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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldungen Nr. 2017-149840, eingereicht am 2. August 2017, und Nr. 2017-164974 , eingereicht am 30. August 2017. Die Inhalte dieser Anmeldungen werden hier durch Verweis in ihrer Gesamtheit einbezogen.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegenden Ausführungsformen betreffen im Allgemeinen Schneideinsätze zur Verwendung in einem Schneidvorgang. Genauer gesagt betreffen die vorliegenden Ausführungsformen Schneidwerkzeuge, die aus einem Material mit relativ hoher Härte gebildet sind, wie beispielsweise PKD und cBN.
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HINTERGRUND
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Als ein Schneidwerkzeug, das bei einem Schneidvorgang eines Werkstücks wie beispielsweise Metall eingesetzt wird, ist ein in der
WO 2016/043127 (Patentdokument 1) beschriebener Schneideinsatz bekannt. Das Patentdokument 1 beschreibt den Schneideinsatz mit einer Schneidkante mit abgerundeter Nase, die an einem abgerundeten Teil einer oberen Fläche angeordnet ist, und einer geraden Schneidkante, die an einer Seite der oberen Fläche angeordnet ist. Der Schneideinsatz weist negative Stege von ungleicher Breite auf, die zwischen einer Spanfläche an der oberen Fläche und einer Freifläche an einer Seitenfläche angeordnet sind.
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KURZERLÄUTERUNG
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Ein Schneideinsatz in einer der Ausführungsformen weist auf eine erste Fläche, eine zweite Fläche, eine dritte Fläche und eine Stegfläche. Die erste Fläche hat eine Polygonalgestalt und weist auf eine erste Ecke und eine erste Seite, die sich von der ersten Ecke aus erstreckt. Die zweite Fläche ist an der entgegengesetzten Seite der ersten Fläche angeordnet. Die dritte Fläche ist zwischen der ersten und der zweiten Fläche angeordnet. Die Stegfläche ist zwischen der ersten und der dritten Fläche angeordnet.
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Die Stegfläche weist eine erste Stegfläche, die mit der ersten Ecke verbunden ist, und eine zweite Stegfläche auf, die mit der ersten Seite verbunden ist. Eine Breite der ersten Stegfläche in einer Vorderansicht von einer Seite der ersten Fläche aus betrachtet wird als erste Breite bezeichnet, wobei die erste Breite an einem Endabschnitt an einer Seite der zweiten Stegfläche größer ist als die erste Breite an einem Teil, der mit einem Mittelabschnitt der ersten Ecke verbunden ist.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Einsatz in einer der Ausführungsformen zeigt,
- 2 ist eine Vorderansicht des in 1 dargestellten Einsatzes von der Seite einer ersten Fläche aus betrachtet,
- 3 ist eine Seitenansicht des in 2 dargestellten Einsatzes aus einer Richtung A1 betrachtet,
- 4 ist eine Seitenansicht des in 2 dargestellten Einsatzes aus einer Richtung A2 betrachtet,
- 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs A3, der in 2 dargestellt ist,
- 6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI des in 5 dargestellten Einsatzes,
- 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII des in 5 dargestellten Einsatzes,
- 8 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VIII-VIII des in 5 dargestellten Einsatzes,
- 9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX des in 5 dargestellten Einsatzes,
- 10 ist eine Schnittansicht entlang der Linie X-X des in 5 dargestellten Einsatzes,
- 11 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XI-XI des in 5 dargestellten Einsatzes,
- 12 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XII-XII des in 5 dargestellten Einsatzes,
- 13 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XIII-XIII des in 5 dargestellten Einsatzes,
- 14 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XIV-XIV des in 5 dargestellten Einsatzes,
- 15 ist eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des in 7 dargestellten Einsatzes,
- 16 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Schneidwerkzeug in einer der Ausführungsformen zeigt,
- 17 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs A4, der in 16 dargestellt ist,
- 18 ist eine schematische Darstellung, die einen der Schritte eines Verfahrens zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts in einer der Ausführungsformen zeigt,
- 19 ist eine schematische Darstellung, die einen der Schritte des Verfahrens zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts in der Ausführungsform zeigt, und
- 20 ist eine schematische Darstellung, die einen der Schritte des Verfahrens zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts in der Ausführungsform zeigt.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Schneideinsätze 1 (im Folgenden auch einfach als die „Einsätze 1“ bezeichnet) in einer Mehrzahl von Ausführungsformen werden im Folgenden anhand der Zeichnungen detailliert beschrieben. Zur leichteren Beschreibung werden in den nachfolgend bezogenen Zeichnungen nur die für die Beschreibung der Ausführungsformen notwendigen Hauptelemente in vereinfachter Gestalt dargestellt. Die Einsätze können daher jedes beliebige, in den bezogenen Zeichnungen nicht abgebildetes strukturelles Element aufweisen. Die Abmessungen der Elemente in einer jeden der Zeichnungen sind diejenigen, die weder die Abmessungen der tatsächlichen strukturellen Elemente noch die Abmessungsverhältnisse dieser Elemente getreu wiedergeben.
