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Technisches Gebiet
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Die vorliegenden Ausführungsformen betreffen Spitzen für Bohrer. Die Bohrer werden beispielsweise in Bohrvorgängen verwendet.
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Technischer Hintergrund
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Als eine Spitze zur Verwendung in einem Bohrvorgang von Metall oder dergleichen ist beispielsweise eine Spitze in der japanischen, ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 10-511432 (Patentdokument 1) bekannt. Die Spitze, welche in der 2A des Patentdokuments 1 gezeigt ist, hat einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich, welche in ihrer Zusammensetzung voneinander verschieden sind. Der zweite Bereich weist eine Schneidkante auf. Der erste Bereich und der zweite Bereich sind metallurgisch miteinander verbunden.
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Bei der in dem Patentdokument 1 beschriebenen Spitze hat der erste Bereich eine Säulengestalt und ist der zweite Bereich angeordnet, um eine vordere Endseite des ersten Bereichs abzudecken. Da sich der erste Bereich von dem zweiten Bereich in der Zusammensetzung unterscheidet, können Risse an Grenzen zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich auftreten und kann die Haltbarkeit der Spitze gesenkt sein.
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Die vorliegenden Ausführungsformen zielen darauf ab, Spitzen bereitzustellen, welche eine gute Haltbarkeit haben.
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Kurzerläuterung
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In einer der Ausführungsformen weist eine Spitze einen ersten Teil und einen zweiten Teil auf. Die Spitze weist eine Schneidkante, welche an einer Seite eines ersten Endes angeordnet ist, und eine Aussparung auf, welche an einer Seite eines zweiten Endes angeordnet ist, wobei das erste Ende eine Seite einer zentralen Achse ist und das zweite Ende ein anderes Ende der zentralen Achse ist. Der zweite Teil weist einen Schaftabschnitt, welcher sich entlang der zentralen Achse erstreckt, und einen Eingriffsabschnitt auf, welcher mit dem Schaftabschnitt an einer Seite des ersten Endes verbunden ist und welcher einen Durchmesser hat, der größer ist als der Schaftabschnitt. Der Eingriffsabschnitt ist in der Aussparung angeordnet.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Bohrer in einer der Ausführungsformen zeigt,
- 2 ist eine Vorderansicht, betrachtet in Richtung eines ersten Endes des Bohrers, welcher in der 1 dargestellt ist,
- 3 ist eine Seitenansicht, wenn der Bohrer, welcher in der 2 gezeigt ist, aus einer A1-Richtung betrachtet wird,
- 4 ist eine Seitenansicht, wenn der Bohrer, welcher in der 2 gezeigt ist, aus einer A2-Richtung betrachtet wird,
- 5 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Spitze in einer der Ausführungsformen zeigt,
- 6 ist eine Vorderansicht, betrachtet in Richtung eines ersten Endes der Spitze, welche in der 5 gezeigt ist,
- 7 ist eine Rückansicht, betrachtet in Richtung eines zweiten Endes der Spitze, welche in der 5 gezeigt ist,
- 8 ist eine Seitenansicht, wenn die Spitze, welche in der 6 gezeigt ist, aus einer A3-Richtung betrachtet wird,
- 9 ist eine Seitenansicht, wenn die Spitze, welche in der 6 gezeigt ist, aus einer A4-Richtung betrachtet wird,
- 10 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B1-B1 der Spitze, welche in der 8 gezeigt ist,
- 11 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B2-B2 der Spitze, welche in der 8 gezeigt ist,
- 12 ist eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform (erste Modifikation) der Spitze, welche in der 10 gezeigt ist,
- 13 ist eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform (zweite Modifikation) der Spitze, welche in der 10 gezeigt ist,
- 14 ist eine Rückansicht einer weiteren Ausführungsform (dritte Modifikation) der Spitze, welche in der 10 gezeigt ist,
- 15 ist eine Rückansicht einer noch weiteren Ausführungsform (vierte Modifikation) der Spitze, welche in der 7 gezeigt ist,
- 16 ist eine Rückansicht einer weiteren Ausführungsform (fünfte Modifikation) der Spitze, welche in der 7 gezeigt ist,
- 17 ist eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform (sechste Modifikation) der Spitze, welche in der 10 gezeigt ist,
- 18 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Halter in einer der Ausführungsformen zeigt,
- 19 ist eine Rückansicht, betrachtet in Richtung eines zweiten Endes des Halters, welcher in der 18 gezeigt ist,
- 20 ist eine Seitenansicht, wenn der Halter, welcher in der 19 gezeigt ist, aus einer A5-Richtung betrachtet wird,
- 21 ist eine Seitenansicht, wenn der Halter, welcher der 19 gezeigt ist, aus einer A6-Richtung betrachtet wird,
- 22 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B3-B3 des Halters, welcher in der 21 gezeigt ist,
- 23 ist eine Schnittansicht einer noch weiteren Ausführungsform (siebte Modifikation) der Spitze, welche in der 10 gezeigt ist,
- 24 ist eine schematische Darstellung, welche einen Schritt in einem Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts in einer der Ausführungsformen zeigt,
- 25 ist eine schematische Darstellung, welche einen Schritt in einem Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts in einer der Ausführungsformen zeigt, und
- 26 ist eine schematische Darstellung, welche einen Schritt in einem Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts in einer der Ausführungsformen zeigt.
