömungspfad 23 verbunden. Der zweite Strömungspfad 25 erstreckt sich kontinuierlich ausgehend vom ersten Strömungspfad 23 durch einen ersten Abzweigungsauslass 26 zur ersten Öffnung 29. Da in der vorliegenden Ausführungsform die erste Öffnung 29 höher als die Schneidkante 11 angeordnet ist, erstreckt sich der zweite Strömungspfad 25 ausgehend vom ersten Abzweigungsauslass 26 aufwärts. Der dritte Strömungspfad 27 erstreckt sich kontinuierlich ausgehend vom ersten Strömungspfad 23 durch einen zweiten Abzweigungsauslass 28 zur zweiten Öffnung 31. Da in der vorliegenden Ausführungsform die zweite Öffnung 31 niedriger als die Schneidkante 11 angeordnet ist, ist der dritte Strömungspfad 27 unterhalb des Einsatzes 5 angeordnet.
Der Ausströmauslass 6 ist der Abschnitt, welcher es dem Kühlmittel erlaubt, in Richtung zur ersten Fläche oder zur zweiten Fläche auszuströmen, welche die Schneidkante 11 bilden. In der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Fläche die obere Fläche 13, welche die Spanfläche 13a aufweist, und ist die zweite Fläche die Seitenfläche 17a. Ein Teil des zweiten Strömungspfads 25, welcher an einer Seite der ersten Öffnung 29 angeordnet ist, kann sich gerade erstrecken (in einer geraden Linie). Wenn diese Konfiguration erfüllt ist, ist eine Strömungsrichtung des Kühlmittels stabil, wodurch ein stabiles Ausströmen des Kühlmittels aus der ersten Öffnung 29 in Richtung zur Spanfläche 13a der oberen Fläche 13 sichergestellt ist. Ein Teil des dritten Strömungspfads 27, welcher an einer Seite der zweiten Öffnung 31 angeordnet ist, kann sich gerade erstrecken (in einer geraden Linie). Wenn diese Konfiguration erfüllt ist, kann eine Strömungsrichtung des Kühlmittels stabil sein, wodurch ein stabiles Ausströmen des Kühlmittels von der zweiten Öffnung 31 in Richtung einer Seite der Schneidkante 11 an der Seitenfläche 17a sichergestellt ist. Wie es in den 4, 6 und 9 gezeigt ist, korrespondiert ein zweiter Teil-Strömungspfad 251c, welcher später beschrieben ist, zu einem Teil des zweiten Strömungspfads 25, welcher an der Seite der ersten Öffnung 29 angeordnet ist. In der vorliegenden Ausführungsform korrespondiert ein dritter Teil-Strömungspfad 271b, welcher später beschrieben ist, zu dem Teil des dritten Strömungspfads 27, welcher an der Seite der zweiten Öffnung 31 angeordnet ist. Sowohl der zweite Teil-Strömungspfad 251 c wie auch der dritte Teil-Strömungspfad 271b erstrecken sich in einer geraden Linie.
Das Kühlmittel wird ausgehend vom Einströmeinlass 33 zum ersten Strömungspfad 23 zugeführt, und das Kühlmittel tritt durch den zweiten Strömungspfad 25 und den dritten Strömungspfad 27 hindurch und wird aus der ersten Öffnung 29 und der zweiten Öffnung 31 in die Nähe der Schneidkante 11 gesprüht. In der 3 ist der Einströmeinlass 33 an einer Seitenfläche 3c1 der Seitenfläche 13 des Halters 3 angeordnet. Die Position des Einströmeinlass 33 ist nicht auf die oben genannte Position beschränkt. Beispielsweise kann der Einströmeinlass 33 an der anderen Seitenfläche des Halters 3 oder einer Endfläche an der Seite des zweiten Endes 3b angeordnet sein. Die Anzahl von Einströmeinlässen 33 muss zumindest eins sein oder kann alternativ zwei oder mehr sein. Die folgende Beschreibung wird für den Fall gegeben, in welchen die Anzahl der Einströmeinlässe 33 zwei ist. Beispielsweise kann einer der zwei Einströmeinlässe 33 an einer Seitenfläche 3c1 angeordnet sein und kann der Andere an der Endfläche an der Seite des zweiten Endes 3b angeordnet sein. Wenn diese Konfiguration erfüllt ist, kann der Einströmeinlass 33 gemäß einem Kühlmittelzuführungsmechanismus oder einer Werkzeugmaschine auswählbar sein. Hier kann der Einströmeinlass 33, welcher nicht ausgewählt ist, geschlossen sein, beispielsweise durch ein entfernbares Element.
Beispiele des Kühlmittels weisen ein wasserunlösliches Ölmittel und ein wasserlösliches Ölmittel auf, welche gemäß einem Material des Werkstücks angemessen ausgewählt und verwendet werden. Beispiele des wasserunlöslichen Ölmittels weisen ölbasierte und inerte und aktive Extremdruck-basierte Schneidöle auf. Beispiele der wasserlöslichen Ölmittel weisen Emulsionstypen, Mischungstypen und Lösungstypen von Schneidölen auf.
