DE112018004807T5

DE112018004807T5 - Schneideinsatz, schneidwerkzeug und verfahren zum herstellen von spanend bearbeitetem produkt

Info

Publication number: DE112018004807T5
Application number: DE112018004807.1T
Authority: DE
Inventors: Zhanlong Zhang
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2017-09-06
Filing date: 2018-09-06
Publication date: 2020-06-18
Also published as: US11541462B2; CN111050960A; CN109454248A; CN111050960B; US20200206827A1; JP2020531295A; JP6978589B2; WO2019047894A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schneideinsatz, ein Schneidwerkzeug und ein Verfahren zum Herstellen eines spanend bearbeiteten Produkts. In einer Ausführungsform weist der Schneideinsatz Folgendes auf: eine obere Oberfläche; eine untere Oberfläche; eine Seitenoberfläche, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, die zwischen der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche einander gegenüberliegend angeordnet sind; und eine erste Schneidkante, die auf mindestens einem Teil eines Abschnitts, auf dem sich die obere Oberfläche und die erste Oberfläche schneiden, positioniert ist. Die untere Oberfläche weist eine Vielzahl von Schlitzen auf, die sich von einer Seite der ersten Oberfläche zu einer Seite der zweiten Oberfläche erstrecken. Wenn ferner der Winkel, bei Ansicht von einer Seite der unteren Oberfläche, zwischen einer Kammlinie, auf der sich die obere Oberfläche und die erste Oberfläche schneiden, und einer gedachten Verlängerungslinie der Vielzahl von Schlitzen als θ1 definiert ist, und der Winkel zwischen einer Kammlinie, auf der sich die untere Oberfläche und die erste Oberfläche schneiden, und der gedachten Verlängerungslinie als θ2 definiert ist, dann ist θ2 > θ1.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schneideinsatz, der bei der spanenden Bearbeitung verwendet wird.
HINTERGRUND
Fräswerkzeuge sind in der Technik zum Schneiden von Werkstücken wie Metallen bei der spanenden Bearbeitung bekannt. Beispielsweise offenbart das Patentdokument 1 einen Schneideinsatz, der in einem Fräswerkzeug verwendet wird. Der in Patentdokument 1 offenbarte Schneideinsatz weist eine obere Oberfläche, eine untere Oberfläche, eine erste Seitenoberfläche, eine zweite Seitenoberfläche gegenüber der ersten Seitenoberfläche, eine erste Schneidkante, die auf einem Abschnitt positioniert ist, auf dem sich die obere Oberfläche und die erste Seitenoberfläche schneiden, eine zweite Schneidkante, die auf einem Abschnitt positioniert ist, auf dem sich die obere Oberfläche und die zweite Seitenoberfläche schneiden, und Schlitze auf, die auf der unteren Oberfläche positioniert und durch eine Vielzahl von Vorsprüngen angeordnet sind. Die Vielzahl von Vorsprüngen erstreckt sich parallel zueinander von einer Seite der gegenüberliegenden zweiten Seitenoberfläche zur anderen Seite. Das Patentdokument 1 stellt einen Versuch dar, den Schneideinsatz mit Hilfe der Schlitze, die zwischen diesen Vorsprüngen sandwichartig angeordnet sind, sicher an einem Halter zu befestigen.
Stand der Technik-Dokument
Patentdokument
Patentdokument 1: Internationale Veröffentlichung 2006/041353
KURZDARSTELLUNG
Technisches Problem, das durch die Erfindung gelöst werden soll
Bei Ansicht von einer Seite der unteren Oberfläche hat der in Patentdokument 1 offenbarte Schneideinsatz das folgende Merkmal: der Winkel zwischen der zweiten Schneidkante und einer gedachten Verlängerungslinie des Vorsprungs ist gleich dem Winkel zwischen einer Kammlinie, auf der sich die gegenüberliegende zweite Seitenoberfläche und die untere Oberfläche schneiden, und der gedachten Verlängerungslinie des Vorsprungs.
Vorausgesetzt die obigen Winkel sind gleich, kann es schwierig sein, den Schneideinsatz sicher an einem Halter zu befestigen, wenn diese Winkel verhältnismäßig klein sind. Wenn diese Winkel verhältnismäßig groß sind, kann der Schneideinsatz hingegen sicher am Halter befestigt werden. Wenn die Winkel jedoch verhältnismäßig groß sind, kann das Durchführen einer steigungsbasierten Bearbeitung und dergleichen schwierig sein.
Verfahren zum Lösen des technischen Problems
Basierend auf einer Ausführungsform weist ein Schneideinsatz folgende Teile auf: eine obere Oberfläche; eine untere Oberfläche; eine Seitenoberfläche, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, die zwischen der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche einander gegenüberliegend angeordnet sind; und eine erste Schneidkante, die auf mindestens einem Teil eines Abschnitts, auf dem sich die obere Oberfläche und die erste Oberfläche schneiden, positioniert ist. Die untere Oberfläche weist eine Vielzahl von Schlitzen auf, die sich von einer Seite der ersten Oberfläche zu einer Seite der zweiten Oberfläche erstrecken. Wenn ferner der Winkel, bei Ansicht von einer Seite der unteren Oberfläche, zwischen einer Kammlinie, auf der sich die obere Oberfläche und die erste Oberfläche schneiden, und einer gedachten Verlängerungslinie der Vielzahl von Schlitzen als θ1 definiert ist, und der Winkel zwischen einer Kammlinie, auf der sich die untere Oberfläche und die erste Oberfläche schneiden, und der gedachten Verlängerungslinie als θ2 definiert ist, dann beträgt θ2 > θ1.