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Ausführungsformen
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Bohrer
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Eine Spitze für einen Bohrer (nachfolgend ebenfalls einfach als „eine Spitze“ bezeichnet) und ein Bohrer in einer der Ausführungsformen sind nachfolgend 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 Form nur Hauptelemente, welche zum Beschreiben einer der Ausführungsformen erforderlich sind. Die Spitze und der Bohrer, welche im Folgenden offenbart sind, sind deshalb in der Lage, irgendwelche strukturellen Elemente aufzuweisen, welche in den bezogenen Zeichnungen nicht dargestellt sind. Größen dieser Elemente in einer jeden der Zeichnungen sind nicht solche, welche wahrheitsgetreu Größen der tatsächlichen strukturellen Elemente und Größenverhältnisse dieser Elemente repräsentieren.
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Wie es in den 1 bis 4 gezeigt ist, weist der Bohrer 1 der vorliegenden Ausführungsformen einen Halter 3 und eine Spitze 5 auf. Beispielsweise hat der Halter 3 eine Stangengestalt, welche sich entlang einer Rotationsachse X1 lang und dünn erstreckt, und weist eine Tasche 1 auf, welche an einer Seite eines ersten Endes angeordnet ist, wie es in der 1 gezeigt ist. Der Halter 3 in den vorliegenden Ausführungsformen weist eine einzelne Tasche 7 auf. Der Bohrer 1 ist um die Rotationsachse X1 während eines Vorgangs eines Ausschneidens eines Werkstücks drehbar, um ein maschinell- bzw. spanabhebend-bearbeitetes Produkt herzustellen. Ein Pfeil X2 in der 1 und dergleichen bezeichnet eine Rotationsrichtung des Bohrers 1.
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Hier wird zum Zwecke der Einfachheit eine Seite in einer Richtung entlang der Rotationsachse X1 als ein „erstes Ende“ bezeichnet und wird die andere Seite in der Richtung entlang der Rotationsachse X1 als ein „zweites Ende“ bezeichnet. Eine Seite eines Endabschnitts in einem Zielelement wird als eine „Seite eines ersten Endes“ bezeichnet und eine Seite des anderen Endabschnitts im Zielelement wird als eine „Seite eines zweiten Endes“ bezeichnet. Im Allgemeinen wird das erste Ende als ein „vorderes Ende“ benannt und wird das zweite Ende als ein „hinteres Ende“ benannt.
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Die Tasche 7 ist ein Abschnitt, an welchem die Spitze 5 befestigt ist und welcher in einer Seite eines ersten Endes des Halters 3 offen ist. Die Spitze 5 ist an der Tasche 7 in den vorliegenden Ausführungsformen angeordnet. Die Spitze 5 kann sich mit der Tasche 7 direkt in Kontakt befinden. Alternativ kann ein nicht besonders dargestelltes Blatt zwischen der Spitze 5 von der Tasche 7 gehalten werden. Die Spitze 5 ist mit Bezug auf den Halter 3 befestigbar und lösbar.
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Die Spitze 5, welche den Bohrer 1 bildet, ist nachfolgend im Detail beschrieben.
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Die Spitze 5 wirkt als ein Schneidteil im Bohrer 1. Insbesondere ist die Spitze 5 ein Abschnitt, welcher mit einem Werkstück in Kontakt gebracht wird, und hat in einem Schneidvorgang eines Werkstücks eine Hauptaufgabe. Wie es in der 5 gezeigt ist, ist die Spitze 5 in den vorliegenden Ausführungsformen aus zwei Teilen eines ersten Teils 9 und eines zweiten Teils 11 gebildet. Der zweite Teil 11 weist einen Schaftabschnitt 13 und einen Eingriffsabschnitt 15 und dergleichen auf, wie es in der 8 gezeigt ist. Der Schaftabschnitt 13 erstreckt sich entlang einer zentralen Achse der Spitze 5 und hat beispielsweise in den vorliegenden Ausführungsformen eine Stangengestalt, wie es in der 8 gezeigt ist.
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Obwohl die zentrale Achse der Spitze 1 nicht notwendigerweise mit der Rotationsachse X1 des Halters 3 zusammenfallen muss, fallen in den vorliegenden Ausführungsformen diese beiden Achsen zusammen. Deshalb wird das alphanumerische Zeichen „X1“ verwendet, um die Rotationsachse und die zentrale Achse in der folgenden Beschreibung zu beschreiben, welche die vorliegenden Ausführungsformen betreffen.
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Die Tasche 7 des Halters 3 in den vorliegenden Ausführungsformen weist ein Loch (nicht dargestellt) auf, welches zum Schaftabschnitt 13 korrespondiert. Ein Positionieren der Spitze 5 um die zentrale Achse X1 mit Bezug auf den Halter 3 herum wird erreicht durch Einsetzen des Schaftabschnitts 13 in das Loch.
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Der Eingriffsabschnitt 15 des zweiten Teils 11 ist näher an einer Seite eines ersten Endes als der Schaftabschnitt 13 angeordnet und ist mit dem Schaftabschnitt 13 kontinuierlich. Der Eingriffsabschnitt 15 in den vorliegenden Ausführungsformen weist einen Durchmesser auf, welcher größer ist als der Schaftabschnitt 13. Deshalb hat der zweite Teil 11 in einer Seitenansicht eine T-Gestalt. Der Begriff „Durchmesser“ bezeichnet einen Maximalwert einer Breite in einer Richtung orthogonal zu zentralen Achse X1.