Während eines Schneidvorgangs eines Werkstücks zum Herstellen eines maschinell-bearbeiteten Produkts wird das Kühlmittel gesprüht, um den Einsatz 5 zu kühlen und um Späne zu entfernen. Hier treten die Späne über die Spanfläche 13a des Einsatzes 5 hinweg, und es ist deshalb hinsichtlich des Kühlens und des Spanentfernens am Einsatz 5 erforderlich, eine größere Menge des Kühlmittels zu einer Seite der oberen Fläche 13, welche die Spanfläche 13a aufweist, zuzuführen, als zu einer Seite der Seitenfläche 17a.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Abzweigungsauslass 26 größer als der zweite Abzweigungsauslass 28 und ist ein Ausströmen durch die erste Öffnung 29 stärker als ein Ausströmen durch die zweite Öffnung 31. Dies ermöglicht es, die größere Menge des Kühlmittels zu der Seite der oberen Fläche 13 als zu der Seite der Seitenfläche 17, am Einsatz 5 zuzuführen. Es ist deshalb möglich, eine große Menge des Kühlmittels zu der Spanfläche 13a am Einsatz 5 zuzuführen, wodurch die Spanfläche 13a effizient gekühlt wird. Folglich kann die Schnittleistungsfähigkeit beibehalten werden ohne einen komplizierten Vorgang zu erfordern. Mit dieser Konfiguration kann die Schnittleistungsfähigkeit angemessen beibehalten werden, sogar in Fällen, in welchen die Größe des Halters 3 relativ betrachtet reduziert sein muss und es schwierig ist, den Strömungspfad 7 so zu gestalten, eine große Länge zu haben. Insbesondere kann die Schnittleistungsfähigkeit angemessen beibehalten werden, beispielsweise sogar, wenn der Halter 3 und das Schneidwerkzeug 1 bei einer Präzisionsbearbeitung angewendet werden, wie beispielsweise einem automatischen Drehen.
Hier bezeichnet der Ausdruck, dass der erste Abzweigungsauslass 26 größer ist als der zweite Abzweigungsauslass 28, einen Zustand, in welchem beispielsweise eine Querschnittsfläche des ersten Abzweigungsauslass 26 größer ist als eine Querschnittsfläche des zweiten Abzweigungsauslass 28. Die Querschnittsfläche des ersten Abzweigungsauslass 26 kann ermittelt werden durch eine Querschnittsfläche einer virtuellen Schnittfläche des ersten Strömungspfads 23 und des zweiten Strömungspfads 25. Auf gleiche Art kann die Querschnittsfläche des zweiten Abzweigungsauslass 28 ermittelt werden durch eine Querschnittsfläche einer virtuellen Schnittfläche des ersten Strömungspfads 23 und des dritten Strömungspfads 27. Die Querschnittsfläche des ersten Abzweigungsauslass 26 ist beispielsweise 0,3 bis 100 mm². Die Querschnittsfläche des zweiten Abzweigungsauslass 28 ist beispielsweise 0,2 bis 80 mm². Ein jeder vom ersten Abzweigungsauslass 26 und vom zweiten Abzweigungsauslass 28 hat eine Kreisgestalt an der virtuellen Schnittfläche (siehe 6). In solch einem Fall kann eine jede der Konfigurationen des ersten Abzweigungsauslass 26 und des zweiten Abzweigungsauslass 28 hinsichtlich beispielsweise eines Innendurchmessers anstatt einer Querschnittsfläche ermittelt werden. Falls es möglich ist, das Kühlmittel zu veranlassen, gut zu strömen, sind die Gestalten des ersten Abzweigungsauslass 26 und des zweiten Abzweigungsauslass 28 nicht auf die Kreisgestalt beschränkt.
Das Ausströmen durch die erste Öffnung 29 bezeichnet wie oben beschrieben ein Volumen eines Fluids, welches aus der ersten Öffnung 29 pro Zeiteinheit ausströmt. Auf gleiche Art bezeichnet das Ausströmen durch die zweite Öffnung 31 ein Volumen des Fluids, welches aus der zweiten Öffnung 31 pro Zeiteinheit ausströmt.
Wenn die erste Öffnung 29 und die zweite Öffnung 31 die gleiche Größe haben, kann eine Querschnittsfläche (Innendurchmesser D2) des zweiten Strömungspfads 25, welcher sich ausgehend vom ersten Abzweigungsauslass 26 kontinuierlich erstreckt, größer sein als eine Querschnittsfläche (Innendurchmesser D3) des dritten Strömungspfads 27, welcher sich ausgehend vom zweiten Abzweigungsauslass 28 kontinuierlich erstreckt, so wie es in der 9 gezeigt ist. Wenn diese Konfiguration erfüllt ist, wird ein Druckverlust im dritten Strömungspfad 27 größer als ein Druckverlust im zweiten Strömungspfad 25. Deshalb kann das Ausströmen durch die erste Öffnung 29 stärker sein als das Ausströmen durch die zweite Öffnung 31. Die Querschnittsfläche des zweiten Strömungspfads 25 ist z.B. 0,3 bis 100 mm². Die Querschnittsfläche des dritten Strömungspfads 27 ist z.B. 0,2 bis 80 mm².
In der vorliegenden Ausführungsform hat ein Querschnitt orthogonal zur Strömungsrichtung des Kühlmittels in einem jeden vom zweiten Strömungspfad 25 und vom dritten Strömungspfad 27 eine Kreisgestalt. In solch einem Fall können die Konfigurationen des zweiten Strömungspfads 25 und des dritten Strömungspfads 27 jeweilig ermittelt werden durch die Innendurchmesser D2 und D3 anstatt der Querschnittsfläche. Dies trifft ebenfalls für den ersten Strömungspfad 23 zu. Insbesondere hat in der vorliegenden Ausführungsform der erste Strömungspfad 23 ebenfalls eine Kreisgestalt in einem Querschnitt orthogonal zur Strömungsrichtung des Kühlmittels. Die Konfiguration des ersten Strömungspfads 23 kann deshalb durch den Innendurchmesser D1 davon ermittelt werden. Falls es möglich ist, das Kühlmittel gut strömen zu lassen, sind die Querschnittsgestalten des ersten Strömungspfads 23, des zweiten Strömungspfads 25 und des dritten Strömungspfads 27 nicht auf die Kreisgestalt beschränkt. Wenn der Strömungspfad, welcher ermittelt werden soll, aus einer Mehrzahl von Strömungspfaden gemacht ist, kann ein Ermitteln durch einen Mittelwert der Mehrzahl von Strömungspfaden ausgeführt werden.