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<Schneideinsätze>
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Der Einsatz 1 in einer der Ausführungsformen hat annähernd eine Polygonal-Plattengestalt und weist eine erste Fläche 3 (eine obere Fläche in 1), eine zweite Fläche 5 (eine untere Fläche in 1), eine dritte Fläche 7 (eine Seitenfläche in 1) und eine Stegfläche 9 auf.
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Die erste Fläche 3 kann eine Polygonalgestalt haben, wie in 1 dargestellt. Die zweite Fläche 5 kann an der entgegengesetzten Seite der ersten Fläche 3 angeordnet sein, wie in 1 dargestellt. Die dritte Fläche 7 kann zwischen der ersten Fläche 3 und der zweiten Fläche 5 angeordnet sein, wie in 1 dargestellt. Die Stegfläche 9 kann zwischen der ersten Fläche 3 und der dritten Fläche 7 angeordnet sein, wie in 1 dargestellt. Der Einsatz 1 kann in den Ausführungsformen auch eine Schneidkante aufweisen, die zumindest an einem Teil einer Kammlinie angeordnet ist, an welchem die Stegfläche 9 die dritte Fläche 7 schneidet.
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Eine Außenrandkante der ersten Fläche 3 in der in 1 dargestellten Ausführungsform hat eine Polygonalgestalt und in 2 eine rhomboidale Gestalt. Entsprechend weist die erste Fläche 3 vier Ecken und vier Seiten auf. In diesem Fall kann eine der vier Ecken als erste Ecke 11 und zwei von der ersten Ecke 11 ausgehende Seiten als erste Seite 13 bzw. zweite Seite 15 bezeichnet werden. Mit anderen Worten kann die erste Ecke 11 zwischen der ersten Seite 13 und der zweiten Seite 15 angeordnet sein.
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Die Polygonalgestalt ist nicht auf eine strenge Polygonform beschränkt. Zum Beispiel können die vier Ecken der ersten Fläche 3 abgerundet sein und in der Vorderansicht der ersten Fläche 3 eine leicht nach außen vorstehende Gestalt haben. In der Draufsicht auf die erste Fläche 3 sind die vier Seiten nicht auf eine strenge, geradlinige Gestalt beschränkt. Diese Seiten können in der Draufsicht auf die erste Fläche 3 eine nach außen leicht vorstehende oder leicht ausgesparte Gestalt haben.
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Die zweite Fläche 5 hat eine Polygonalgestalt. Ähnlich wie die erste Fläche 3 hat die zweite Fläche 5 in den Ausführungsformen eine rhomboidale Gestalt. Dementsprechend weist die dritte Fläche 7 vier annähernd flache Flächen und vier gekrümmte Flächen auf, die diese flachen Flächen in der in 1 dargestellten Ausführungsform jeweilig verbinden.
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Die Gestalten der ersten Fläche 3 und der zweiten Fläche 5 sind nicht auf die oben genannten Konfigurationen beschränkt. Im Einsatz 1 der Ausführungsformen sind die Gestalten der ersten Fläche 3 und der zweiten Fläche 5 viereckige Gestalten. Alternativ können die Gestalten der ersten Fläche 3 und der zweiten Fläche 5 beispielsweise dreieckige oder sechseckige Gestalten sein.
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Eine gedachte flache Fläche, die zu einer Mittelachse X1 orthogonal verläuft, die einen Mittelpunkt der ersten Fläche 3 und einen Mittelpunkt der zweiten Fläche 5 verbindet, wird als eine Bezugsebene X2 bezeichnet. Die zweite Fläche 5 kann in den Ausführungsformen eine flache Fläche parallel zur Bezugsebene X2 sein.
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Die Abmessungen des Einsatzes 1 sind nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel kann eine Länge einer Seite der ersten Fläche 3 auf in etwa 3-20 mm festgelegt sein. Eine Höhe von der ersten Fläche 3 zur zweiten Fläche 5 kann auf in etwa 5-20 mm festgelegt sein.
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Die Stegfläche 9 ist ein bandförmiger Bereich geringer Breite, der entlang der Schneidkante angeordnet ist. Die Stegfläche 9 kann mit der Schneidkante verbunden sein. Die Schneidkante hat eine hohe Haltbarkeit, da der Einsatz 1 die Stegfläche 9 aufweist. Die Stegfläche 9 kann entlang der gesamten äußeren Peripherie der ersten Fläche 3 oder alternativ dazu nur entlang eines Teils der äußeren Peripherie der ersten Fläche 3 angeordnet sein. Konkret kann die Stegfläche 9 nur entlang der ersten Ecke 11 auf der viereckigen ersten Fläche 3 angeordnet sein.
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In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist die Stegfläche 9 bezogen auf die erste Fläche 3 und die dritte Fläche 7 geneigt. Konkret ist die Stegfläche 9 relativ zur ersten Fläche 3 und zur dritten Fläche 7 so geneigt, dass sie sich der zweiten Fläche 5 nähert, wenn sie sich von einer Seite der Stegfläche 9, die mit der ersten Fläche 3 verbunden ist, in Richtung zu einer Seite davon begibt, die mit der dritten Fläche 7 verbunden ist. Das heißt, in den Ausführungsformen ist die Stegfläche 9 ein sogenannter Negativsteg.
