DE112018006062T5

DE112018006062T5 - Schneidwerkzeug und verfahren zur herstellung eines maschinell bearbeiteten produkts

Info

Publication number: DE112018006062T5
Application number: DE112018006062.4T
Authority: DE
Inventors: Youji Kobayashi
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2018-11-19
Publication date: 2020-08-13
Also published as: WO2019107204A1; US11806792B2; JPWO2019107204A1; JP6921230B2; US20200361004A1; CN111372708A

Abstract

Ein Schneidwerkzeug in einer der Ausführungsformen weist einen Halter in Stabform, der sich von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt und eine Tasche aufweist, sowie einen in der Tasche angeordneten Schneideinsatz auf. Der Halter weist ferner eine obere Fläche, eine untere Fläche, eine erste Endfläche, eine erste Seitenfläche, eine Aussparung, einen ersten Strömungspfad und einen zweiten Strömungspfad auf. Die untere Fläche ist an einer Seite gegenüber der oberen Fläche angeordnet. Die erste Endfläche ist zwischen der oberen Fläche und der unteren Fläche angeordnet und ist an einer Seite des ersten Endes angeordnet. Die erste Seitenfläche ist zwischen der oberen Fläche und der unteren Fläche angeordnet und ist vom ersten Ende bis zum zweiten Ende angeordnet. Die Aussparung öffnet sich in die erste Endfläche und die erste Seitenfläche. Der erste Strömungspfad ist entlang einer Mittelachse des Halters angeordnet und weist einen Einströmeinlass auf. Der zweite Strömungspfad ist näher an der oberen Fläche angeordnet als die Aussparung, ist mit dem ersten Strömungspfad verbunden und weist einen Ausströmauslass auf. Eine imaginäre Ebene, die durch die Mittelachse verläuft und orthogonal zur unteren Fläche ist, ist eine Bezugsebene. Die Tasche öffnet sich in die Aussparung und ist von der Aussparung zur Bezugsebene hin ausgespart.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-227793 , eingereicht am 30. November 2017. Der Inhalt dieser Anmeldung ist hier durch Verweis in seiner Gesamtheit enthalten.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegenden Ausführungsformen betreffen im Allgemeinen Schneideinsätze zur Verwendung in einem Schneidvorgang und insbesondere Schneidwerkzeuge zur Verwendung in einem Drehvorgang, wie z.B. einem Einstechvorgang.
HINTERGRUND
Beispielsweise ist ein Schneidwerkzeug, das in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2016-55360 (Patentdokument 1) beschrieben ist, als ein Schneidwerkzeug zur Verwendung bei einem Einstechvorgang eines Werkstücks, z. B. Metall, bekannt. Das Patentdokument 1 beschreibt das Schneidwerkzeug mit einem Schneideinsatz und einem Halter. Der Schneideinsatz weist eine Schneidkante und eine Spanfläche auf. Der Halter weist ein Einsatzbefestigungsteil, das die Befestigung des Schneideinsatzes ermöglicht, und eine Einspritzöffnung für Kühlmittel auf. Die Einspritzöffnung ist hinter der Spanfläche angeordnet und öffnet sich zur Schneidkante hin. Das von der Einspritzöffnung ausgestoßene Kühlmittel kann zur Schneidkante des Schneideinsatzes hin gespritzt werden.
KURZERLÄUTERUNG
Ein Schneidwerkzeug in einer der Ausführungsformen hat eine Stabform, die sich von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt und einen Halter und einen Schneideinsatz aufweist. Der Halter weist eine Tasche auf. Der Halter weist eine obere Fläche, eine untere Fläche, eine erste Endfläche, eine erste Seitenfläche, eine Aussparung, einen ersten Strömungspfad, einen zweiten Strömungspfad und die Tasche auf. Die untere Fläche ist an einer Seite gegenüber der oberen Fläche angeordnet. Die erste Endfläche ist zwischen der oberen Fläche und der unteren Fläche und an einer Seite des ersten Endes angeordnet. Die erste Seitenfläche ist zwischen der oberen Fläche und der unteren Fläche angeordnet und ist vom ersten Ende bis zum zweiten Ende angeordnet. Die Aussparung öffnet sich in die erste Endfläche und die erste Seitenfläche. Der erste Strömungspfad ist entlang einer Mittelachse des Halters angeordnet und weist einen Einströmeinlass auf. Der zweite Strömungspfad ist näher an der oberen Fläche angeordnet als die Aussparung, ist mit dem ersten Strömungspfad verbunden und weist einen Ausströmauslass auf. Der Schneideinsatz ist in der Tasche angeordnet. Eine imaginäre Ebene orthogonal zur unteren Fläche ist eine Bezugsebene. Die Tasche öffnet sich in die Aussparung und ist von der Aussparung in Richtung zur Bezugsebene hin ausgespart.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Schneidwerkzeug in einer der Ausführungsformen darstellt,
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Strömungspfads in dem in 1 dargestellten Schneidwerkzeug,
3 ist eine vergrößerte Ansicht eines in 2 dargestellten Bereichs A1,
4 ist eine Vorderansicht einer oberen Fläche des in 1 dargestellten Schneidwerkzeugs,
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Strömungspfads in dem in 4 dargestellten Schneidwerkzeug,
6 ist eine Seitenansicht des in 4 dargestellten Schneidwerkzeugs aus einer B1-Richtung betrachtet,
7 ist eine Seitenansicht des in 4 dargestellten Schneidwerkzeugs aus einer B2-Richtung betrachtet,
8 ist eine perspektivische Ansicht eines Strömungspfads im Schneidwerkzeug, das in 6 dargestellt ist,
9 ist eine vergrößerte Ansicht eines in 8 dargestellten Bereichs A2,
10 ist eine schematische Darstellung, die einen der Schritte eines Verfahrens zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts in einer der Ausführungsformen darstellt,
11 ist eine schematische Darstellung, die einen der Schritte des Verfahrens zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts in der Ausführungsform darstellt, und
12 ist eine schematische Darstellung, die einen der Schritte des Verfahrens zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts in der Ausführungsform darstellt.