Wirkung der Erfindung
Der Schneideinsatz der obigen Implementierung kann eine steigungsbasierte Bearbeitung und dergleichen durchführen und kann fest am Halter befestigt sein.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Schneideinsatzes einer Ausführungsform;
2 ist eine Vorderansicht des Schneideinsatzes, der in 1 gezeigt wird, bei Ansicht von einer Seite einer oberen Oberfläche;
3 ist eine Vorderansicht des Schneideinsatzes, der in 1 gezeigt wird, bei Ansicht von einer Seite einer unteren Oberfläche;
4 ist eine Seitenansicht des Schneideinsatzes, der in 2 gezeigt wird, bei Ansicht in einer Richtung A1;
5 ist eine Seitenansicht des Schneideinsatzes, der in 2 gezeigt wird, bei Ansicht in einer Richtung A2;
6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs A3, der in 3 gezeigt wird;
7 ist eine Querschnittsansicht eines Querschnitts B1 des Schneideinsatzes, der in 3 gezeigt wird;
8 ist eine Querschnittsansicht einer ersten Variante der Ausführungsform des Schneideinsatzes, der in 7 gezeigt wird;
9 ist eine Querschnittsansicht einer zweiten Variante der Ausführungsform des Schneideinsatzes, der in 7 gezeigt wird;
10 ist eine Querschnittsansicht eines Querschnitts B2 des Schneideinsatzes, der in 3 gezeigt wird;
11 ist eine perspektivische Ansicht eines Schneidwerkzeugs einer Ausführungsform;
12 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs A4, der in 11 gezeigt wird;
13 ist ein schematisches Diagramm eines Prozesses eines Verfahrens zum Herstellen eines spanend bearbeiteten Produkts einer Ausführungsform;
14 ist ein schematisches Diagramm eines Prozesses eines Verfahrens zum Herstellen eines spanend bearbeiteten Produkts einer Ausführungsform; und
15 ist ein schematisches Diagramm eines Prozesses eines Verfahrens zum Herstellen eines spanend bearbeiteten Produkts einer Ausführungsform.

Bezugszeichenliste

1.: Schneideinsatz (Einsatz);
3.: Obere Oberfläche;
3a.: Erster Winkel;
3b.: Zweiter Winkel;
5.: Untere Oberfläche;
5a.: Erster Bereich;
7.: Seitenoberfläche;
7a.: Erste Oberfläche;
7b.: Zweite Oberfläche;
7c.: Dritte Oberfläche;
9.: Schneidkante;
9a.: Erste Schneidkante;
9b.: Zweite Schneidkante;
11.: Vorsprung;
11a.: Oberer Abschnitt;
11b.: Flache Oberfläche;
11c.: Vorstehende gekrümmte Oberfläche;
13.: Durchgangsloch;
13a.: Erster Öffnungsabschnitt;
13b.: Zweiter Öffnungsabschnitt;
15.: Erster Vorsprung;
15a.: Erste geneigte Oberfläche;
15b.: Zweite geneigte Oberfläche;
101.: Schneidwerkzeug;
103.: Halter;
105.: Schraube;
107.: Aussparung;
201.: Werkstück.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ein Schneideinsatz 1 (im Folgenden auch als Einsatz 1 bezeichnet) einer Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben. Zwecks leichterer Beschreibung zeigt jede der folgenden beiliegenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird, nur kurz die wesentlichen Komponenten zur Beschreibung einer Ausführungsform. Daher kann der unten offenbarte Einsatz 1 eine Hauptkomponente aufweisen, die in den angefügten begleitenden Zeichnungen nicht gezeigt ist. Die Abmessungen der Komponenten in den beiliegenden Zeichnungen zeigen die Abmessungen der tatsächlichen Hauptkomponenten oder Größenverhältnisse der Komponenten nicht genau.
Wie in 1 gezeigt, weist der Einsatz 1 dieser Ausführungsform eine obere Oberfläche 3, eine der oberen Oberfläche 3 gegenüberliegende untere Oberfläche 5, eine Seitenoberfläche 7, die zwischen der oberen Oberfläche 3 und der unteren Oberfläche 5 positioniert ist, und eine Schneidkante 9, die auf einer Kammlinie positioniert ist, auf der sich die obere Oberfläche 3 und die Seitenoberfläche 7 schneiden, auf.
Wie in 2 gezeigt wird, weist die obere Oberfläche 3 eine polygonale Form mit einer Vielzahl von Ecken und Seiten auf. Die obere Oberfläche 3 dieser Ausführungsform weist eine im Wesentlichen viereckige Form auf und weist daher vier Ecken und vier Seiten auf. Insbesondere ist die obere Oberfläche 3 dieser Ausführungsform im Wesentlichen parallelogrammförmig gebildet. Bei Ansicht von vorn weist daher die obere Oberfläche 3 dieser Ausführungsform eine zentrale Achse X1 als die Mitte und eine Rotationssymmetrie von 180° herum auf.
Es sollte beachtet werden, dass die polygonale Form keine streng polygonale Form anzeigt. Zum Beispiel sind keine der vier Ecken der oberen Oberfläche 3 dieser Ausführungsform genaue Ecken; die vier Ecken sind bei Ansicht von vorn in der Form abgerundet. Ferner sind die vier Seiten im strengen Sinne möglicherweise nicht gerade Linien.