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Die erste Fläche 3 kann zumindest teilweise einen Spanflächenbereich 3a aufweisen. Ein Bereich in der ersten Fläche 3, der entlang der Stegfläche 9 angeordnet ist, entspricht in den Ausführungsformen dem Spanflächenbereich 3a. Der Spanflächenbereich 3a kann mit der Stegfläche 9 verbunden sein. Eine Grenze zwischen dem Spanflächenbereich 3a und anderen Bereichen auf der ersten Fläche 3 wird in der in 1 dargestellten Ausführungsform durch eine Strich-Punkt-Linie dargestellt.
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Die dritte Fläche 7 kann zumindest teilweise einen Freiflächenbereich 7a aufweisen. Ein Bereich in der dritten Fläche 7, der entlang der Stegfläche 9 angeordnet ist, korrespondiert in den Ausführungsformen zum Freiflächenbereich 7a. Der Freiflächenbereich 7a kann mit der Stegfläche 9 verbunden sein.
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Die Stegfläche 9 weist in den Ausführungsformen eine erste Stegfläche 17 und eine zweite Stegfläche 19 auf. Die erste Stegfläche 17 ist entlang der ersten Ecke 11 an der ersten Fläche 3 angeordnet und ist mit der ersten Ecke 11 verbunden. Die erste Stegfläche 17 kann mit der ersten Ecke 11 verbunden sein. Die zweite Stegfläche 19 ist entlang der ersten Seite 13 an der ersten Fläche 3 angeordnet und ist mit der ersten Seite 13 verbunden. Die zweite Stegfläche 19 kann mit der ersten Seite 13 verbunden sein.
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In der Vorderansicht, wenn von der Seite der ersten Fläche 3 aus betrachtet, wird eine Breite der ersten Stegfläche 17 als erste Breite W1 bezeichnet. Die erste Breite W1 an einem Endabschnitt an einer Seite der zweiten Stegfläche 19 kann an einem Teil, der mit einem Mittelabschnitt der ersten Ecke 11 verbunden ist, größer sein als die erste Breite W1.
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Insbesondere wird eine Breite der ersten Stegfläche 17 am Endabschnitt an der Seite der zweiten Stegfläche 19 (im Folgenden der Einfachheit halber als erster Endabschnitt 17b bezeichnet) als eine erste Breite W12 bezeichnet. Eine Breite der ersten Stegfläche 17 an dem Teil, der an den Mittelabschnitt der ersten Ecke 11 verbunden ist (im Folgenden der Einfachheit halber als Mittelabschnitt 17a bezeichnet), wird als erste Breite W11 bezeichnet. Die erste Breite W12 der ersten Stegfläche 17 am ersten Endabschnitt 17b ist in einer in den 5 bis 7dargestellten Ausführungsform größer als die erste Breite W11 der ersten Stegfläche 17 am Mittelabschnitt 17a. Die ersten Breiten W11 und W12 sind zum besseren visuellen Verständnis in Schnittansichten dargestellt.
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Die erste Breite W1 der ersten Stegfläche 17 in der Vorderansicht, wenn von der Seite der ersten Fläche 3 aus betrachtet, bezeichnet eine Breite in einer Richtung orthogonal zu einer Kammlinie, an welcher die erste Fläche 3 die erste Stegfläche 17 in der Vorderansicht der ersten Fläche 3 schneidet.
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Der erste Endabschnitt 17b hat während eines Schneidvorgangs einen größeren Neigungswinkel relativ zu einer Vorschubrichtung eines Schneidwerkzeugs als der Mittelabschnitt 17a. Folglich haben Späne, die über den ersten Endabschnitt 17b fließen, eine größere Dicke als Späne, die über den Mittelabschnitt 17a fließen, und der erste Endabschnitt 17b kann daher einer großen Schnittbelastung ausgesetzt sein. Im Einsatz 1 der Ausführungsformen hat der erste Endabschnitt 17b jedoch eine verbesserte Haltbarkeit und hat der Einsatz 1 eine gute Haltbarkeit, da die erste Breite W12 am ersten Endabschnitt 17b größer ist als die erste Breite W11 am Mittelabschnitt 17a.
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Die erste Breite W1 der Gesamtheit der ersten Stegfläche 17 ist nicht nur groß, sondern die erste Breite W11 im Mittelabschnitt 17a ist in der Vorderansicht der ersten Fläche 3 relativ klein. Dies führt zu einer guten Schnittleistung des Mittelabschnitts 17a. Der Mittelabschnitt 17a liegt näher an der fertigen Fläche eines Werkstücks als der erste Endabschnitt 17b, wodurch die Flächengenauigkeit der fertigen Fläche verbessert wird.