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Der Eingriffsabschnitt 15 in den vorliegenden Ausführungsformen erstreckt sich in der Richtung orthogonal zur zentralen Achse X1. Deshalb hat der Eingriffsabschnitt 15 eine größere Breite in der Richtung orthogonal zur zentralen Achse X1 als der Schaftabschnitt 13, wenn aus einer Richtung betrachtet, welche in der 8 gezeigt ist. Der Schaftabschnitt 13 und der Eingriffsabschnitt 15 haben in einer Richtung orthogonal zu zentralen Achse X1 die gleiche Breite, wenn aus einer Richtung betrachtet, welche in der 9 gezeigt ist.
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Der Schaftabschnitt 13 und der Eingriffsabschnitt 15 in den vorliegenden Ausführungsformen haben in etwa die gleiche Zusammensetzung und sind integral geformt. Der Begriff „in etwa gleich“ erfordert nicht, dass die Zusammensetzungen der zwei Bereiche genau die gleichen sind, jedes Mal, wenn die Zusammensetzungen gemessen werden, sondern bezeichnet, dass Variationen von in etwa eines Messfehlers gestattet sind.
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Der erste Teil 9 ist mit Bezug auf den zweiten Teil 11 an einer Seite des ersten Endes angeordnet. Eine Schneidkante 19 ist an einer Seite des ersten Endes im ersten Teil 9 angeordnet. Eine Aussparung 25 ist an einer Seite des zweiten Endes im ersten Teil 9 angeordnet.
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Die Schneidkante 19 ist am ersten Ende in dem ersten Teil 9 geformt. Die Schneidkante 19 tritt durch die zentrale Achse X1 hindurch, wenn von einer Seite des ersten Endes betrachtet, und hat eine 180°-rotationssymmetrische Gestalt basierend auf der zentralen Achse X1. Die Schneidkante 19 in den vorliegenden Ausführungsformen weist eine erste Schneidkante 21 und ein paar zweite Schneidkanten 23 auf. Die zweiten Schneidkanten 23 sind jeweilig mit Endabschnitten der ersten Schneidkante 21 verbunden. Dementsprechend ist die Schneidkante 19 mit einer der zweiten Schneidkanten 23, der ersten Schneidkante 21 und der anderen der zweiten Schneidkanten 23 bereitgestellt, welche in diese Reihenfolge angeordnet sind.
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Die erste Schneidkante 21 ist ein Abschnitt, welcher durch die zentrale Achse X1 hindurch tritt, wenn in Richtung zum ersten Ende betrachtet, und welcher gewöhnlich als eine „Meißelkante“ bezeichnet wird. Das Paar zweite Schneidkanten 23 sind Abschnitte, welche jeweilig mit den Endabschnitten der ersten Schneidkante 21 verbunden sind und welche sogenannte „Hauptschneidkanten“ sind, welche das Werkstück während eines Schneidvorgangs hauptsächlich schneiden.
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Das Paar zweite Schneidkanten 23, welche als die Hauptschneidkanten verwendet werden, sind entlang eines Kamms geformt, welcher eine Schnittstelle von zwei Flächen ist. Hier ist eine der zwei Flächen, welche an einer Seite des ersten Endes angeordnet ist, eine sogenannte „Flankenfläche“ bzw. „Freifläche“ und ist die andere, welche an einer Seite des zweiten Endes angeordnet ist, eine sogenannte „Spanfläche“. Deshalb kann es ebenfalls gesagt werden, dass die Hauptschneidkante entlang des Kamms geformt ist, welche eine Schnittstelle der Freifläche und der Spanfläche ist. Späne eines Werkstücks, welche durch die Hauptschneidkante geschnitten werden, fließen entlang der Spanfläche. Da die vorliegenden Ausführungsformen zwei Hauptschneidkanten aufweisen, gibt es ebenfalls zwei Spanflächen.
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Obwohl die Konfiguration, welche die erste Schneidkante 21 und das Paar zweite Schneidkanten 23 aufweist, oben als eine spezifische Konfiguration der Schneidkante 19 erörtert ist, ist die Schneidkante 19 nicht auf die obige Konfiguration beschränkt.
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Eine Endfläche an einer Seite des zweiten Endes im ersten Teil 9 hat eine flache Flächengestalt. Die Aussparung 25 ist in der Endfläche angeordnet. Der Eingriffsabschnitt 15 des zweiten Teils 11 ist in der Aussparung 25 angeordnet, und in den vorliegenden Ausführungsformen befindet sich der zweite Teil 11 mit dem ersten Teil 9 in der Aussparung 25 in Kontakt. Der zweite Teil 11 und der erste Teil 9 können in der Aussparung 25 der vorliegenden Ausführungsformen miteinander verbunden sein.
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Der Begriff „miteinander verbunden“ ist nicht auf den Fall des Verbindens zweier Teile mittels eines Haftmittels beschränkt, wie beispielsweise Lot und ein Harz, sondern ist ein solches Konzept, welches ebenfalls die Fälle eines direkten Verbindens der zwei Teile miteinander aufweist, wie beispielsweise den Fall des Zusammenschweißens der zwei Teile und den Fall des Ablagerns der zwei Teile.