In einer Ausführungsform in 2 schließen die vier Seiten zwei lange Seiten und zwei kurze Seiten ein. Die vier Ecken schließen ferner zwei erste Ecken 3a ein, die jeweils einen verhältnismäßig großen Krümmungsradius aufweisen, und zwei zweite Ecken 3b, die jeweils einen verhältnismäßig kleinen Krümmungsradius aufweisen.
Wie in 2 gezeigt, sind die zwei ersten Ecken 3a und die zwei zweiten Ecken 3b jeweils auf diagonalen Linien der oberen Oberfläche 3 positioniert.
Die untere Oberfläche 5 ist gegenüber der oberen Oberfläche 3 positioniert und ist kleiner als die obere Oberfläche 3. Die untere Oberfläche 5 kann so konfiguriert sein, dass sie als eine Befestigungssitzoberfläche dient, die einer Aussparung eines Halters zugewandt ist, wenn der Einsatz 1 am Halter angebracht ist. Da die obere Oberfläche 3 dieser Ausführungsform im Wesentlichen ein Parallelogramm ist, ist die untere Oberfläche 5 dieser Ausführungsform auch im Wesentlichen ein Parallelogramm. Die Größe der unteren Oberfläche 5 kann auch die gleiche sein wie die Größe der oberen Oberfläche 3.
Die Formen der oberen Oberfläche 3 und der unteren Oberfläche 5 sind nicht auf die oben erwähnten Formen beschränkt. Im Einsatz 1 dieser Ausführungsform sind die Formen der oberen Oberfläche 3 und der unteren Oberfläche 5 im Wesentlichen viereckig; jedoch können zum Beispiel die obere Oberfläche 3 und die untere Oberfläche 5 auch dreieckig, fünfeckig, sechseckig oder achteckig sein.
Wie in 4 und 5 gezeigt, ist die Seitenoberfläche 7 mit der oberen Oberfläche 3 und der unteren Oberfläche 5 verbunden. Die Seitenoberfläche 7 dieser Ausführungsform hat eine erste Oberfläche 7a und eine zweite Oberfläche 7b, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und jeweils mit den zwei kurzen Seiten der oberen Oberfläche 3 verbunden sind. Da die untere Oberfläche 5 kleiner ist als die obere Oberfläche 3, ist in dieser Ausführungsform die Seitenoberfläche 7 annähernd an die zentrale Achse X1 von einer Seite der oberen Oberfläche 3 zu einer Seite der unteren Oberfläche 5 zunehmend geneigt.
Bei Ansicht von vorn beträgt die maximale Breite der oberen Oberfläche 3 des Einsatzes 1 dieser Ausführungsform 6-25 mm. Ferner beträgt die Höhe von der unteren Oberfläche 5 zur oberen Oberfläche 3 1-10 mm. Die Höhe von der unteren Oberfläche 5 zur oberen Oberfläche 3 bezieht sich auf die Länge zwischen dem oberen Ende der oberen Oberfläche 3 und einem unteren Ende der unteren Oberfläche 5 in einer Richtung parallel zur zentralen Achse X1.
Es sollte beachtet werden, dass die Strukturen der oberen Oberfläche 3, der unteren Oberfläche 5 und der Seitenoberfläche 7 nicht auf die oben erwähnten Strukturen beschränkt sind. Zum Beispiel hat die untere Oberfläche 5 die gleiche Form wie die obere Oberfläche 3, und in einer oberen und perspektivischen Ansicht überlappt ein äußerer Umfang der unteren Oberfläche 5 einen äußeren Umfang der oberen Oberfläche 3. In diesem Fall ist die Seitenoberfläche 7 konfiguriert, um senkrecht zur unteren Oberfläche 5 zu verlaufen.
Wie in den beigefügten Zeichnungen, wie in 1, gezeigt wird, ist die Schneidkante 9 auf einer Kammlinie vorgesehen, auf der sich die obere Oberfläche 3 und die Seitenoberfläche 7 schneiden. In diesem Fall kann die Schneidkante 9 auf der gesamten Kammlinie vorgesehen sein, auf der sich die obere Oberfläche 3 und die Seitenoberfläche 7 schneiden, oder die Schneidkante 9 kann nur auf einem Teil der Kammlinie vorgesehen sein, auf der sich die obere Oberfläche 3 und die Seitenoberfläche 7 schneiden. Die Schneidkante 9 kann verwendet werden, um ein Werkstück spanend zu bearbeiten. Die Schneidkante 9 dieser Ausführungsform weist eine erste Schneidkante 9a auf, die auf mindestens einem Teil einer Kammlinie vorgesehen ist, auf der sich die obere Oberfläche 3 und die erste Oberfläche 7a schneiden. Mit anderen Worten ist die erste Schneidkante 9a auf der kurzen Seite der oberen Oberfläche 3 vorgesehen.
Wie in 3 gezeigt wird, weist die untere Oberfläche 5 eine Vielzahl von Schlitzen 11 auf, die sich von einer Seite der ersten Oberfläche 7a zu einer Seite der zweiten Oberfläche 7b erstrecken. Da die untere Oberfläche 5 die Vielzahl von Schlitzen 11 aufweist, ist der Einsatz 1 einfach sicher am Halter zu befestigen. Ferner bei Ansicht von der Seite der unteren Oberfläche 5, d. h., wenn die untere Oberfläche 5 von vorn betrachtet wird, wenn, wie in 6 gezeigt, der Winkel ferner zwischen der Kammlinie X2, auf der sich die obere Oberfläche 3 und die erste Oberfläche 7a schneiden, und einer gedachten Verlängerungslinie X3 der Vielzahl von Schlitzen 11 als θ1 definiert ist, und der Winkel zwischen einer Kammlinie X4, auf der sich die untere Oberfläche 5 und die erste Oberfläche 7a schneiden, und der gedachten Verlängerungslinie X3 als θ2 definiert ist, dann ist θ2 > θ1.