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Die erste Breite W1 der Stegfläche 9, angegeben durch den Abstand zwischen der ersten Fläche 3 und der dritten Fläche 7, kann in der Draufsicht auf die erste Fläche 3 beispielsweise auf in etwa 0,01-0,5 mm festgelegt sein. Die erste Breite W11 des Mittelabschnitts 17a an der ersten Stegfläche 17 ist beispielsweise auf in etwa 0,01-0,3 mm festlegbar. Die erste Breite W12 des ersten Endabschnitts 17b an der ersten Stegfläche 17 ist beispielsweise auf in etwa 0,05-0,5 mm festlegbar.
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In den Ausführungsformen ist die erste Breite W12 des ersten Endabschnitts 17b an der ersten Stegfläche 17 größer als die erste Breite W11 des Mittelabschnitts 17a an der ersten Stegfläche 17. Alternativ kann es in einer Vorderansicht der ersten Stegfläche 17, wenn von einer Seite der ersten Fläche 3 aus betrachtet, einen Teil geben, bei welchem die erste Breite W1 der ersten Stegfläche 17 bei Annäherung an den ersten Endabschnitt 17b vom Mittelabschnitt 17a aus konstant wird.
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Wie in der in 5 dargestellten Ausführungsform kann in der Vorderansicht der ersten Stegfläche 17, wenn von der Seite der ersten Fläche 3 aus betrachtet, die erste Stegfläche 17 einen Teil aufweisen, bei dem die erste Breite W1 bei Annäherung an den ersten Endabschnitt 17b der ersten Ecke 11 vom Mittelabschnitt 17a aus größer wird. Wenn die erste Stegfläche 17 den oben genannten Teil aufweist, hat die erste Stegfläche 17 eine höhere Haltbarkeit und eine weiter verbesserte Schneidleistung.
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6 bis 8 zeigen Schnittansichten, um die Veränderungen der ersten Breite W1 der ersten Stegfläche 17 in der in 5 dargestellten Ausführungsform visuell nachvollziehen zu können. Die einzelnen Querschnitte zeigen die erste Breite W1 der ersten Stegfläche 17. Die in 7 dargestellte W12 ist größer als die in 8 abgebildete W1. Die in 8 dargestellte W1 ist größer als die in 6 dargestellte W11. Wie aus diesen Zeichnungen hervorgeht, wird in der in den 5 bis 8 dargestellten Ausführungsform die erste Breite W1 der ersten Stegfläche 17 bei Annäherung an den ersten Endabschnitt 17b vom Mittelabschnitt 17a aus größer.
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Eine Breite der ersten Stegfläche 17 in der Vorderansicht, wenn von der Seite der dritten Fläche 7 aus betrachtet, wird als zweite Breite bezeichnet. Die zweite Breite W11' am Mittelabschnitt 17a kann größer sein als die zweite Breite W12' am ersten Endabschnitt 17b, wie in der in 3 dargestellten Ausführungsform. Wenn die zweite Breite der ersten Stegfläche 17 die obige Konfiguration hat, hat die erste Stegfläche 17 eine höhere Haltbarkeit. Der Grund hierfür ist folgender. Das heißt, da die zweite Breite W12' am ersten Endabschnitt 17b relativ klein ist, ist es leicht möglich, eine Dicke des Einsatzes 1 am ersten Endabschnitt 17b zu gewährleisten, der einer relativ großen Schnittbelastung ausgesetzt ist.
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Wie in der in 5 dargestellten Ausführungsform, kann in der Vorderansicht von der Seite der ersten Fläche 3 aus betrachtet die Kammlinie, an welcher die dritte Fläche 7 die erste Stegfläche 17 schneidet, eine gekrümmte Gestalt haben. Alternativ kann die Kammlinie, an welcher die dritte Fläche 7 die erste Stegfläche 17 schneidet, eine Kreisbogenform haben, deren Krümmungsradius konstant gehalten wird. Weiter alternativ dazu kann in der Vorderansicht von der Seite der ersten Fläche 3 aus betrachtet die Kammlinie, an welcher die dritte Fläche 7 die erste Stegfläche 17 schneidet, eine gekrümmte Gestalt haben. In diesem Fall kann ein Krümmungsradius am Mittelabschnitt der ersten Ecke 11 kleiner sein als ein Krümmungsradius an einem Teil davon, der den ersten Endabschnitt 17b aufweist.
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Die Schneidkante ist zumindest an einem Teil der Kammlinie angeordnet, an welchem die Stegfläche 9 die dritte Fläche 7 wie oben beschrieben schneidet. Eine erste Schneidkante 21 ist als eine Schneidkante an der Kammlinie angeordnet, an welcher die erste Stegfläche 17 die dritte Fläche 7 in der in 5 dargestellten Ausführungsform schneidet. Eine zweite Schneidkante 23 ist ebenfalls als eine Schneidkante an der Kammlinie angeordnet, an welcher die zweite Stegfläche 19 die dritte Fläche 7 schneidet.
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Die Kammlinie, an welcher die erste Stegfläche 17 die dritte Fläche 7 schneidet und an welcher die erste Schneidkante 21 angeordnet ist, hat die Gestalt eines Kreisbogens, dessen Krümmungsradius in der Vorderansicht, wenn von der Seite der ersten Fläche 3 in der in 5 dargestellten Ausführungsform betrachtet, konstant gehalten wird. Dadurch lässt sich eine lokale Konzentration der Schnittkraft, die auf die erste Schneidkante 21 aufgebracht wird, leichter vermeiden, was zu einer hohen Haltbarkeit der ersten Schneidkante 21 führt.