AUSFÜHRUNGSFORMEN
In den letzten Jahren gab es eine Nachfrage nach einem erhöhten Einspritzdruck für Kühlmittel, um die Kühleffizienz zu erhöhen. Bei dem in Patentdokument 1 beschriebenen Schneidwerkzeug ist jedoch die Dicke zwischen einem Strömungspfad, der ein Hindurchtreten des Kühlmittels erlaubt, und einer Seitenfläche an einer Seite eines Spanfixierteils gering. Es ist daher schwierig, der Anforderung gerecht zu werden.
Schneidwerkzeuge 1 in Ausführungsformen werden im Folgenden ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Zum Zwecke der Beschreibung sind in jeder der im Folgenden genannten Zeichnungen in vereinfachter Form nur die zur Beschreibung der Ausführungsformen notwendigen Hauptelemente abgebildet. Die unten angegebenen Schneidwerkzeuge sind daher in der Lage, jedes beliebige Strukturelement aufzuweisen, das nicht in den genannten Zeichnungen abgebildet ist. Die Abmessungen der Elemente in jeder der Zeichnungen sind diejenigen, die weder die Abmessungen der tatsächlichen Strukturelemente noch die Abmessungsverhältnisse dieser Elemente getreu wiedergeben.
<Schneidwerkzeuge>
Das Schneidwerkzeug 1 in der Offenbarung weist einen Halter 3 und einen Schneideinsatz 5 (im Folgenden auch einfach „der Einsatz 5“ genannt) auf. Der Halter 3 kann die Form eines Stabs haben, die sich entlang einer Mittelachse X1 von einem ersten Ende 3a zu einem zweiten Ende 3b erstreckt, wie in 1 dargestellt. Im Allgemeinen werden das erste Ende 3a als „ein vorderes Ende“ und das zweite Ende 3b als „ein hinteres Ende“ bezeichnet.
Der Halter 3 kann z.B. eine annähernd viereckige Prismenform, wie in 1 dargestellt, oder eine Säulenform haben. Der Halter 3 kann aus einem oder mehreren Elementen gebildet sein.
Der Halter 3 weist in der vorliegenden Offenbarung eine untere Fläche 7, eine obere Fläche 9, eine erste Endfläche 11, eine erste Seitenfläche 13, eine Aussparung 15 und eine Tasche 17 auf. Wie in 1 dargestellt, kann die untere Fläche 7 vom ersten Ende 3a bis zum zweiten Ende 3b angeordnet sein und aus einer ebenen Fläche gebildet sein. Die untere Fläche 7 ist an einer Seite angeordnet, die der oberen Fläche 9 in der in 1 dargestellten Ausführungsform gegenüberliegt.
Die obere Fläche 9 kann aus einer oder mehreren ebenen Flächen gebildet sein. Die obere Fläche 9 ist in der in 1 dargestellten Ausführungsform durch die Mehrzahl von flachen Flächen gebildet, und diese flachen Flächen sind jeweilig parallel zur unteren Fläche 7.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform sind die erste Endfläche 11, die erste Seitenfläche 13 und die Aussparung 15 jeweilig zwischen der unteren Fläche 7 und der oberen Fläche 9 angeordnet. Die erste Endfläche 11 ist an einer Seite des ersten Endes 3a angeordnet. Die erste Seitenfläche 13 ist vom ersten Ende 3a bis zum zweiten Ende 3b angeordnet.
Die Mittelachse X1 des Halters 3 kann in der folgenden Art definiert sein. Zuerst wird die erste Endfläche 11 im Schneidwerkzeug 1 von vorne betrachtet, wie in 6 dargestellt. Dann wird ein Punkt, der ein mittlerer Teil in einer Richtung orthogonal zur unteren Fläche 7 des Halters 3 (eine Vertikalrichtung in 6) und ein mittlerer Teil in einer Richtung parallel zur unteren Fläche 7 des Halters 3 (eine Seitenrichtung in 6) ist, als Mittelpunkt der ersten Endfläche 11 angesehen. Eine imaginäre Linie, die durch den Mittelpunkt der ersten Endfläche 11 hindurchtritt und parallel zur unteren Fläche 7 und der ersten Seitenfläche 13 ist, kann als Mittelachse X1 angesehen werden.