Somit ist θ2 nicht gleich θ1, ist aber größer als θ1, so dass der Fall verhindert wird, dass θ2 allzu klein wird. Wenn daher θ1 reduziert wird, um die steigungsbasierte Bearbeitung und dergleichen durchzuführen, kann θ2 erhöht werden. Daher kann der Schneideinsatz 1 eine steigungsbasierte Bearbeitung und dergleichen durchführen, und kann fest am Halter befestigt sein.
In einer Ausführungsform, die in 3 gezeigt wird, weist die untere Oberfläche 5 eine Vielzahl von Schlitzen 12 auf, die sich von der Seite der ersten Oberfläche 7a zur Seite der zweiten Oberfläche 7b erstrecken. Daher kann berücksichtigt werden, dass die Vielzahl von Schlitzen 11 zwischen der Vielzahl von Vorsprüngen 12 positioniert ist. Mit anderen Worten kann ferner in Betracht gezogen werden, dass die Vielzahl von Vorsprüngen 12 zwischen der Vielzahl von Schlitzen 11 positioniert werden.
Jeder der Vielzahl von Vorsprüngen 12 erstreckt sich von der Seite der ersten Oberfläche 7a zur Seite der zweiten Oberfläche 7b; in einer Ausführungsform, die in 3 gezeigt ist, sind die Vielzahl von Vorsprüngen parallel zueinander. In einer in 7 gezeigten Ausführungsform schließt der Vorsprung 12 in einem Querschnitt senkrecht zu einer Verlängerungsrichtung des Vorsprungs 12 einen flachen oberen Abschnitt 12a und zwei geneigte flache Oberflächen 12b auf, die jeweils mit zwei Enden des oberen Abschnitts 12a verbunden sind.
Wenn der obere Abschnitt 12a des Vorsprungs 12 eine flache Oberfläche ist, die sich von der Seite der ersten Oberfläche 7a zur Seite der zweiten Oberfläche 7b erstreckt, neigen die mehreren Vorsprünge 12 nicht dazu, den Halter zu stören. Daher neigt die Last nicht dazu, sich auf den oberen Abschnitt 12a des Vorsprungs 12 zu konzentrieren.
Es sollte beachtet werden, dass die Form des Vorsprungs 12 nicht auf eine spezifische Struktur beschränkt ist; wie beispielsweise in 8 gezeigt ist, kann der Vorsprung 12 einen flachen oberen Abschnitt 12a und zwei vorstehende gekrümmte Oberflächen 12c aufweisen, die jeweils mit zwei Enden des oberen Abschnitts 12a verbunden sind; zusätzlich kann, wie in 9 gezeigt, der Vorsprung 12 eine vorstehende gekrümmte Oberfläche 12c sein.
Wie in einer Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, kann der Einsatz 1 auch ein Durchgangsloch 13 aufweisen, das sich von der oberen Oberfläche 3 zur unteren Oberfläche 5 erstreckt. Es sollte beachtet werden, dass sich das Durchgangsloch 13 dieser Ausführungsform von der Mitte der oberen Oberfläche 3 zur Mitte der unteren Oberfläche 5 erstreckt. Daher ist in dieser Ausführungsform eine Verlängerungsrichtung des Durchgangslochs 13 parallel zur zentralen Achse X1.
Das Durchgangsloch 13 kann als ein Loch dienen, in das eine Schraube eingeführt wird, wenn der Einsatz 1 durch ein Schraubgewinde sicher am Halter befestigt ist. Es sollte beachtet werden, dass das Verfahren zum Befestigen des Einsatzes 1 am Halter nicht auf die obige sichere Befestigung durch ein Schraubgewinde beschränkt ist. Wenn der Einsatz 1 zum Beispiel am Halter mittels eines Befestigungselementes oder einer Stange befestigt ist, kann das Durchgangsloch 13 ebenfalls verwendet werden.
Ein Öffnungsabschnitt des Durchgangslochs 13 auf der oberen Oberfläche 3 ist als ein erster Öffnungsabschnitt 13a definiert, und ein Öffnungsabschnitt des Durchgangslochs 13 auf der unteren Oberfläche 5 ist als ein zweiter Öffnungsabschnitt 13b definiert. Auf diese Weise kann bei Ansicht von der Seite der unteren Oberfläche 5 aus die Vielzahl von Schlitzen 11 mit dem zweiten Öffnungsabschnitt 13b verbunden werden; alternativ dazu kann, wie in einer in 6 gezeigten Ausführungsform, die Vielzahl von Schlitzen 11 vom zweiten Öffnungsabschnitt 13b getrennt sein. Wenn die Vielzahl von Schlitzen 11 vom zweiten Öffnungsabschnitt 13b getrennt ist, kann die Beständigkeit des Einsatzes 1 verbessert werden.