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Die Kammlinie, an welcher die erste Fläche 3 die erste Stegfläche 17 schneidet, hat eine gekrümmte Gestalt, so dass ein Krümmungsradius am Mittelabschnitt der ersten Ecke 11 kleiner ist als ein Krümmungsradius an dem Teil, der den ersten Endabschnitt 17b aufweist. Daher hat die erste Schneidkante 21 die hohe Haltbarkeit und ist wie oben beschrieben die erste Breite W12 am ersten Endabschnitt 17b größer als die erste Breite W11 am Mittelabschnitt 17a.
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Die Stegfläche 9 weist eine zweite Stegfläche 19 auf, die mit der ersten Seite 13 in der in 5 dargestellten Ausführungsform verbunden ist. Eine Breite der zweiten Stegfläche 19 in der Vorderansicht von der Seite der ersten Fläche 3 aus betrachtet wird als dritte Breite W2 bezeichnet. Die zweite Stegfläche 19 kann einen Teil aufweisen, an welchem die dritte Breite W2 mit zunehmender Entfernung von der ersten Stegfläche 17 kleiner wird. Der Einsatz 1 hat eine höhere Haltbarkeit, wenn die zweite Stegfläche 19 den oben genannten Teil aufweist. Insbesondere wenn die zweite Schneidkante 23 als Hauptschneidkante verwendet wird, hat die der relativ großen Schnittbelastung ausgesetzte Hauptschneidkante eine hohe Haltbarkeit.
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In Fällen, in denen die zweite Stegfläche 19 einen Teil aufweist, an welchem mit zunehmender Entfernung von der ersten Stegfläche 17 die dritte Breite W2 kleiner wird, kann die zweite Stegfläche 19 weiterhin einen Teil aufweisen, bei dem die dritte Breite W2 konstant gehalten wird.
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7, 9 und 10 zeigen Schnittansichten, um die Veränderungen der dritten Breite W2 der zweiten Stegfläche 19 in der in 5 dargestellten Ausführungsform visuell nachvollziehen zu können. Die einzelnen Querschnitte zeigen die dritte Breite W2 der zweiten Stegfläche 19. Die in 9 dargestellte W2 ist größer als die in 10 dargestellte W2.
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Wie aus diesen Zeichnungen hervorgeht, weist die in der in 5 dargestellte Ausführungsform zweite Stegfläche 19 den Teil auf, an welchem die dritte Breite W2 mit zunehmender Entfernung von der ersten Stegfläche 17 kleiner wird. Der in 7 dargestellte Querschnitt ist ein Querschnitt an einer Grenze zwischen der ersten Stegfläche 17 und der zweiten Stegfläche 19.
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Die Stegfläche 9 kann ferner eine dritte Stegfläche 25 aufweisen, die entlang der zweiten Seite 15 an der ersten Fläche 3 angeordnet ist und mit der zweiten Seite 15 verbunden ist, wie in der Ausführungsform in 5 dargestellt. Eine dritte Schneidkante 27 ist als Schneidkante an einer Kammlinie angeordnet, an welcher die dritte Stegfläche 25 die dritte Fläche 7 in der in 5 dargestellten Ausführungsform schneidet.
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Wie in der in 5 dargestellten Ausführungsform kann in der Vorderansicht der ersten Stegfläche 17, wenn von der Seite der ersten Fläche 3 aus betrachtet, die erste Breite W13 an einem Endabschnitt an einer Seite der zweiten Stegfläche 19 (im Folgenden der Einfachheit halber als zweiter Endabschnitt 17c bezeichnet) an dem mit dem Mittelabschnitt der ersten Ecke 11 verbundenen Teil größer sein als die erste Breite W11.
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In den Fällen, in denen die erste Stegfläche 17 die obige Konfiguration hat, hat die erste Stegfläche 17 auch eine hohe Haltbarkeit und eine gute Schneidleistung, wenn eine Kammlinie, an welcher ein Teil, der vom Mittelabschnitt 17a zum zweiten Endabschnitt 17c an der ersten Stegfläche 17 angeordnet ist, die dritte Fläche 7 schneidet, als Schneidkante verwendet wird. Das heißt, es ist sowohl für sogenannte rechtsgängige wie auch für linksgängige Schneidwerkzeuge verwendbar. Der Einsatz 1 ist daher in der Wirtschaftlichkeit ausgezeichnet.
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6, 11 und 12 zeigen Schnittansichten, um die Veränderungen der ersten Breite W1 der ersten Stegfläche 17 in der in 5 dargestellten Ausführungsform visuell nachvollziehen zu können. Die einzelnen Querschnitte zeigen die erste Breite W1 der ersten Stegfläche 17. Die in 12 abgebildete W13 ist größer als die in 11 abgebildete W1. Die in 11 abgebildete W1 ist größer als die in 6 abgebildete W11.