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In den vorliegenden Ausführungsformen kann der erste Teil 9 auf den zweiten Teil 11 abgelagert sein. Wenn der erste Teil 9 auf den zweiten Teil 11 abgelagert ist, ist es möglich, den zweiten Teil 11 und den ersten Teil 9 fest miteinander zu verbinden. Darüber hinaus, da keine Notwendigkeit zur Verwendung eines Haftmittels vorliegt, ist es möglich, die Anzahl von Elementen zum Herstellen des Bohrers 1 zu reduzieren.
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Wenn ein Bohrvorgang ausgeführt wird unter Verwendung des Bohrers 1, welcher die Spitze 5 aufweist, der aus einer Mehrzahl von Teilen gebildet ist, wird eine Kraft ebenfalls auf die Grenzen unter der Mehrzahl von Teilen aufgebracht, und können Risse an den Grenzen dieser Teile auftreten, wodurch ein Schaden am Bohrer 1 verursacht wird.
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Wenn jedoch in den vorliegenden Ausführungsformen der Eingriffsabschnitt 15 einen Durchmesser hat, welcher größer ist als der Schaftabschnitt 13, und der Eingriffsabschnitt 15 mit dem ersten Teil 9 in der Aussparung 25 in der Spitze 5 im Bohrer 1 verbunden ist, wird eine große Verbindungsfläche des zweiten Teils 11 und des ersten Teils 9 sichergestellt. Für die Grenzen zwischen dem zweiten Teil 11 und dem ersten Teil 9 ist es deshalb weniger wahrscheinlich, zu reißen, was zu einer verbesserten Haltbarkeit der Spitze 5 führt.
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Beispiele des Materials, welches den zweiten Teil 11 bildet, weisen Metall, Hartmetall und Cermet auf. Beispiele des Metalls weisen rostfreien Stahl und Titan auf. Beispiele für Zusammensetzungen des Hartmetalls können WC(Wolframcarbid)-Co(Cobalt), WC-TiC(Titancarbid)-Co und WC-TiC-TaC(Tantalcarbid)-Co aufweisen.
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Hier sind WC, TiC und TaC harte Partikel und ist Co eine Binderphase. Das Cermet ist ein gesintertes Verbundmaterial, welches Verhalten wird durch Zusammensetzen von Metall und einem keramischen Bestandteil. Ein spezifisches Beispiel des Cermets ist eines, welches hauptsächlich aus einer Titanzusammensetzung gebildet ist, wie beispielsweise Titancarbid (TiC) oder Titannitrid (TiN).
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Beispiel des Materials, welches den ersten Teil 9 bildet, weisen einen Diamant-gesinterten Körper, CBN (kubisches Bohrnitrid), Hartmetall und Cermet auf. Beispiele, welche als das Hartmetall und Cermet verwendbar sind, weisen die gleichen auf, welche als die Materialien beschrieben worden sind, die den zweiten Teil bilden.
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Die gleichen oder unterschiedlichen Materialien können als die Materialien verwendet werden, welche einen jeden vom zweiten Teil 11 und vom ersten Teil 9 bilden. Beispielsweise kann der zweite Teil 11 aus einem Metall, wie beispielsweise Titan, gebildet sein und kann der erste Teil 9, welcher die Schneidkante 19 aufweist, die an der Seite des ersten Endes angeordnet ist, aus einem Hartmetall gebildet sein.
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Wenn in den vorliegenden Ausführungsformen die Gesamtheit des Eingriffsabschnitt 15 in der Aussparung 25 angeordnet ist und eine Endfläche des Eingriffsabschnitts 15, welche an einer Seite des zweiten Endes angeordnet ist, mit einer Endfläche des ersten Teils 9 verglichen wird, welche an einer Seite des zweiten Endes angeordnet ist, sind Positionen der zwei Endflächen in einer Richtung entlang der Rotationsachse in etwa gleich. Mit anderen Worten sind die Endfläche des Eingriffsabschnitts 15, welche an der Seite des zweiten Endes angeordnet ist, und die Endfläche des ersten Teils 9, welche an der Seite des zweiten Endes angeordnet ist, auf der gleichen flachen Fläche angeordnet. Jedoch ist es nicht gedacht, auf diese Ausführungsform beschränkt zu sein.
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Der Eingriffsabschnitt 15 muss zumindest partiell in der Aussparung 25 angeordnet sein. Ein Teil des Eingriffsabschnitts 15, welcher an einer Seite des zweiten Endes angeordnet ist, kann aus der Aussparung 25 vorstehen, wie es in der 12 gezeigt ist. Alternativ kann der Eingriffsabschnitt 15 näher an der Seite des ersten Endes angeordnet sein als die Endfläche an der Seite des zweiten Endes im ersten Teil 9, wie es in der 13 gezeigt ist.
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Hier kann sich zumindest ein Teil der Endfläche an der Seite des zweiten Endes in dem Eingriffsabschnitt 15 mit dem ersten Teil 9 in Kontakt befinden, wie es in der 13 gezeigt ist. Mit anderen Worten kann ein Innendurchmesser eines Teils der Aussparung 25, welcher an einer Seite des zweiten Endes angeordnet ist, kleiner als ein Außendurchmesser des Eingriffsabschnitts 15 sein.
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Wenn der Innendurchmesser des Teils der Aussparung 25, welcher an der Seite des zweiten Endes angeordnet ist, kleiner ist als der Außendurchmesser des Eingriffsabschnitts 15, sogar, falls sich der erste Teil 9 vom zweiten Teil 11 aufgrund von Rissen separiert, welche an Grenzen zwischen dem zweiten Teil 11 und dem ersten Teil 9 auftreten, ist der Eingriffsabschnitt 15 im zweiten Teil 11 durch die Aussparung 25 im ersten Teil 9 gefangen, wodurch der zweite Teil 11 daran gehindert wird, aus dem ersten Teil 9 heraus zu rutschen.