Die Gründe sind wie folgt: wenn der Einsatz 1 sicher am Halter durch ein Schraubgewinde befestigt ist, neigt eine schwere Last dazu, an eine Position nahe dem zweiten Öffnungsabschnitt 13b angewandt zu werden; wenn die Vielzahl von Schlitzen 11 vom zweiten Öffnungsabschnitt 13b getrennt ist und der Einsatz 1 durch ein Schraubengewinde sicher am Halter befestigt ist, wird die auf den Schlitz 11 angewandte Last leicht in einem verhältnismäßig großen Bereich des Schlitzes 11 verteilt.
Bei Ansicht von der Seite der unteren Oberfläche 5 weist die untere Oberfläche 5 ferner einen flachen ersten Bereich 5a auf, der den zweiten Öffnungsabschnitt 13b umgibt, und wenn der Umfang des zweiten Öffnungsabschnitt 13b auf der unteren Oberfläche 5 keine unebene Form aufweist, kann die Stärke der unteren Oberfläche 5 um den zweiten Öffnungsabschnitt 13b herum verbessert werden. Daher kann die Beständigkeit des Einsatzes 1 weiter verbessert werden.
Insbesondere, wenn die Breite W1 in einer Radialrichtung des Durchgangslochs 13 im ersten Bereich 5a konstant ist, wird eine angewandte Last auf den ersten Bereich 5a leicht verteilt, und damit kann die Beständigkeit des ersten Bereichs 5a verbessert werden. Daher kann die Beständigkeit des Einsatzes 1 weiter verbessert werden. Es sollte beachtet werden, dass die obige konstante Breite nicht strikt konstant sein muss, solange ein minimaler Wert der Breite in der Radialrichtung des Durchgangslochs 13 im ersten Bereich 5a gleich oder größer als 90 % eines maximalen Werts der Breite ist.
Ferner stehen die Vielzahl von Vorsprüngen 12 in Bezug zum ersten Bereich 5a nach unten vor; wie in 10 gezeigt, wird in der Erstreckungsrichtung des Durchgangslochs 13, d. h. in der Richtung der Mittelachse X1, wenn die Breite W2 von einem oberen Ende des Vorsprungs 12 zu einem unteren Ende des Vorsprungs 12 größer als die Breite W3 vom ersten Bereich 5a zum unteren Ende des Vorsprungs 12 ist, die auf den ersten Bereich 5a angewandte Last leicht auf den Vorsprung 12 übertragen. Daher kann die Beständigkeit des ersten Bereichs 5a verbessert werden.
Bei Ansicht von der Seite der unteren Oberfläche 5 erstreckt sich jeder der Vielzahl von Vorsprüngen 12 von der Seite der ersten Oberfläche 7a zur Seite der zweiten Oberfläche 7b; ferner kann sich mindestens einer der Vielzahl von Vorsprüngen 12 von der Seite der ersten Oberfläche 7a zum Durchgangsloch 13 erstrecken. Hierin wird der Vorsprung 12, der sich von der Seite der ersten Oberfläche 7a zum Durchgangsloch 13 erstreckt, als ein erster Vorsprung 15 definiert.
In diesem Fall kann der erste Vorsprung 15 in einem Querschnitt parallel zur Verlängerungsrichtung des Durchgangslochs 13 und einschließlich des ersten Vorsprungs 15 auch eine erste geneigte Oberfläche 15a, die an einem Endabschnitt auf der Seite der ersten Oberfläche 7a positioniert ist, und eine zweite geneigte Oberfläche 15b, die an einem Endabschnitt auf einer Seite des Durchgangslochs 13 positioniert ist, aufweisen.
Ein Abschnitt des ersten Vorsprungs 15, auf dem die erste geneigte Oberfläche 15a vorgesehen ist, ist ein Abschnitt, an den eine Schneidlast leicht angewandt wird, wenn die erste Schneidkante 9a verwendet wird, um eine spanende Bearbeitung durchzuführen. Wenn der erste Vorsprung 15 die erste geneigte Oberfläche 15a aufweist, wird ein Kontaktbereich zwischen dem Einsatz 1 mit dem obigen Abschnitt, an dem eine Schneidlast einfach angewandt wird, und dem Halter leicht erhöht. Daher kann der Einsatz 1 mittels des Halters sicher gehalten werden.
Ein Abschnitt des ersten Vorsprungs 15, auf dem die zweite geneigte Oberfläche 15b vorgesehen ist, ist ein Abschnitt, an den eine Last angewandt wird, wenn der Einsatz 1 durch ein Schraubgewinde wie oben beschrieben sicher am Halter befestigt ist. Wenn der erste Vorsprung 15 die zweite geneigte Oberfläche 15b aufweist, wird der Kontaktbereich zwischen dem Einsatz 1 mit dem Abschnitt, an dem eine Schneidlast einfach angewandt wird, und dem Halter leicht erhöht. Daher kann der Einsatz 1 mittels des Halters sicher gehalten werden.
Wenn der Neigungswinkel der ersten geneigten Oberfläche 15a als φ1 definiert ist, und der Neigungswinkel der zweiten geneigten Oberfläche 15b als φ2 definiert ist, dann ist φ1 > φ2; aber in einer Ausführungsform, die in 10 gezeigt wird, ist φ1 < φ2. Eine auf den Einsatz 1 angelegte Last ist, wenn die erste Schneidkante 9a zum Durchführen einer spanenden Bearbeitung verwendet wird, in der Regel größer als eine auf den Einsatz 1 angewandte Last, wenn der Einsatz 1 sicher durch ein Schraubengewinde am Halter befestigt ist; wenn daher φ1 < φ2 ist, kann der Einsatz 1 mittels des Halters sicher gehalten werden.