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Wie aus diesen Zeichnungen hervorgeht, ist die erste Breite W13 am zweiten Endabschnitt 17c größer als die erste Breite W11 an dem Teil, der mit dem Mittelabschnitt der ersten Ecke 11 in der in 5 dargestellten Ausführungsform verbunden ist.
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Eine Breite der dritten Stegfläche 25 in der Vorderansicht, wenn von der Seite der ersten Fläche 3 aus betrachtet, wird als vierte Breite W3 bezeichnet, wobei die dritte Stegfläche 25 einen Teil aufweisen kann, an welchem die vierte Breite W3 mit zunehmender Entfernung von der ersten Stegfläche 17 kleiner wird. Wenn die dritte Stegfläche 25 die obige Konfiguration hat, hat der Einsatz 1 eine höhere Haltbarkeit. Insbesondere wenn die dritte Schneidkante 27 als Hauptschneidkante eingesetzt wird, hat die einer relativ starken Schneidkraft ausgesetzte Hauptschneidkante eine erhöhte Haltbarkeit.
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Die dritte Stegfläche 25 kann in der Vorderansicht, wenn von der Seite der ersten Fläche 3 aus betrachtet, sowohl einen Teil aufweisen, an welchem die vierte Breite W3 mit zunehmender Entfernung von der ersten Ecke 11 aus kleiner wird, als auch einen Teil aufweisen, an welchem die vierte Breite W3, konstant gehalten wird.
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12 bis 14 zeigen Schnittansichten, um die Veränderungen der vierten Breite W3 der dritten Stegfläche 25 in der in 5 dargestellten Ausführungsform visuell nachvollziehen zu können. Die Einzelquerschnitte zeigen die vierte Breite W3 der dritten Stegfläche 25. Die in 12 abgebildete W3 ist größer als die in 13 abgebildete W3. Die in 13 abgebildete W3 ist größer als die in 14 abgebildete W3.
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Wie aus diesen Zeichnungen ersichtlich ist, weist die dritte Stegfläche 25 einen Teil auf, an welchem in der in 5 dargestellten Ausführungsform die vierte Breite W3 mit zunehmender Entfernung von der ersten Stegfläche 17 aus kleiner wird. Der in 12 dargestellte Querschnitt ist ein Querschnitt an einer Grenze zwischen der ersten Stegfläche 17 und der zweiten Stegfläche 19.
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Eine Gestalt der Stegfläche 9 in einem Querschnitt orthogonal zur Kammlinie, an welcher die erste Fläche 3 die Stegfläche 9 schneidet, ist nicht auf eine vorgegebene Gestalt beschränkt. Die Gestalt der Stegfläche 9 im Querschnitt kann beispielsweise geradlinig sein oder alternativ eine konkave Gestalt haben, wie in der in den 6 bis 14 dargestellten Ausführungsform. Wenn die erste Stegfläche 17 die konkave Gestalt hat, wie in den 6 bis 14 dargestellt, hat die Stegfläche 9 einen kleinen Neigungswinkel, und die Stegfläche 9 hat in der Vorderansicht, wenn von der ersten Fläche 3 aus betrachtet, eine geringe Breite. Dadurch hat die Schneidkante eine höhere Schneidleistung.
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Die Gestalt der Stegfläche 9 im obigen Querschnitt kann eine Stufe 9b aufweisen, wie in der Ausführungsform in 15 dargestellt. Wenn die Stegfläche 9 die Stufe 9b aufweist, wie in 15 dargestellt, hat die Stegfläche 9 eine höhere Haltbarkeit.
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Als Material des Einsatzes 1 sind beispielsweise Hartmetall, Cermet, Keramik, PKD (polykristalliner Diamant) und cBN (kubisches Bornitrid) verwendbar.
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Beispiele der Zusammensetzung des Hartmetalls weisen WC(Wolframcarbid)-Co, WC-TiC(Titancarbid)-Co und WC-TiC-TaC(Tantalcarbid)-Co auf. WC, TiC und TaC sind harte Partikel, und Co ist eine Bindephase. Das Cermet ist ein gesinterter Verbundwerkstoff, der durch Zusammensetzen von Metall mit einem keramischen Bestandteil erhältlich ist. Beispiele für das Cermet sind Zusammensetzungen, die hauptsächlich aus TiC oder TiN (Titannitrid) gebildet sind. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, den Werkstoff des Einsatzes 1 auf diese Werkstoffe zu beschränken.
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Der Einsatz 1 kann nur ein aus dem oben dargestellten Material gebildetes Element oder alternativ mehrere aus dem oben dargestellten Material gebildetes Elemente aufweisen.
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Zum Beispiel kann der Einsatz 1 einen Hauptkörper 29 und einen Schneidteil 31 aufweisen und die Polygonal-Plattengestalt als Ganzes haben, wie in 1 dargestellt. Der Hauptkörper 29 hat annähernd eine Polygonal-Plattengestalt, von der in der in 1 dargestellten Ausführungsform ein Teil konkav ausgeschnitten ist. Der Schneidteil 31 kann mit dem so ausgeschnittenen konkav gestalteten Teil verbunden werden, indem ein Hartlot oder ähnliches verwendet wird.