Der zweite Strömungspfad 25 kann kürzer sein als der dritte Strömungspfad 27. Wenn diese Konfiguration erfüllt ist, wird ein Druckverlust im dritten Strömungspfad 27 größer als ein Druckverlust im zweiten Strömungspfad 25. Es ist deshalb möglich, eine relativ große Menge des Kühlmittels zur oberen Fläche 13 des Einsatzes 5 zuzuführen. Eine Länge des zweiten Strömungspfads 25 ist beispielsweise 3 bis 90 mm. Eine Länge des dritten Strömungspfads 27 ist beispielsweise 4 bis 100 mm.
Der erste Abzweigungsauslass 26 im zweiten Strömungspfad 25 kann näher an einer Seite des ersten Endes 3a des Halters 3 angeordnet sein als der zweite Abzweigungsauslass 28 im dritten Strömungspfad 27. Mit anderen Worten kann der zweite Strömungspfad 25 mit dem ersten Strömungspfad 23 an einer Seite verbunden sein, welche näher am ersten Ende 3a des Halters 3 als der dritte Strömungspfad 27 liegt. Da der Einsatz 5 an der Seite des ersten Endes 3a des Halters 3 angeordnet ist, kann die Länge des zweiten Strömungspfads 25 reduziert sein, wenn der zweite Strömungspfad 25 wie oben beschrieben angeordnet ist. Dies ermöglicht es, einen Druckverlust des Kühlmittels im zweiten Strömungspfad 25 zu reduzieren. Es ist folglich möglich, eine relativ große Menge des Kühlmittels zur oberen Fläche 13 des Einsatzes 5 zuzuführen.
Alternativ kann die Querschnittsfläche (Innendurchmesser D1) des ersten Strömungspfads 23 größer sein als die Querschnittsfläche (Innendurchmesser D2) des zweiten Strömungspfads 25, so wie es in der 9 gezeigt ist. Der erste Strömungspfad 23 ist der Strömungspfad, welcher gestaltet ist, um das Kühlmittel zum zweiten Strömungspfad 25 und zum dritten Strömungspfad 27 zuzuführen. Deshalb, wenn die Querschnittsfläche (Innendurchmesser D1) des ersten Strömungspfads 23 größer ist als die Querschnittsfläche (Innendurchmesser D2) des zweiten Strömungspfads 25, ist es weniger wahrscheinlich, dass ein Fluiddruck niedrig wird, wenn das Kühlmittel ausgehend vom ersten Strömungspfad 23 zum zweiten Strömungspfad 25 strömt. Die Querschnittsfläche des ersten Strömungspfads 23 ist beispielsweise 0,3 bis 120 mm².
Weiter alternativ kann die Querschnittsfläche (Innendurchmesser D1) des ersten Strömungspfads 23 größer sein als die Querschnittsfläche (Innendurchmesser D3) des dritten Strömungspfads 27, wie es in der 9 gezeigt ist. Wenn die Querschnittsfläche (Innendurchmesser D1) des ersten Strömungspfads 23 größer ist als die Querschnittsfläche (Innendurchmesser D3) des dritten Strömungspfads 27, ist es weniger wahrscheinlich, dass der Fluiddruck niedrig wird, wenn das Kühlmittel ausgehend vom ersten Strömungspfad 23 zum dritten Strömungspfad 27 strömt, wie in dem Fall des zweiten Strömungspfads 25.
Beim Ermitteln von Flächen im Querschnitt orthogonal zur Strömungsrichtung des Kühlmittels in einem jeden vom ersten Strömungspfad 23, vom zweiten Strömungspfad 25 und vom dritten Strömungspfad 27 kann die Querschnittsfläche des ersten Strömungspfads 23 größer sein als eine Summe der Querschnittsfläche des zweiten Strömungspfads 25 und der Querschnittsfläche des dritten Strömungspfads 27. Wenn diese Konfiguration erfüllt ist, ist es für den Fluiddruck weniger wahrscheinlich, gering zu werden, wenn das Kühlmittel ausgehend vom ersten Strömungspfad 23 zum zweiten Strömungspfad 25 und zum dritten Strömungspfad 27 strömt.
Die erste Öffnung 29 kann kleiner sein als der erste Abzweigungsauslass 26. Mit anderen Worten kann eine Fläche (Innendurchmesser) der ersten Öffnung 29 kleiner sein als eine Querschnittsfläche (Innendurchmesser) des ersten Abzweigungsauslass 26 im zweiten Strömungspfad 25. Wenn diese Konfiguration erfüllt ist, ist es möglich, eine Sprühgeschwindigkeit des Kühlmittels ausgehend von der ersten Öffnung 29 zu steigern. Die Fläche der ersten Öffnung 29 ist beispielsweise 0,005 bis 80 mm².