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Wie es in der 14 gezeigt ist, kann eine Breite des Eingriffsabschnitts 15 in einer Richtung orthogonal zur zentralen Achse X1 abnehmen, so wie sie sich einer Seite des ersten Endes annähert. Wenn der Eingriffsabschnitt 15 derart eingerichtet ist, kann eine Dicke des ersten Teils 9 zwischen einer Außenrandfläche des Eingriffsabschnitts 15 und der Schneidkante 19 sichergestellt werden, was zu einer verbesserten Haltbarkeit der Spitze 5 führt. Wenn der zweite Teil 11 und der erste Teil 9 mit einem Haftmittel miteinander verbunden sind, ist es einfach, diese Teile miteinander zu verbinden.
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Der Gestalt des Eingriffsabschnitts 15 im zweiten Teil 11 und der Gestalt der Aussparung 25 im ersten Teil 9 ist keine besondere Beschränkung aufgezwungen, falls es möglich ist, die Verbindungsfläche des zweiten Teils 11 mit dem ersten Teil 9 zu steigern. Beispielsweise, wie es in der 15 gezeigt ist, kann ein Außenrand der Aussparung 25 eine Viereckgestalt haben, wenn von einer Seite des zweiten Endes aus betrachtet. Wie es in der 16 gezeigt ist, kann der Außenrand der Aussparung eine Kreisgestalt haben, wenn von einer Seite des zweiten Endes aus betrachtet.
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Ein Durchmesser des Eingriffsabschnitts 15 ist in der Ausführungsform, welche in der 16 gezeigt ist, konstant, wenn von der Seite des zweiten Endes ausbetrachtet. Der Durchmesser des Eingriffsabschnitts 15 weist einen Abschnitt, welcher eine relativ große Länge hat, und einen Abschnitt auf, welcher eine relativ kurze Länge hat, wenn von der Seite des zweiten Endes in den Ausführungsformen betrachtet, die in den 7 und 15 gezeigt sind. Der Bohrer 1 dreht sich in einer X2-Richtung, und eine Last in einer Richtung entlang dieser Rotationsrichtung wird ebenfalls auf die Grenzen zwischen dem zweiten Teil 11 und dem ersten Teil 9 während eines Schneidvorgangs aufgebracht, wie beispielsweise dem Bohrvorgang.
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Wenn der Eingriffsabschnitt 15 einen Abschnitt, welcher eine relativ große Länge hat, und einen Abschnitt aufweist, welcher eine relativ kurze Länge hat, wie in den Ausführungsformen, die in den 7 und 15 gezeigt sind, stützen sich der Eingriffsabschnitt 15 und die Aussparung 25 bezüglich der Rotationsrichtung des Bohrers 1 physisch aneinander ab. Da dementsprechend nicht nur eine chemische Verbindungskraft sondern ebenfalls die physische Abstützung auf die Grenzen zwischen dem zweiten Teil 11 und dem ersten Teil 9 wirkt, ist es für Risse weniger wahrscheinlich, an diesen Grenzen zu entstehen.
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Die Endfläche an der Seite des ersten Endes im Eingriffsabschnitt 15 kann eine flache Flächengestalt haben oder kann alternativ eine gekrümmte Flächengestalt haben. Wenn bei einander entgegengesetzten Flächen zwischen der Aussparung 25 und dem Eingriffsabschnitt 15, welche die zentrale Achse X1 wie in der 10 oder dergleichen schneiden, eine Seite der Aussparung 25 eine konvex-gekrümmte Fläche ist und eine Seite des Eingriffsabschnitt 15 eine konkav-gekrümmte Fläche ist, ist es möglich, die Verbindungsfläche des zweiten Teils 11 und des ersten Teils 9 zu steigern.
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Vom Standpunkt des Steigerns der Verbindungsfläche des zweiten Teils 11 und des ersten Teils 9, können die Grenzen zwischen der Aussparung 25 und dem Eingriffsabschnitt 15 bei den einander entgegengesetzten Flächen der Aussparung 25 und des Eingriffsabschnitts 15 eine Wellenform haben, welche sich mit der zentralen Achse X1 wie in der Ausführungsform schneidet, die in der 17 gezeigt ist.
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Der erste Teil 9 in den vorliegenden Ausführungsformen ist mit Bezug auf die zentrale Achse X1 rotationssymmetrisch. Wenn der erste Teil 9 diese Konfiguration aufweist, ist ein Schwerpunkt des ersten Teils 9 an der zentralen Achse X1 angeordnet. Es ist deshalb möglich, die Spitze um die zentrale Achse X1 stabil herum zu rotieren. Für die Rotationsachse X1 des Bohrers 1 ist es folglich weniger wahrscheinlich, während des Schneidvorgangs abzuweichen, was zur einem hochgenauen Schneidvorgang führt.
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Der Eingriffsabschnitt 15 in den vorliegenden Ausführungsformen ist näher an einer Seite des zweiten Endes angeordnet als die Schneidkante 19 im ersten Teil 9. Mit anderen Worten ist die Gesamtheit der Schneidkante 19 im ersten Teil 9 näher an einer Seite des ersten Endes angeordnet als der Eingriffsabschnitt 15. Dies ermöglicht es, eine große Dicke eines Teils der Schneidkante 19 im ersten Teil 9 bereitzustellen, welcher an einer Seite des zweiten Endes angeordnet ist. Es ist deshalb möglich, die Haltbarkeit der Schneidkante 19 zu steigern.