In dieser Ausführungsform weist die Seitenoberfläche 7 ferner eine dritte Oberfläche 7c auf, die zwischen der ersten Oberfläche 7a und der zweiten Oberfläche 7b positioniert ist. Die dritte Oberfläche 7c ist mit einer langen Seite der oberen Oberfläche 3 verbunden. Außerdem weist die Schneidkante 9 ferner eine zweite Schneidkante 9b auf, die auf mindestens einem Teil einer Kammlinie vorgesehen ist, auf der sich die obere Oberfläche 3 und die dritte Oberfläche 7c schneiden. Mit anderen Worten ist die erste Schneidkante 9b auf der langen Seite der oberen Oberfläche 3 vorgesehen.
Wenn die gedachte Verlängerungslinie X3 der Vielzahl von Vorsprüngen 12 im Wesentlichen parallel zur zweiten Schneidkante 9b ist, tritt in diesem Fall, bei Ansicht von der Seite der unteren Oberfläche 5, tendenziell keine Positionsverschiebung des Einsatzes 1 in Bezug zum Halter dazu auf. Da die erste Schneidkante 9a auf der kurzen Seite der oberen Oberfläche 3 vorgesehen ist und die zweite Schneidkante 9b auf der langen Seite der oberen Oberfläche 3 vorgesehen ist, ist die zweite Schneide 9b länger als die erste Schneidkante 9a.
Da die Schneidlast bei der zweiten Schneidkante 9b, die zum Durchführen einer spanenden Bearbeitung verwendet wird, größer als die angewandte Schneidlast ist, wenn die erste Schneidkante 9a zum Durchführen einer spanenden Bearbeitung verwendet wird, tritt die Positionsverschiebung des Einsatzes 1 bei Ansicht von der Seite der unteren Oberfläche 5 tendenziell eher in einer Richtung senkrecht zur zweiten Schneidkante 9b als in einer Richtung senkrecht zur ersten Schneidkante 9a auf. Wenn jedoch die gedachte Verlängerungslinie X3 im Wesentlichen parallel zur zweiten Schneidkante 9b verläuft, tritt die Positionsverschiebung des Einsatzes 1 in Bezug zum Halter in der Richtung senkrecht zur zweiten Schneidkante 9b tendenziell nicht auf.
Der Einsatz 1 kann beispielsweise aus Hartmetall oder Cermet hergestellt sein. Die Zusammensetzung des Hartmetalls kann beispielsweise WC-Co, WC-TiC-Co und WC-TiC-TaC-Co sein. WC, TiC und TaC sind harte Teilchen, und Co ist eine Bindungsphase.
Zusätzlich ist Cermet ein gesintertes Verbundmaterial aus einem Metall und einer keramischen Komponente. Genauer gesagt kann das Cermet zum Beispiel eine Titanverbindung sein, das hauptsächlich Titancarbid (TiC) oder Titannitrid (TiN) enthält.
Obwohl nicht speziell in den Zeichnungen gezeigt, kann die Oberfläche des Einsatzes 1 mit einer Beschichtung mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) oder physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) bedeckt sein. Die Zusammensetzung der Beschichtung kann zum Beispiel Titankarbid (TiC), Titannitrid (TiN), Titancarbonitrid (TiCN), und Aluminiumoxid (Al₂O₃) sein.
<Schneidwerkzeug>
Wie in 11 und 12 gezeigt, weist ein Schneidwerkzeug 101 dieses Ausführungsbeispiels einen Halter 103, eine Vielzahl von Schneideinsätzen 1 und eine Schraube 105 auf.
Der Halter 103 weist eine Drehachse O1 auf. Wenn eine Seite des Halters 103, auf der der Einsatz 1 vorgesehen ist, als eine vordere Endseite definiert ist, und eine Seite des Halters 103 entgegengesetzt zur vorderen Endseite als eine hintere Seite definiert ist, ist der Halter 103 eine stabförmige Komponente, die sich von der vorderen Endseite zur hinteren Endseite entlang der Drehachse O1 erstreckt. Wenn eine spanende Bearbeitung an einem Werkstück durchgeführt wird, um ein spanend bearbeitetes Produkt herzustellen, dreht sich der Halter 103 um die Drehachse O1. Es sollte beachtet werden, dass ein Pfeil O2 in den Zeichnungen, wie 11, auf eine Drehrichtung des Halters 103 hinweist.
Eine Seite nahe zur Drehachse O1 ist nachstehend als eine Innenumfangsseite definiert und eine von der Drehachse O1 entfernte Seite ist als eine Außenumfangsseite definiert. Zusätzlich ist die Richtung von der hinteren Endseite zur vorderen Endseite des Halters 103 als eine vordere Endrichtung definiert, und die Richtung von der vorderen Endseite zur hinteren Endseite des Halters 103 ist als eine hintere Endrichtung definiert.
Der Halter 103 kann beispielsweise aus Stahl, Gusseisen oder einer Aluminiumlegierung hergestellt sein. Die Größe des Halters 103 ist entsprechend der Größe des Werkstücks geeignet konfiguriert. Zum Beispiel ist die Länge des Halters 103 in der Richtung der Drehachse O1 so konfiguriert, dass sie etwa 30-90 mm beträgt. Außerdem ist die Breite (Durchmesser) des Halters 103 in einer Richtung senkrecht zur Drehachse O1 so konfiguriert, dass sie etwa 20-500 mm beträgt.