Die erste Öffnung 29 hat in dieser Ausführungsform eine Kreisgestalt. In diesem Fall kann die Konfiguration der ersten Öffnung 29 durch den Innendurchmesser anstatt der Fläche ermittelt werden. Dies trifft ebenfalls für die zweite Öffnung 31 zu. Das heißt, da die zweite Öffnung 31 in der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls eine Kreisgestalt hat, kann die Konfiguration der zweiten Öffnung 31 durch den Innendurchmesser anstatt der Fläche ermittelt werden. Falls es möglich ist, das Kühlmittel gut strömen zu lassen, können die erste Öffnung 29 und die zweite Öffnung 31 beispielsweise eine elliptische Gestalt oder eine V Gestalt haben und sind nicht auf die Kreisgestalt beschränkt. Wenn sowohl die erste Öffnung 29 wie auch die zweite Öffnung 31 die Kreisgestalt haben, ist ein unnötiger Druckverlust in den Öffnungen geeignet reduzierbar. Die Gestalt der ersten Öffnung 29 kann die gleiche sein oder kann eine andere Gestalt als die der zweiten Öffnung 31 sein. Beispielsweise kann der Druckverlust zwischen den Öffnungen unterschiedlich sein durch Ausführen der ersten Öffnung 29 in der Kreisgestalt und durch Ausführen der zweiten Öffnung 31 in der V Gestalt.
Die erste Öffnung 29 kann kleiner sein als die zweite Öffnung 31. Mit anderen Worten kann die Fläche (Innendurchmesser) der ersten Öffnung 29 kleiner sein als die Fläche (Innendurchmesser) der zweiten Öffnung 31. Wenn diese Konfiguration erfüllt ist, ist es einfach, eine Sprühgeschwindigkeit des Kühlmittels zu steigern, welches ausgehend von der ersten Öffnung 29 in Richtung zur oberen Fläche 13 des Einsatzes 5 gesprüht wird. Alternativ kann die Sprühgeschwindigkeit des Kühlmittels ausgehend von der ersten Öffnung 29 gesteigert werden durch Ausführen der Querschnittsfläche (Innendurchmesser D2) des zweiten Strömungspfads 25, um größer zu sein als die Querschnittsfläche (Innendurchmesser D3) des dritten Strömungspfads 27, und durch Ausführen der ersten Öffnung 29, um mit solch einem Maß kleiner zu sein, dass die Strömungsrate des Kühlmittels nicht extrem niedrig wird. Die Fläche der zweiten Öffnung 31 ist beispielsweise 0,005 bis 80 mm².
In Fällen, in welchen der zweite Strömungspfad 25 und der dritte Strömungspfad 27 einen Eckteil haben, können beide einen Eckteil haben, welcher einen stumpfen Winkel hat, ohne einen Eckteil zu haben, welcher einen spitzen Winkel hat, der einen Anstieg eines Druckverlustes verursacht. Mit anderen Worten, wenn ein jeder vom zweiten Strömungspfad 25 und vom dritten Strömungspfad 27 aus einer Mehrzahl von Strömungspfaden gemacht ist, kann ein Winkel, welcher zwischen zwei angrenzenden Strömungspfaden geformt ist, ein stumpfer Winkel anstatt einem spitzen Winkel sein. Das Ausströmen durch die erste Öffnung 29 und das Ausströmen durch die zweite Öffnung 31 kann gesteuert werden durch Ausführen der Eckteile im dritten Strömungspfad 27, um einen rechten Winkel oder einen spitzen Winkel zu haben. Insbesondere, wenn der dritte Strömungspfad 27 aus einer Mehrzahl von Strömungspfaden gemacht ist, kann das Ausströmen durch die erste Öffnung 29 und das Ausströmen durch die zweite Öffnung 31 gesteuert werden durch Gestalten, so dass der Winkel, welcher zwischen zwei angrenzenden Strömungspfaden geformt ist, ein rechter Winkel oder ein spitzer Winkel ist. Alternativ kann die Sprühgeschwindigkeit ausgehend von der zweiten Öffnung 31 innerhalb eines Bereichs eines Größenverhältnisses zwischen der ersten Öffnung 29 und der zweiten Öffnung 31 gesteigert werden.
Wenn eine zentrale Achse eines der zwei angrenzenden Strömungspfade eine Achse des anderen schneidet, kann der Winkel, welcher durch die zwei angrenzenden Strömungspfade gebildet wird, durch einen Winkel ermittelt werden, welcher durch diese zentrale Achsen geformt ist. In Fällen, in welchen die zentrale Achse von einem der zwei angrenzenden Strömungspfade die zentrale Achse des anderen Strömungspfads aufgrund eines Verbindungszustands der Strömungspfade nicht schneidet, kann das Ermitteln ausgeführt werden durch Veranlassen der zentralen Achse des einen Strömungspfads, sich in Parallelität zu begeben, bis die zentrale Achse des anderen Strömungspfads geschnitten wird, um einen Schnittzustand dieser zentralen Achsen herzustellen. Die zentrale Achse eines jeden der Strömungspfade ist erhaltbar durch kontinuierliches Verlängern der Mitte der Querschnittsfläche (Innendurchmesser) des Strömungspfads.
Wie es in den 4, 6 und 9 gezeigt ist, weist der zweite Strömungspfad 25 in dieser Ausführungsform zweite Teil-Strömungspfade 251a, 251b und 251c auf, welche ausgehend von einer Seite des ersten Strömungspfads 23 in dieser Reihenfolge kontinuierlich angeordnet sind. Der dritte Strömungspfad 27 weist dritte Teil-Strömungspfade 271a und 271b auf, welche ausgehend von einer Seite des ersten Strömungspfads 23 in dieser Reihenfolge kontinuierlich angeordnet sind. Wie es in der 6 gezeigt ist, ist ein Winkel 81, welcher durch die zweiten Teil-Strömungspfade 251a und 251b geformt ist, ein stumpfer Winkel, und ist ein Winkel 82, welcher durch die zweiten Teil-Strömungspfade 251b und 251c geformt ist, ein stumpfer Winkel. Wie es in der 4 gezeigt ist, ist ein Winkel 83, welcher durch die dritten Teil-Strömungspfade 271a und 271b geformt ist, ein rechter Winkel (90°). Der Winkel Θ1 ist beispielsweise 90 bis 160°. Der Winkel Θ2 ist beispielsweise 90 bis 160°. Der Winkel Θ3 ist beispielsweise 10 bis 90°.