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Der Halter 3, welche den Bohrer 1 bildet, ist nachfolgend im Detail beschrieben.
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Wie es in der 18 gezeigt ist, hat der Halter 3 in den vorliegenden Ausführungsformen die Stangengestalt, welche sich entlang der Rotationsachse X1 erstreckt, und weist die Tasche 7 auf, an welcher die Spitze 5 befestigt ist. Der Halter 3 in den vorliegenden Ausführungsformen weist einen Teil, welcher als ein Schaft 27 bezeichnet ist, und einen Teil, welcher als ein Körper 29 bezeichnet ist, auf, der näher an einer Seite des ersten Endes als der Schaft 27 angeordnet ist, welcher beispielsweise durch eine drehbare Spindel einer Werkzeugmaschine gehalten wird, welche nicht besonders dargestellt ist.
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Wie es weiter oben beschrieben ist, ist die Tasche 7 an einer Seite des ersten Endes am Halter 3 angeordnet und weist die Tasche 7 ein Loch auf. Das Loch erstreckt sich entlang der Rotationsachse X1 und ist in Richtung zu einer Seite des ersten Endes offen. Das Loch korrespondiert zum Schaftabschnitt 13 der Spitze 5, und der Schaftabschnitt 13 ist gestaltet, um in das Loch eingesetzt zu sein.
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Ein paar Nuten 31 sind an einem Außenrand des Körpers 29 in dem Halter 3 angeordnet. Ein Endabschnitt an einer Seite des ersten Endes in einer jeden von dem Paar Nuten 31 ist mit der Spanfläche an der Spitze 5 verbunden und erstreckt sich wendelförmig bzw. schraubenförmig um die Rotationsachse in einer Richtung zum Schaft 27.
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Die Nuten 31 in den vorliegenden Ausführungsformen werden verwendet, um die Späne zur Außenseite hin auszugeben, nachdem diese entlang der Spanflächen fließen. Das Paar Nuten und werden deshalb gewöhnlich als Spanausgabenuten (Nuten) bezeichnet. Um den Halter 3 durch die Werkzeugmaschine stabil zu halten, ist das Paar Nuten 31 nur im Körper 29 geformt, während es im Schaft 27 nicht geformt ist.
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Eine Tiefe V einer jeden von dem Paar Nuten 31 ist auf in etwa 10-40 % eines Außendurchmessers des Körpers 29 festlegbar. Hier bezeichnet die Tiefe V der Nuten 31 einen Wert, welcher erhalten wird durch Subtrahieren einer Distanz zwischen einem Boden von einer jeden der Nuten 31 und der Rotationsachse X1 von einem Radius des Körpers 29 in einem Querschnitt orthogonal zu Rotationsachse X1, wie es in der 21 gezeigt ist.
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Dementsprechend ist in dem Querschnitt orthogonal zur Rotationsachse X1 ein Durchmesser W einer Stegdicke, welcher durch einen Durchmesser eines Innenkreises (Achse) im Körper 29 angegeben ist, auf in etwa 20-80 % des Außendurchmessers des Körpers 29 festlegbar. Insbesondere, wenn beispielsweise der Außendurchmesser des Körpers 29 gleich 20 mm ist, ist die Tiefe V einer jeden der Nuten 31 auf in etwa 2-8 mm festlegbar.
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Beispielsweise kann der Außendurchmesser des Körpers 29 auf 6-42,5 mm in dem Halter 3 in der vorliegenden Ausführungsform festgelegt sein. Der Halter 3 in der vorliegenden Ausführungsform kann beispielsweise in einem Bereich von L = 3D bis L = 12D festgelegt sein, wobei L eine Länge einer axialen Linie (Länge des Körpers 29) und D ein Durchmesser (Außendurchmesser des Körpers 29) sind.
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Beispiele des Materials des Halters 3 weisen die gleichen wie im zweiten Teil 11 in der Spitze 5 auf. Spezifische Beispiele davon weisen Metall, Hartmetall und Cermet auf.
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Die Spitze 5 in den vorliegenden Ausführungsformen weist erste Durchgangslöcher 33 auf. Der Halter 3 weist ein zweites Durchgangsloch 35 auf. Insbesondere weist die Spitze 5 zwei erste Durchgangslöcher 33 auf. Ein jedes der ersten Durchgangslöcher 33 erstreckt sich ausgehend von einer Seite des ersten Endes zu einer Seite des zweiten Endes in der Spitze 5. Ein Öffnungsabschnitt an einer Seite des ersten Endes im ersten Durchgangsloch 33 ist an der Freifläche im ersten Teil 9 angeordnet. Ein Teil des ersten Durchgangslochs 33, welches an einer Seite des ersten Endes angeordnet ist, ist im ersten Teil 9 angeordnet, und ein Teil des ersten Durchgangslochs 33, welcher an einer Seite des zweiten Endes angeordnet ist, ist an einem Grenzabschnitt zwischen dem ersten Teil 9 und dem Eingriffsabschnitt 15 angeordnet.