Eine Vielzahl von Einsatzschlitzen 107 (nachstehend auch als die Aussparungen 107 bezeichnet) sind an der Außenumfangsseite der vorderen Endseite des Halters 103 vorgesehen. Die Aussparung 107 dient dem Anbringen des Einsatzes 1, und vor dem Anbringen des Einsatzes 1 wird die Aussparung 107 zur Außenumfangsseite der vorderen Endseite des Halters 103 geöffnet. Die Vielzahl von Aussparungen 107 kann in gleichen Intervallen in der Rotationssymmetrie um die Drehachse O1 angeordnet sein oder kann in unterschiedlichen Intervallen angeordnet sein. Wenn die Vielzahl von Aussparungen 107 in gleichen Intervallen angeordnet ist, kann eine Abweichung von der auf den Einsatz 1 angewandten Last, der in jeder der Aussparungen 107 angebracht ist, verhindert werden.
Da der Halter 103 die Vielzahl von Aussparungen 107 aufweist, ist der Halter 103 nicht in einem strengen Sinn stabförmig. Der Einsatz 1, der in der Aussparung 107 angebracht ist, ist mittels der Schraube 105 an den Halter 103 angebracht.
In dieser Ausführungsform ist, wie in 12 gezeigt, ein Beispiel gezeigt: der Halter 103 ist mit zwei Aussparungen 107 versehen, und ein Einsatz 1 ist in jeder der beiden Aussparungen 107 vorgesehen. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Aussparungen 107 und die Anzahl der Einsätze 1, die am Halter 103 angebracht sind, nicht auf zwei beschränkt sind. Die Zahlen können auch beispielsweise eins, drei oder größer als drei sein.
<Verfahren zum Herstellen eines spanend bearbeiteten Produkts>
Ein Verfahren zum Herstellen eines spanabhebend bearbeiteten Produkts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten mit Bezugnahme auf 13 bis 15 beschrieben. 13-15 zeigen ein Verfahren zum Herstellen eines spanend bearbeiteten Produkts. Beachten Sie, dass die doppelt strichpunktierte Linie in den 13 bis 15 die Drehachse O1 des Schneidwerkzeugs darstellt. Das spanend bearbeitete Produkt wird hergestellt, indem eine spanende Bearbeitung an einem Werkstück 201 durchgeführt wird. Die Schneidverfahren dieser Ausführungsform schließen die folgenden Prozesse ein:

(1) Drehen des Schneidwerkzeugs 101, das durch die obige Ausführungsform dargestellt wird;
(2) Bewirken, dass der Einsatz 1 des drehenden Schneidwerkzeugs 101 mit dem Werkstück 201 in Kontakt kommt; und
(3) Bewegen des Schneidwerkzeugs 101 vom Werkstück 201 weg.

Genauer gesagt wird, wie in 13 gezeigt, zuerst bewirkt, dass sich das Schneidwerkzeug 101 um die Drehachse O1 dreht, während das Schneidwerkzeug 101 dazu gebracht wird, sich dem Werkstück 201 verhältnismäßig zu nähern. Wie in 14 gezeigt wird, wird dann bewirkt, dass die Schneidkante des Einsatzes 1 in Kontakt mit dem Werkstück 201 kommt, damit das Schneiden auf dem Werkstück 201 durchgeführt wird. Dann wird, wie in 15 gezeigt, das Schneidwerkzeug 101 vom Werkstück 201 wegbewegt.
In dieser Ausführungsform ist das Werkstück 201 befestigt, und es wird bewirkt, dass sich das Schneidwerkzeug 101 dem Werkstück 201 nähert. Zusätzlich ist in den 13 bis 15 das Werkstück 201 befestigt, und es wird bewirkt, dass sich das Schneidwerkzeug 101 um die Drehachse O1 dreht. In 15 wird das Werkstück 201 ferner befestigt, und das Schneidwerkzeug 101 wird wegbewegt. Beachten Sie, dass in jedem Verfahren unter der spanenden Bearbeitung des Verfahrens zum Herstellen dieser Ausführungsform das Befestigen des Werkstücks 201 und das Bewegen des Schneidwerkzeugs 101 lediglich eine Option ist, und gewiss keine Einschränkung darstellen soll.
Zum Beispiel kann in Prozess (1) auch bewirkt werden, dass das Werkstück 201 sich dem Schneidwerkzeug 101 nähert. Ähnlich kann in Prozess (3) das Werkstück 201 auch vom Schneidwerkzeug 101 wegbewegt werden. Wenn die spanende Bearbeitung fortgesetzt wird, muss nur der folgende Prozess wiederholt werden: Halten der Drehung des Schneidwerkzeugs 101 und Bewirken, dass die Schneidkante des Einsatzes 1 mit unterschiedlichen Abschnitten des Werkstücks 201 in Kontakt kommt. Wenn die verwendete Schneidkante abgenutzt ist, muss der Einsatz 1 nur um eine zentrale Achse des Durchgangslochs um 180 Grad gedreht werden, so dass eine unbenutzte Schneidkante verwendet wird. Es sollte beachtet werden, dass das Werkstück 201 beispielsweise aus Kohlenstoffstahl, Stahllegierung, Edelstahl, Gusseisen oder einem Nichteisenmetall hergestellt sein kann.