Der Strömungspfad 7 ist beispielsweise erhaltbar durch Ausführen eines Bohrvorgangs in einem Element, welches der Halter 3 werden soll, unter Verwendung eines Bohrers oder dergleichen. Das heißt, die Konfiguration des Strömungspfads 7 in der vorliegenden Ausführungsform ist erhaltbar, ohne dass es erforderlich ist, einen fortschrittlichen Bearbeitungsprozess auszuführen, wodurch Herstellungskosten des Halters 3 reduziert werden. Ein Teil eines Lochs, welches durch den Bohrvorgang erzeugt wird, dass nicht die Funktion des Strömungspfads 7 erfüllt, muss mit einem Dichtelement verschlossen werden (nicht gezeigt), um eine Leckage des Kühlmittels zu vermeiden. Beispiele des Dichtelements können Lot, Harzelemente und Schraubelemente aufweisen.
Zweite Ausführungsform
Ein Halter 43 für ein Schneidwerkzeug (nachfolgend ebenfalls als „Halter 43“ bezeichnet) und das Schneidwerkzeug 41 in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind nachfolgend im Detail mit Bezug auf die 10 beschrieben. Die folgende Beschreibung ist auf Elemente gerichtet, welche von den Elementen der ersten Ausführungsform verschieden sind. Deshalb werden Beschreibungen von Elementen, welche die gleichen Konfigurationen wie die in der ersten Ausführungsform haben, ausgelassen durch Anwenden der korrespondierenden Beschreibungen für die erste Ausführungsform. Dies trifft ebenfalls für die nachfolgend beschriebene dritte und vierte Ausführungsform zu.
Im Halter 43, welcher im Schneidwerkzeug 41 in der vorliegenden Ausführungsform enthalten ist, kann der zweite Strömungspfad 25 eine Mehrzahl von zweiten Teil-Strömungspfaden 251 aufweisen, wie es in der 10 dargestellt ist. Der dritte Strömungspfad 27 kann ebenfalls eine Mehrzahl von dritten Teil-Strömungspfaden 271 aufweisen. Hier kann die Anzahl der zweiten Teil-Strömungspfade 251 geringer sein als die Anzahl der dritten Teil-Strömungspfade 271. Wenn diese Konfiguration erfüllt ist, wird der Druckverlust im dritten Strömungspfad 27 größer als der Druckverlust im zweiten Strömungspfad 25. Es ist deshalb möglich, eine relativ große Menge des Kühlmittels zur oberen Fläche 13 des Einsatzes 5 zuzuführen. Dies führt zu einem effizienten Kühlen der Spanfläche 13a, wodurch eine Schnittleistungsfähigkeit ohne einen komplizierten Vorgang beibehalten wird.
Die Anzahl der zweiten Teil-Strömungspfade 251 ist beispielsweise 2 bis 5. Die Anzahl der dritten Teil-Strömungspfade 271 ist beispielsweise drei bis zehn. In dieser Ausführungsform ist der zweite Teil-Strömungspfad 251 aus drei zweiten Teil-Strömungspfaden 251a, 251b und 251c gemacht, welche ausgehend von der Seite des ersten Strömungspfads 23 in dieser Reihenfolge kontinuierlich angeordnet sind, und ist der dritte Teil-Strömungspfad 271 aus vier dritten Teil-Strömungspfaden 271a, 271b, 271c und 271d gemacht, welche ausgehend von der Seite des ersten Strömungspfads 23 in dieser Reihenfolge kontinuierlich angeordnet sind. Der zweite Teil-Strömungspfad 251 und der dritte Teil-Strömungspfad 271 sind nicht auf eine Kombination der zweiten Teil-Strömungspfade 251a bis 251c und der dritten Teil-Strömungspfade 271a bis 271d beschränkt.
Ein Winkel, welcher zwischen zwei angrenzenden dritten Teil-Strömungspfaden 271 der Mehrzahl von dritten Teil-Strömungspfaden 271 geformt ist, kann ein spitzer Winkel sein. Wenn diese Konfiguration erfüllt ist, ist es möglich, einen Druckverlust in dem dritten Strömungspfad 27 zu steigern. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Winkel Θ, welcher durch die dritten Teil-Strömungspfade 271c und 271d geformt ist, ein spitzer Winkel. Der Winkel Θ ist beispielsweise 10 bis 90°. Die dritten Teil-Strömungspfade 271 der Mehrzahl von dritten Teil Strömungspfaden 271, welche den spitzen Winkel bilden, ist nicht auf die dritten Teil-Strömungspfade 271c bis 271d beschränkt.
Dritte Ausführungsform
Ein Halter 53 für ein Schneidwerkzeug (nachfolgend ebenfalls als „Halter 53“ bezeichnet) und das Schneidwerkzeug 51 in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind nachfolgend im Detail mit Bezug auf die 11 beschrieben.