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Ein jedes der ersten Durchgangslöcher 33 in den vorliegenden Ausführungsformen ist aus einem Durchgangslochteil, welcher sich ausgehend von der Aussparung 25 im ersten Teil 9 in Richtung zu einer Seite des ersten Endes im ersten Teil 9 erstreckt, und einem Nutteil gebildet, welcher mit dem Durchgangslochteil in der Aussparung 25 verbunden ist und sich in Richtung zu einer Seite des zweiten Endes erstreckt.
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Das zweite Durchgangsloch 35 erstreckt sich ausgehend von einer Seite des zweiten Endes zu einer Seite des ersten Endes im Halter 3 und weist einen Öffnungsabschnitt an einer Endfläche an einer Seite des zweiten Endes im Halter 3 auf. Das zweite Durchgangsloch 35 zweigt sich an einer Seite des ersten Endes in zwei, und zwei Öffnungsabschnitte an einer Seite des ersten Endes sind jeweilig in der Tasche 7 angeordnet. Die zwei Öffnungsabschnitte an der Seite des ersten Endes im zweiten Durchgangsloch 35 sind jeweilig mit den zwei Öffnungsabschnitten an der Seite des zweiten Endes im ersten Durchgangsloch 33 verbunden.
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Die ersten Durchgangslöcher 33 und das zweite Durchgangsloch 35 werden verwendet, um ein Kühlmittel auszugeben. Das Kühlmittel, welches ausgehend vom Öffnungsabschnitt an der Seite des zweiten Endes im zweiten Durchgangsloch 35 zugeführt wird, wird zur Außenseite gespritzt, nachdem es durch das zweite Durchgangsloch 35 und die ersten Durchgangslöcher 33 hindurchtritt. Das Kühlmittel ist verwendbar zum Kühlen des Bohrers 1 und eines Werkstücks während eines Schneidvorgangs. Insbesondere um die Schneidkante 19 im Bohrer 1 zu kühlen, ist das Kühlmittel eingerichtet, um in Richtung zur Außenseite ausgehend von der Freifläche gespritzt zu werden, welche an der Seite des ersten Endes im ersten Teil 9 angeordnet ist und welche mit der Schneidkante 19 verbunden ist.
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Die ersten Durchgangslöcher 33 sind vom Schaftabschnitt 13 im zweiten Teil 11 entfernt angeordnet, was zu einer gesteigerten Festigkeit des Schaftabschnitts 13 führt. Dies ermöglicht es, die Spitze 5 im Halter 3 stabil zu halten.
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Obwohl die ersten Durchgangslöcher 33 eine Gestalt einer geraden Linie haben können, welche sich ausgehend von einer Seite des ersten Endes zu einer Seite des zweiten Endes in der Spitze 5 gerade erstreckt, wie es in der 10 und dergleichen gezeigt ist, können die Durchgangslöcher 33 wie in der 14 gezeigt eingerichtet sein.
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In einem jeden der ersten Durchgangslöcher 33, welche in der 14 gezeigt sind, hat der oben genannte Nutteil solch eine Konfiguration, dass ein Endabschnitt an einer Seite des ersten Endes näher an der zentralen Achse X1 angeordnet ist als ein Endabschnitt an einer Seite des zweiten Endes. Insbesondere nähert sich der Nutteil der zentralen Achse X1 an, so wie er sich in Richtung zur Seite des ersten Endes begibt, und der oben genannte Durchgangslochteil in einem jeden der ersten Durchgangslöcher 33 erstreckt sich entlang der zentralen Achse X1.
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Ein Teil der Schneidkante 19, welcher sich nahe an der zentralen Achse X1 befindet, muss bevorzugt gekühlt werden als ein Teil der Schneidkante 19, welcher von der zentralen Achse X1 entfernt ist. Wenn der Nutteil in einem jeden der ersten Durchgangslöcher 33 gestaltet ist, um relativ zur zentralen Achse wie oben beschrieben geneigt zu sein, kann sich der Öffnungsabschnitt an der Seite des ersten Endes im ersten Durchgangsloch 33 näher an der zentralen Achse X1 befinden. Ebenfalls, wenn sich der Durchgangslochteil im ersten Durchgangsloch 33 parallel zur zentralen Achse X1 wie oben beschrieben erstreckt, kann das Kühlmittel stabil in einer Richtung entlang der zentralen Achse X1 gespritzt werden.
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Wenn es besonders erforderlich ist, beispielsweise die erste Schneidkante 21 in der Schneidkante 19 zu kühlen, können die ersten Durchgangslöcher 33 wie in einer Ausführungsform eingerichtet sein, die in der 23 gezeigt ist. In der Ausführungsform, welche in der 23 gezeigt ist, haben Nutteile in den ersten Durchgangslöcher 33 die gleiche Konfiguration wie die Nutteile, welche in der 14 gezeigt sind, und erstreckt sich der Durchgangslochteil in einem jeden der ersten Durchgangslöcher 33 ebenfalls entlang der zentralen Achse X1, sowie er sich zur Seite des ersten Endes begibt. Wenn die ersten Durchgangslöcher 33 wie die in der 23 gezeigten Ausführungsform eingerichtet sind, wird es einfach, das Kühlmittel in Richtung zur zentralen Achse X1 zu spritzen. Es ist deshalb möglich, die erste Schneidkante 21 effizient zu kühlen, welche die zentrale Achse X1 schneidet.