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Wie in der in 1 dargestellten Ausführungsform können die erste Ecke 11, die erste Seite 13 und die zweite Seite 15 an dem Schneidteil 31 angeordnet sein. Der Schneidteil 21 ist in 1 mit schrägen Linien markiert, um das visuelle Verständnis zu erleichtern.
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Der Schneidteil 31 kann aus einem Material mit relativ hoher Härte, wie PKD und cBN, gebildet sein und der Hauptkörper 29 kann beispielsweise aus Hartmetall, Cermet oder Keramik gebildet sein. Werden der Grundkörper 21 und der Schneidteil 23 individuell aus den oben genannten Materialien zusammengesetzt, ist der Einsatz 1 kostengünstig herstellbar. Der Einsatz 1 hat auch eine erhöhte Haltbarkeit gegenüber der Schneidbelastung. Die Härte des Hauptkörpers 29 und des Schneidteils 31 können durch Messung der jeweiligen Vickershärte bewertet werden.
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Obwohl Der Einsatz 1 nur den Schneidteil 31 und den Hauptkörper 29 aufweisen kann, kann Der Einsatz 1 zusätzlich zu dem Schneidteil 31 und dem Hauptkörper 29 eine Beschichtungsschicht aufweisen, die ihre jeweiligen Flächen bedeckt. Die Beschichtungsschicht kann ganz oder teilweise die Fläche eines aus dem Schneidteil 31 und dem Hauptkörper 29 gebildeten Grundkörpers bedecken.
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Beispiele für Material der Beschichtungsschicht sind Aluminiumoxid (Tonerde), sowie Carbide, Nitride, Oxide, Oxokohlenstoff, Stickoxide, Carbonitride und Carboxynitride des Titans. Die Beschichtungsschicht kann nur eines oder mehrere der oben genannten Materialien aufweisen.
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Die Beschichtungsschicht kann aus einer einzigen Schicht oder aus mehreren übereinander geschichteten Schichten gebildet sein. Das Material der Beschichtungsschicht ist nicht auf die oben genannten Materialien beschränkt. Die Beschichtungsschicht kann auf dem Grundkörper durch ein Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) oder der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) aufgebracht werden.
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Der Einsatz 1 kann ein wie in 1 dargestelltes Durchgangsloch 33 aufweisen. In den Ausführungsformen ist das Durchgangsloch 33 von der ersten Fläche 3 bis zur zweiten Fläche 5 angeordnet und mündet in diese Flächen. Das Durchgangsloch 33 kann sich entlang der Mittelachse X1 erstrecken, die durch den Mittelpunkt der ersten Fläche 3 und den Mittelpunkt der zweiten Fläche 5 verläuft. Das Durchgangsloch 33 kann zum Anbringen einer Befestigungsschraube oder eines Klemmkörpers beim Halten des Einsatzes 1 am Halter verwendet werden. Es ist kein Problem, wenn das Durchgangsloch 33 so konfiguriert ist, dass er in Bereiche der dritten Fläche 7 mündet, die an entgegengesetzten Seiten angeordnet sind.
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<Schneidwerkzeug>
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Im Folgenden wird ein Schneidwerkzeug 101 in einer der Ausführungsformen anhand der Zeichnungen beschrieben.
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Wie in den 16 und 17 dargestellt weist in der Ausführungsform das Schneidwerkzeug 101 einen Halter 105 mit einer Tasche 103 (Einsatztasche) an einer Seite eines vorderen Endes davon und den oben genannten Einsatz 1 auf, welcher in der Tasche 103 angeordnet ist. Der Einsatz 1 ist so angebracht, dass am vorderen Ende des Halters 105 im Schneidwerkzeug 101 der Ausführungsform eine Kammlinie vorsteht.
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Der Halter 105 hat eine Stangengestalt, die sich schmal und lang erstreckt. Die einzelne Tasche 103 ist an einer Seite eines vorderen Endes des Halters 105 angeordnet. Die Tasche 103 ist ein Teil, der die Befestigung des Einsatzes 1 ermöglicht und in eine vordere Endfläche des Halters 105 mündet. Die Befestigung des Einsatzes 1 kann erleichtert werden, da die Tasche 103 auch in eine Seitenfläche des Halters 105 mündet. Im Einzelnen weist die Tasche 103 eine Sitzfläche, die parallel zu einer unteren Fläche des Halters 105 verläuft, und eine seitliche Beschränkungsfläche auf, die relativ zur Sitzfläche geneigt ist.
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Der Einsatz 1 ist in der Tasche 103 angeordnet. Die Unterseite des Einsatzes 1 kann die Tasche 103 direkt kontaktieren. Alternativ kann ein Blatt zwischen dem Einsatz 1 und der Tasche 103 gehalten werden.
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Der Einsatz 1 wird so angebracht, dass ein Teil der Kammlinie, der als Schneidkante verwendbar ist, nach außen vorsteht. In der Ausführungsform wird der Einsatz 1 mit einer Befestigungsschraube 107 am Halter 105 befestigt. Das heißt, der Einsatz 1 ist am Halter 105 durch Eingriff zwischen Schraubenteilen befestigbar, und zwar durch Einsetzen der Befestigungsschraube 107 in das Durchgangsloch des Einsatzes 1 und durch Einsetzen eines vorderen Endes der Befestigungsschraube 107 in ein in der Tasche 103 ausgebildetes Schraubenloch.