Im Halter 53, welcher im Schneidwerkzeug 51 in der vorliegenden Ausführungsform enthalten ist, kann der dritte Strömungspfad 27 einen stromaufwärts-angeordneten Strömungspfad 272, einen dazwischen-angeordneten Strömungspfad 273 und einen stromabwärts-angeordneten Strömungspfad 274 aufweisen, welche ausgehend vom ersten Strömungspfad 23 in dieser Reihenfolge kontinuierlich angeordnet sind. Hier kann eine Querschnittsfläche des stromabwärts-angeordneten Strömungspfads 274 gleich oder geringer sein als eine Querschnittsfläche des stromaufwärts-angeordneten Strömungspfads 272 und kann eine Querschnittsfläche des dazwischen-angeordneten Strömungspfads 273 größer sein als eine jede der Querschnittsflächen des stromaufwärts-angeordneten Strömungspfads 272 und der Querschnittsfläche des stromabwärts-angeordneten Strömungspfads 274. Wenn diese Konfiguration erfüllt ist, ist es möglich, einen Druckverlust im dritten Strömungspfad 27 zu steigern. Folglich kann eine relativ große Menge Kühlmittel zur oberen Fläche 13 des Einsatzes 5 zugeführt werden durch Erhöhen des Druckverlustes im dritten Strömungspfad 27 größer als ein Druckverlust im zweiten Strömungspfad 25.
Die Querschnittsfläche des stromaufwärts-angeordneten Strömungspfads 272 ist beispielsweise 0,2 bis 80 mm². Die Querschnittsfläche des dazwischen-angeordneten Strömungspfads 273 ist beispielsweise 0,3 bis 100 mm². Die Querschnittsfläche des stromabwärts-angeordneten Strömungspfads 274 ist beispielsweise 0,1 bis 70 mm². Der dritte Strömungspfad 27 kann eine Mehrzahl von Kombinationen des stromaufwärts-angeordneten Strömungspfads 272, des dazwischen-angeordneten Strömungspfads 273 und des stromabwärts-angeordneten Strömungspfads 274 aufweisen.
[001] Vierte Ausführungsform
Ein Halter 63 für ein Schneidwerkzeug (nachfolgend ebenfalls als „Halter 63“ bezeichnet) und das Schneidwerkzeug 61 in einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind nachfolgend im Detail mit Bezug auf die 12 beschrieben.
Im Halter 63, welcher im Schneidwerkzeug 61 in der vorliegenden Ausführungsform enthalten ist, kann die erste Öffnung 29 in Richtung zur ersten Fläche (obere Fläche 13) offen sein und kann die zweite Öffnung 31 entlang der ersten Fläche offen sein, so wie es in der 12 gezeigt ist. Wenn diese Konfiguration erfüllt ist, ist für ein Kühlmittel, welches aus der zweiten Öffnung 31 ausströmt, ein Trend vorhanden, in Richtung zu den Spänen gesprüht zu werden. Deshalb kann die Spanfläche 13a durch das Kühlmittel, welches aus der ersten Öffnung 29 ausströmt, deren Ausströmen relativ stark ist, effizient gekühlt werden, während Späne durch das Kühlmittel entfernt werden, welches aus der zweiten Öffnung 31 ausströmt, deren Ausströmen relativ gering ist. Es ist folglich möglich sowohl eine Spanausgabeleistungsfähigkeit wie auch eine Kühleffizienz zu verbessern.
Hier bezeichnet die Aussage, dass die zweite Öffnung 31 entlang der ersten Fläche offen ist, einen Zustand, in welchem die zweite Öffnung 31 offen ist, so dass eine Linie L, welche erhalten wird durch Verlängern der zentralen Achse S an der Seite der zweiten Öffnung 31 des dritten Strömungspfads 27 nach auswärts des Halters 63, der ersten Fläche folgt.
Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts
Ein Verfahren des Herstellens eines maschinell- bzw. spanend-bearbeiteten Produkts in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Das maschinell-bearbeitete Produkt ist herstellbar durch Unterziehen eines Werkstücks 101 einem Schneidvorgang. Wie es in den 13 bis 15 gezeigt ist, weist das Verfahren des Herstellens des maschinell-bearbeiteten Produkts in der vorliegenden Ausführungsform die folgenden Schritte auf:

(1) Rotieren des Werkstücks 101,
(2) In-Kontakt-Bringen des Schneidwerkzeugs 1, welches durch die erste Ausführungsform repräsentiert ist, mit dem Werkstück 101, welches rotiert wird, und
(3) Bewegen des Schneidwerkzeugs 1 vom Werkstück 101 weg.

Insbesondere, wie es in der 13 gezeigt ist, wird als erstes das Werkstück 101 um eine Achse O2 herum rotiert und wird das Schneidwerkzeug 1 relativ nah an das Werkstück 101 herangebracht, während das Werkstück 101 um die Achse O2 rotiert wird. Nachfolgend wird das Werkstück 101 durch In-Kontakt-Bringen der Schneidkante 11 des Schneidwerkzeugs 1 mit dem Werkstück 101 ausgeschnitten, welches rotiert wird, wie es in der 14 gezeigt ist. Hier kann das Werkstück 101 ausgeschnitten werden durch Erlauben, dass das Kühlmittel aus einer jeden der ersten Öffnung 29 und der zweiten Öffnung 31 ausströmt. Nachfolgend wird das Schneidwerkzeug 1 vom Werkstück 101 relativ weg bewegt, wie es in der 15 gezeigt ist.
Mit dem Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts in der vorliegenden Ausführungsform kann der Schneidvorgang ausgeführt werden, während die Spanfläche 13a effektiv gekühlt wird, ohne irgendeinen komplizierten Vorgang zu erfordern, da das Verfahren das Schneidwerkzeug 1 verwendet, welches mit dem Halter 3 bereitgestellt ist. Es ist folglich möglich, effektiv das maschinell-bearbeitete Produkt zu erhalten, welches eine hoch-akkurate maschinell-bearbeitete Oberfläche hat.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das Schneidwerkzeug 1 nahe an das Werkstück 101 heran gebracht durch Bewegen des Schneidwerkzeugs 1 in einer X1-Richtung in einem Zustand, in welchem die Achse O2 festgelegt ist und das Werkstück 101 rotiert wird, wie es in der 13 gezeigt ist. In der 14 wird das Werkstück 101 ausgeschnitten durch In-Kontakt-Bringen der Schneidkante 11 des Einsatzes 5 mit dem Werkstück 101, welches rotiert wird. In der 15 wird das Schneidwerkzeug 1 vom Werkstück 101 weg bewegt durch Bewegen des Schneidwerkzeugs 1 in einer X2i-Richtung in einem Zustand, in welchem das Werkstück 101 rotiert wird.