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Ein Innendurchmesser eines jeden der ersten Durchgangslöcher 33 kann ausgehend von einer Seite des ersten Endes zu einer Seite des zweiten Endes in der Spitze 5 konstant sein. Alternativ, wie es in der 23 gezeigt ist, kann ein Innendurchmesser des ersten Durchgangslochs 33 an einer Seite des ersten Endes der Spitze 5 (ein Öffnungsabschnitt an einer rechten Seite in der 23) kleiner sein als ein Innendurchmesser des ersten Durchgangslochs 33 an einer Seite des zweiten Endes der Spitze 5 (ein Öffnungsabschnitt an einer linken Seite in der 23).
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Wenn der Innendurchmesser des ersten Durchgangslochs 33 wie in der 23 gezeigt eingerichtet ist, ist es möglich, eine Kühlungseffizienz mit dem Kühlmittel zu steigern. Insbesondere kann das Kühlmittel in die ersten Durchgangslöcher 33 stabil zugeführt werden, da die Innendurchmesser an der Seite des zweiten Endes der Spitze 5 relativ groß sind. Ein Spritzdruck des Kühlmittels kann verbessert sein, da der Innendurchmesser an der Seite des ersten Endes der Spitze 5 relativ klein ist. Deshalb wird es einfacher, das Kühlmittel in einer gewünschten Richtung stabil zu spritzen.
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Verfahren des Herstellens eines maschinell- bzw. spanabhebendbearbeiteten Produkts
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Ein Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts in einer der Ausführungsformen ist nachfolgend durch Erläutern des Falls des Verwendens des Bohrers 1 in den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben. Das Verfahren ist nachfolgend mit Bezug auf die 24 bis 26 beschrieben.
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Das Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts in den vorliegenden Ausführungsform weist die folgenden Schritte (1) bis (4) auf.
- (1) ist der Schritt, den Bohrer 1 oberhalb eines vorbereiteten Werkstücks 101 anzuordnen (siehe die 24).
- (2) ist der Schritt, den Bohrer 1 nahe an das Werkstück 101 in einer Y1-Richtung heran zu bringen, während der Bohrer 1 in einer Pfeilrichtung X2 um die Rotationsachse X1 herum rotiert wird (siehe die 24 und 25).
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Dieser Schritt kann beispielsweise ausgeführt werden durch Fixieren des Werkstücks 101 an einem Werkzeugmaschinentisch, welche den daran befestigten Bohrer 1 aufweist, und dann nahe Heranbringen des Bohrers 1, welcher rotiert wird, an das Werkstück 101. In diesem Schritt müssen das Werkstück 101 und der Bohrer 1 nahe zueinander gebracht werden. Beispielsweise kann das Werkstück 101 nahe an den Bohrer 1 herangebracht werden.
- (3) ist der Schritt, ein gebohrtes Loch (Durchgangsloch) 103 im Werkstück 101 zu formen durch näher Heranbringen des Bohrers 1 an das Werkstück 101, sodass die Schneidkante des Bohrers 1, welcher rotiert wird, mit einer gewünschten Position einer Oberfläche des Werkstücks 101 in Kontakt gelangt (siehe die 25).
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Vom Standpunkt des Erhaltens einer gut-bearbeiteten Oberfläche ist es bevorzugt, in diesem Schritt eine Einstellung vorzunehmen, sodass ein Teilbereich an einer Seite des zweiten Endes des Körpers am Halter 3 nicht in das Werkstück 101 eindringt. Das heißt, eine exzellente Spanausgabeleistungsfähigkeit ist durch den Teilbereich erhaltbar, dadurch, dass der Teilbereich als ein Spielraumbereich zum Ausgeben der Späne fungiert.
- (4) ist der Schritt, den Bohrer 1 vom Werkstück 101 in einer Y3-Richtung weg zu bewegen (siehe die 26).
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Ebenfalls in diesem Schritt müssen das Werkstück 101 und der Bohrer 1 voneinander entfernt werden, wie es im obigen Schritt (2) der Fall ist. Beispielsweise kann das Werkstück 101 vom Bohrer 1 wegbewegt werden.
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Durch die vorhergehenden Schritte ist eine exzellente Bohrleistungsfähigkeit erhaltbar.
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Wenn der oben beschriebene Schneidvorgang des Werkstücks 101 mehrere Male ausgeführt wird, insbesondere, wenn beispielsweise eine Mehrzahl von gebohrten Löchern 103 in einem einzelnen Werkstück 101 geformt werden, ist es erforderlich, den Schritt des In-Kontakt-Bringens der Schneidkante des Bohrers 1 mit verschiedenen Abschnitten des Werkstücks 101 zu wiederholen, während der Bohrer weiter rotiert wird.
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Obwohl die Bohrer 1 in den zahlreichen Ausführungsformen oben beschrieben und dargestellt worden sind, ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt. Es ist natürlich möglich, irgendwelche Abwandlungen vorzunehmen, wenn diese nicht vom Umfang der vorliegenden Erfindung abweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bohrer
- 3
- Halter
- 5
- Spitze (für einen Bohrer)
- 7
- Tasche
- 9
- erster Teil
- 11
- zweiter Teil
- 13
- Schaftabschnitt
- 15
- Eingriffsabschnitt
- 19
- Schneidkante
- 21
- erste Schneidkante
- 23
- zweite Schneidkante
- 25
- Aussparung
- 27
- Schaft
- 29
- Körper
- 31
- Nut
- 33
- erstes Durchgangsloch
- 35
- zweites Durchgangsloch
- 101
- Werkstück