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Für den Halter 105 ist Stahl oder Gusseisen verwendbar. Von diesen Materialien kann insbesondere Stahl unter dem Gesichtspunkt der Erhöhung der Zähigkeit des Halters 103 verwendet werden.
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Die Ausführungsform zeigt das Schneidwerkzeug zur Verwendung in einem sogenannten Drehvorgang. Beispiele für den Drehvorgang sind die Bearbeitung von Innendurchmesser, Außendurchmesser und das Einstechverfahren. Das Schneidwerkzeug ist nicht nur für den Einsatz im Drehvorgang gedacht. Der Einsatz in der obigen Ausführungsform kann für ein in einem Fräsvorgang verwendbares Schneidwerkzeug verwendet werden.
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<Verfahren zur Herstellung eines maschinell bzw. spanabhebend bearbeiteten Produkts>
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Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts in einer der Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Das maschinell bearbeitete Produkt ist herstellbar durch Ausführen eines Schneidvorgangs eines Werkstücks 201. Das Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts in der Ausführungsform weist folgende Schritte auf:
- Den Schritt (1) des Drehens des Werkstücks 201,
- den Schritt (2), bei welchem die durch die vorhergehenden Ausführungsformen dargestellte Kammlinie im Schneidwerkzeug 101 mit dem sich drehenden Werkstück 201 in Kontakt gebracht wird, und
- den Schritt (3), das Schneidwerkzeug 101 vom Werkstück 201 wegzubewegen.
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Genauer gesagt wird zunächst das Werkstück 201 um eine Achse O1 gedreht und das Schneidwerkzeug 101 relativ an das Werkstück 201 nahe herangeführt, wie in 18 dargestellt. Das Werkstück 201 wird dann geschnitten durch In-Kontakt-Bringen der Kammlinie (Schneidkante) im Schneidwerkzeug 101 mit dem Werkstück 201, wie in 19 dargestellt. Danach wird das Schneidwerkzeug 101 relativ vom Werkstück 201 wegbewegt, wie in 20 dargestellt.
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In einem Zustand, in dem die Achse O1 fixiert ist und das Werkstück 201 gedreht wird, wird das Schneidwerkzeug 101 in der Ausführungsform in die Nähe des Werkstücks 201 herangeführt, indem das Schneidwerkzeug 101 in Y1-Richtung bewegt wird. In 19 wird das Werkstück 201 geschnitten, indem die Schneidkante im Schneideinsatz mit dem zu drehenden Werkstück 201 in Kontakt gebracht wird. In 20 wird das Schneidwerkzeug 101 durch Bewegen des Schneidwerkzeugs 101 in Y2-Richtung in einem Zustand wegbewegt, in dem das Werkstück 201 gedreht wird.
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Obwohl das Schneidwerkzeug 101 in den einzelnen Schritten während des Schneidvorganges unter Verwendung des Herstellungsverfahrens der Ausführungsform mit dem Werkstück 201 in Kontakt gebracht wird oder das Schneidwerkzeug 101 vom Werkstück 201 wegbewegt wird, ist es nicht gedacht, auf die obige Ausführungsform beschränkt zu sein.
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Zum Beispiel kann das Werkstück 201 im Schritt (1) in die Nähe des Schneidwerkzeugs 101 gebracht werden. In gleicher Weise kann das Werkstück 201 im Schritt (3) vom Schneidwerkzeug 101 wegbewegt werden. Wenn es gewünscht ist, den Schneidvorgang fortzusetzen, kann der Schritt, die Schneidkante im Einsatz 1 mit verschiedenen Teilen des Werkstücks 201 in Kontakt zu bringen, wiederholt werden, während das Werkstück 201 weiter gedreht wird.
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Repräsentative Materialbeispiele für das Werkstück 201 weisen Kohlenstoffstahl, legierter Stahl, rostfreier Stahl, Gusseisen und Nichteisenmetalle auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schneideinsatz (Einsatz)
- 3
- erste Fläche
- 5
- zweite Fläche
- 7
- dritte Fläche
- 9
- Stegfläche
- 11
- erste Ecke
- 13
- erste Seite
- 15
- zweite Seite
- 17
- erster Stegteil
- 17a
- Mittelabschnitt
- 17b
- erster Endabschnitt
- 17c
- zweiter Endabschnitt
- 19
- zweite Stegfläche
- 21
- erste Schneidkante
- 23
- zweite Schneidkante
- 25
- dritte Stegfläche
- 27
- dritte Schneidkante
- 29
- Hauptkörper
- 31
- Schneidteil
- 33
- Durchgangsloch
- 101
- Schneidwerkzeug
- 103
- Tasche
- 105
- Halter
- 107
- Befestigungsschraube
- 201
- Werkstück
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2017149840 [0001]
- JP 2017164974 [0001]
- WO 2016/043127 [0003]