Das Schneidwerkzeug 1 wird mit dem Werkstück 101 in Kontakt gebracht, oder das Schneidwerkzeug 1 wird vom Werkstück 101 weg bewegt durch Bewegen des Schneidwerkzeugs 1 in einem jeden der Schritte in der vorliegenden Ausführungsform. Es ist natürlich nicht beabsichtigt, auf diese Ausführungsformen beschränkt zu sein.
Beispielsweise kann im Schritt (1) das Werkstück 101 nahe an das Schneidwerkzeug 1 heran gebracht werden. Auf gleiche Art kann im Schritt (3) das Werkstück 101 vom Schneidwerkzeug 1 weg bewegt werden. Wenn der Schneidvorgang fortgesetzt wird, ist es erforderlich, den Schritt des In-Kontakt-Bringens der Schneidkante 11 des Einsatzes 5 mit verschiedenen Abschnitten des Werkstücks 101 zu wiederholen, während das Werkstück 101 weiter rotiert wird. Obwohl die vorliegende Ausführungsform den Fall des Verwendens des Schneidwerkzeugs 1 der ersten Ausführungsform beschrieben hat, können das Schneidwerkzeug 41, 51 und 61 der zweiten bis vierten Ausführungsform anstatt des Schneidwerkzeugs 1 verwendet werden.
Beispiele des Materials des Werkstücks 101 weisen Kohlenstoffstahl, Stahllegierungen, rostfreier Stahl, Gusseisen und Nicht-Eisen-Metalle auf.
Während die Ausführungsformen in der vorliegenden Offenbarung oben gezeigt und beschrieben wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorhergehenden Ausführungsformen beschränkt. Es ist natürlich möglich, irgendwelche willkürlichen Abwandlungen auszuführen, insofern diese nicht vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abweichen.
Bezugszeichenliste

1: Schneidwerkzeug
3: Halter für ein Schneidwerkzeug
3a: erstes Ende
3b: zweites Ende
3c: Seitenfläche
3c1: eine Seitenfläche
4a: Kopf
4b: obere Klaue
4c: untere Klaue
4d: Basiselement
5: Schneideinsatz
6: Ausströmauslass
7: Strömungspfad
9: Tasche
11: Schneidkante
13: obere Fläche
13a: Spanfläche
15: untere Fläche
17: Seitenfläche
17a: Seitenfläche
18: Durchgangsloch
21: Schraube
23: erster Strömungspfad
25: zweiter Strömungspfad
251: zweiter Teil-Strömungspfad
251a: zweiter Teil-Strömungspfad
251b: zweiter Teil-Strömungspfad
251c: zweiter Teil-Strömungspfad
26: erster Abzweigungsauslass
27: dritter Strömungspfad
271: dritter Teil-Strömungspfad
271a: dritter Teil-Strömungspfad
271b: dritter Teil-Strömungspfad
271c: dritter Teil-Strömungspfad
271d: dritter Teil-Strömungspfad
272: stromaufwärts-angeordneter Teil-Strömungspfad
273: dazwischen-angeordneter Teil-Strömungspfad
274: stromabwärts-angeordneter Teil-Strömungspfad
28: zweiter Abzweigungsauslass
29: erste Öffnung
31: zweite Öffnung
33: Einströmeinlass
41: Schneidwerkzeug
43: Halter für ein Schneidwerkzeug
51: Schneidwerkzeug
53: Halter für ein Schneidwerkzeug
61: Schneidwerkzeug
63: Halter für ein Schneidwerkzeug
101: Werkstück

Claims

Ein Halter (3; 43; 53; 63) für ein Schneidwerkzeug (1; 41; 51; 61), welcher sich ausgehend von einem ersten Ende (3a) in Richtung zu einem zweiten Ende (3b) erstreckt, aufweisend: einen Einströmeinlass (33), einen Ausströmauslass (6), welcher an einer Seite des ersten Endes (3a) angeordnet ist, und einen Strömungspfad (7), welcher sich ausgehend vom Einströmeinlass (33) zum Ausströmauslass (6) erstreckt, wobei der Ausströmauslass (6) eine erste Öffnung (29) und eine zweite Öffnung (31) aufweist, der Strömungspfad (7) einen ersten Strömungspfad (23), welcher sich ausgehend vom Einströmeinlass (33) kontinuierlich erstreckt, einen zweiten Strömungspfad (25), welcher sich ausgehend vom ersten Strömungspfad (23) durch einen ersten Abzweigungsauslass (26) zur ersten Öffnung (29) kontinuierlich erstreckt, und einen dritten Strömungspfad (27) aufweist, welcher sich ausgehend vom ersten Strömungspfad (23) durch einen zweiten Abzweigungsauslass (28) zur zweiten Öffnung (31) kontinuierlich erstreckt, der erste Abzweigungsauslass (26) größer ist als der zweite Abzweigungsauslass (28), der zweite Strömungspfad (25) eine Mehrzahl von zweiten Teil-Strömungspfaden (251; 251a, 251b, 251c) aufweist und der dritte Strömungspfad (27) eine Mehrzahl von dritten Teil-Strömungspfaden (271; 271a, 271b, 271c, 271d) aufweist und eine Anzahl der Mehrzahl von zweiten Teil-Strömungspfaden (251; 251a, 251b, 251c) kleiner ist als eine Anzahl der Mehrzahl von dritten Teil-Strömungspfaden (271; 271a, 271b, 271c, 271d).