Es sollte bemerkt werden, dass die obigen Ausführungsformen offenbaren, dass das Schneidwerkzeug 101 als ein drehendes Werkzeug verwendet wird, zum Beispiel bei der Fräsbearbeitung; das Schneidwerkzeug 101 unter Verwendung des Einsatzes 1 dieser Ausführungsform beschränkt sich jedoch nicht auf das oben beschriebene Werkzeug. Zum Beispiel kann das Schneidwerkzeug auch ein Drehwerkzeug sein, das bei spanender Schlitzbearbeitung und dergleichen verwendet wird.

Claims

Schneideinsatz, umfassend: eine obere Oberfläche; eine untere Oberfläche; eine Seitenoberfläche, die eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche umfasst, die zwischen der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche einander gegenüberliegend angeordnet sind; und eine erste Schneidkante, die auf mindestens einem Teil eines Abschnitts, auf dem sich die obere Oberfläche und die erste Oberfläche schneiden, positioniert ist; wobei die untere Oberfläche eine Vielzahl von Schlitzen umfasst, die sich von einer Seite der ersten Oberfläche zu einer Seite der zweiten Oberfläche erstrecken; und bei Ansicht von einer Seite der unteren Oberfläche, wenn der Winkel zwischen einer Kammlinie, auf der sich die obere Oberfläche und die erste Oberfläche schneiden, und einer gedachten Verlängerungslinie der Vielzahl von Schlitzen als θ1 definiert ist, und der Winkel zwischen einer Kammlinie, auf der sich die untere Oberfläche und die erste Oberfläche schneiden, und der gedachten Verlängerungslinie als θ2 definiert ist, dann ist θ2 > θ1.
Schneideinsatz nach Anspruch 1, wobei der Schneideinsatz ferner ein Durchgangsloch umfasst, das sich von der oberen Oberfläche zur unteren Oberfläche erstreckt, und bei Ansicht von der Seite der unteren Oberfläche, die Vielzahl von Schlitzen von einem Öffnungsabschnitt des Durchgangslochs der unteren Oberfläche getrennt sind.
Schneideinsatz nach Anspruch 2, wobei bei Ansicht von der Seite der unteren Oberfläche, die untere Oberfläche einen flachen ersten Bereich umfasst, der den Öffnungsabschnitt umgibt.
Schneideinsatz nach Anspruch 3, wobei bei Ansicht von der Seite der unteren Oberfläche, die Breite des ersten Bereichs in einer Radialrichtung des Durchgangslochs konstant ist.
Schneideinsatz nach Anspruch 3 oder 4, wobei die untere Oberfläche ferner eine Vielzahl von Vorsprüngen umfasst, die zwischen der Vielzahl von Schlitzen positioniert sind; die Vielzahl von Vorsprüngen in Bezug zum ersten Bereich nach unten vorstehen; und in einer Verlängerungsrichtung des Durchgangslochs, die Breite von einem oberen Ende des Vorsprungs zu einem unteren Ende des Vorsprungs größer ist als die Breite vom ersten Bereich zum unteren Ende des Vorsprungs.
Schneideinsatz nach Anspruch 2 oder 3, wobei die untere Oberfläche ferner eine Vielzahl von Vorsprüngen umfasst, die zwischen der Vielzahl von Schlitzen positioniert sind; bei Ansicht von der Seite der unteren Oberfläche, mindestens einer der Vielzahl von Vorsprüngen ein erster Vorsprung ist, der sich von der Seite der ersten Oberfläche zum Durchgangsloch erstreckt; und der erste Vorsprung, in einem Querschnitt parallel zu einer Verlängerungsrichtung des Durchgangslochs und umfassend den ersten Vorsprung, eine erste geneigte Oberfläche an einem Endabschnitt auf der Seite der ersten Oberfläche und eine zweite geneigte Oberfläche an einem Endabschnitt auf einer Seite des Durchgangslochs umfasst.
Schneideinsatz nach Anspruch 6, wobei wenn der Neigungswinkel der ersten geneigten Oberfläche als φ1 definiert ist, und der Neigungswinkel der zweiten geneigten Oberfläche als φ2 definiert ist, dann ist φ1 < φ2.
Schneideinsatz nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Seitenoberfläche ferner eine dritte Oberfläche, die zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche positioniert ist, und eine zweite Schneidkante umfasst, die auf mindestens einem Teil eines Abschnitts, auf dem sich die obere Oberfläche und die dritte Oberfläche schneiden, positioniert ist; und bei Ansicht von der Seite der unteren Oberfläche, die gedachte Verlängerungslinie parallel zur zweiten Schneidkante ist.
Schneideinsatz nach Anspruch 1 oder 2, wobei die untere Oberfläche ferner eine Vielzahl von Vorsprüngen umfasst, die zwischen der Vielzahl von Schlitzen positioniert sind; obere Abschnitte der Vielzahl von Vorsprüngen flache Oberflächen sind, die sich von einer Seite der ersten Oberfläche zu einer Seite der zweiten Oberfläche erstrecken.
Schneidwerkzeug, umfassend: einen Halter, der eine Aussparung umfasst, die an einer Seite eines vorderen Endes positioniert ist; und den Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1-9, der in der Aussparung positioniert ist.
Verfahren zum Herstellen eines spanend bearbeiteten Produkts, umfassend: Drehen des Schneidwerkzeugs nach Anspruch 10; Bewirken, dass das drehende Schneidwerkzeug in Kontakt mit einem Werkstück kommt; und Bewegen des Schneidwerkzeugs vom Werkstück weg.