Der Halter (3; 43; 53; 63) für ein Schneidwerkzeug (1; 41; 51; 61) gemäß Anspruch 1, wobei ein Winkel (8), welcher zwischen zwei angrenzenden dritten Teil-Strömungspfaden (271; 271a, 271b, 271c, 271d) der Mehrzahl von dritten Teil-Strömungspfaden (271; 271a, 271b, 271c, 271d) geformt ist, ein spitzer Winkel ist.
Ein Halter (3; 43; 53; 63) für ein Schneidwerkzeug (1; 41; 51; 61), welcher sich ausgehend von einem ersten Ende (3a) in Richtung zu einem zweiten Ende (3b) erstreckt, aufweisend: einen Einströmeinlass (33), einen Ausströmauslass (6), welcher an einer Seite des ersten Endes (3a) angeordnet ist, und einen Strömungspfad (7), welcher sich ausgehend vom Einströmeinlass (33) zum Ausströmauslass (6) erstreckt, wobei der Ausströmauslass (6) eine erste Öffnung (29) und eine zweite Öffnung (31) aufweist, der Strömungspfad (7) einen ersten Strömungspfad (23), welcher sich ausgehend vom Einströmeinlass (33) kontinuierlich erstreckt, einen zweiten Strömungspfad (25), welcher sich ausgehend vom ersten Strömungspfad (23) durch einen ersten Abzweigungsauslass (26) zur ersten Öffnung (29) kontinuierlich erstreckt, und einen dritten Strömungspfad (27) aufweist, welcher sich ausgehend vom ersten Strömungspfad (23) durch einen zweiten Abzweigungsauslass (28) zur zweiten Öffnung (31) kontinuierlich erstreckt, der erste Abzweigungsauslass (26) größer ist als der zweite Abzweigungsauslass (28), der dritte Strömungspfad (27) einen stromaufwärts-angeordneten Strömungspfad (272), einen dazwischen-angeordneten Strömungspfad (273) und einen stromabwärts-angeordneten Strömungspfad (274) aufweist, welche ausgehend von einer Seite des ersten Strömungspfads (23) in dieser Reihenfolge kontinuierlich angeordnet sind, und eine Querschnittsfläche des stromabwärts-angeordneten Strömungspfads (274) gleich oder kleiner ist als eine Querschnittsfläche des stromaufwärts-angeordneten Strömungspfads (272), und eine Querschnittsfläche des dazwischen-angeordneten Strömungspfads (273) größer ist als jede der Querschnittsfläche des stromaufwärts-angeordneten Strömungspfads (272) und der Querschnittsfläche des stromabwärts-angeordneten Strömungspfads (274).
Der Halter (3; 43; 53; 63) für ein Schneidwerkzeug (1; 41; 51; 61) gemäß Anspruch 1 oder 3, wobei der zweite Strömungspfad (25) kürzer ist als der dritte Strömungspfad (27).
Der Halter (3; 43; 53; 63) für ein Schneidwerkzeug (1; 41; 51; 61) gemäß Anspruch 4, wobei der erste Abzweigungsauslass (26) näher an einer Seite des ersten Endes (3a) angeordnet ist als der zweite Abzweigungsauslass (28).
Der Halter (3; 43; 53; 63) für ein Schneidwerkzeug (1; 41; 51; 61) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Querschnittsfläche des ersten Strömungspfads (23) größer ist als eine Querschnittsfläche des zweiten Strömungspfads (25).
Der Halter (3; 43; 53; 63) für ein Schneidwerkzeug (1; 41; 51; 61) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Öffnung (29) kleiner ist als der erste Abzweigungsauslass (26).
Der Halter (3; 43; 53; 63) für ein Schneidwerkzeug (1; 41; 51; 61) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Öffnung (29) kleiner ist als die zweite Öffnung (31).
Der Halter (3; 43; 53; 63) für ein Schneidwerkzeug (1; 41; 51; 61) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Druckverlust im dritten Strömungspfad (27) größer ist als ein Druckverlust im zweiten Strömungspfad (25).
Ein Schneidwerkzeug (1; 41; 51; 61), aufweisend: einen Halter (3; 43; 53; 63) für ein Schneidwerkzeug (1; 41; 51; 61) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, und einen Schneideinsatz (5), welcher gestaltet ist, um an einer Seite des ersten Endes (3a) des Halters (3; 43; 53; 63) befestigt zu sein und welcher eine erste Fläche (13), eine zweite Fläche (17a) und eine Schneidkante (11) aufweist, welche an einer Schnitt-Kammlinie der ersten Fläche (13) und der zweiten Fläche (17a) angeordnet ist.
Das Schneidwerkzeug (1; 41; 51; 61) gemäß Anspruch 10, wobei die erste Öffnung (29) in Richtung zur ersten Fläche (13) offen ist und die zweite Öffnung (31) in Richtung zur zweiten Fläche (17a) offen ist.
Das Schneidwerkzeug (1; 41; 51; 61) gemäß Anspruch 10, wobei die erste Öffnung (29) in Richtung zur ersten Fläche (13) offen ist und die zweite Öffnung (31) entlang der ersten Fläche (13) offen ist.
Ein Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts, aufweisend: Rotieren eines Werkstücks (101), In-Kontakt-Bringen eines Schneidwerkzeugs (1; 41; 51; 61) gemäß irgendeinem der Ansprüche 10 bis 12 mit dem Werkstück (101), welches rotiert wird, und Bewegen des Schneidwerkzeugs (1; 41; 51; 61) vom Werkstück (101) weg.