Die Aussparung 15 kann an einer Seite des ersten Endes 3a im Halter 3 angeordnet sein und z.B. in die erste Endfläche 11 und die erste Seitenfläche 13 münden, wie in 1 dargestellt. Mit anderen Worten kann ein Teil des Halters 3 an der Seite des ersten Endes 3a ausgespart sein, und der so ausgesparte Teil kann der Aussparung 15 entsprechen. Die Aussparung 15 kann in die untere Fläche 7 münden, wie in 1 dargestellt.
Die Aussparung 15 ist nicht auf eine bestimmte Konfiguration beschränkt. Zum Beispiel kann, wie in 1 dargestellt, die Aussparung 15 eine erste Fläche in etwa parallel zur unteren Fläche 7, eine zweite Fläche in etwa parallel zur ersten Endfläche 11 und eine dritte Fläche in etwa flach und parallel zur ersten Seitenfläche 13 aufweisen. In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist die dritte Fläche größer als die erste Fläche und die zweite Fläche. In der folgenden Beschreibung wird die dritte Fläche daher der Einfachheit halber als eine erste Bodenfläche 19 bezeichnet.
Der Halter 3 weist in der vorliegenden Offenbarung eine Tasche 17 auf. Die Tasche 17 ist ein Teil, an dem sich der Einsatz 5 bei Befestigung des Einsatzes 5 am Halter 3 angeordnet ist. Obwohl die Tasche 17 nicht auf eine bestimmte Konfiguration beschränkt ist, kann die Tasche 17 eine Konfiguration haben, die einer Form des Einsatzes 5 entspricht, um den Einsatz 5 stabil am Halter 3 zu befestigen.
In der folgenden Beschreibung ist eine imaginäre Ebene, die durch die Mittelachse X1 verläuft und orthogonal zur unteren Fläche 7 ist, eine Bezugsebene S.
Die Tasche 17 kann in die Aussparung 15 münden und kann von der Aussparung 15 in Richtung der Bezugsebene S zurückgesetzt sein. In diesem Fall kann die Tasche 17 in die erste Bodenfläche 19 in der Aussparung 15 münden, wie in 1 dargestellt. Die Tasche 17 kann an einer Seite des ersten Endes 3a im Halter 3 angeordnet sein. Alternativ kann die Tasche 17 in die erste Endfläche 11 münden.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist ein Teil der ersten Bodenfläche 19 in einer Aussparungskonfiguration ausgebildet, und ein Aussparungsteil korrespondiert zur Tasche 17. Die in 1 dargestellte Tasche 17 weist eine Fläche auf, die in etwa parallel zur ersten Seitenfläche 13 verläuft. In der folgenden Beschreibung ist eine Fläche, die in der Tasche 17 in etwa parallel zur ersten Seitenfläche 13 verläuft, der Einfachheit halber als eine zweite Bodenfläche 21 bezeichnet.
Der Halter 3 weist in der vorliegenden Offenbarung einen ersten Strömungspfad 23 und einen zweiten Strömungspfad 25 auf. Der erste Strömungspfad 23 und der zweite Strömungspfad 25 sind im Halter 3 angeordnet. Der erste Strömungspfad 23 und der zweite Strömungspfad 25 können als ein Teil dienen, der das Hindurchtreten des Kühlmittels während der Verwendung des Schneidwerkzeugs 1 ermöglicht. Der erste Strömungspfad 23 ist entlang der Mittelachse X1 angeordnet und weist einen Kühlmitteleinströmeinlass 27 auf. In einer in 5 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich der erste Strömungspfad 23 geradlinig und parallel zur Mittelachse X1 und ist vom zweiten Ende 3b zum ersten Ende 3a im Halter 3 angeordnet.
In der in 5 dargestellten Ausführungsform ist der Kühlmitteleinströmeinlass 27 in einer Endfläche an einer Seite des zweiten Endes 3b im Halter 3 angeordnet. Die Endfläche an der Seite des zweiten Endes 3b im Halter 3 wird als zweite Endfläche 31 bezeichnet. Eine Position des Kühlmitteleinströmeinlasses 27 ist nicht auf die zweite Endfläche 31 beschränkt, sondern kann an einer Seitenfläche angeordnet sein, die an einer der ersten Seitenfläche 13 im Halter 3 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist (im Folgenden auch als eine zweite Seitenfläche 33 bezeichnet) oder alternativ an der oberen Fläche 9.
In einer in der 9 dargestellten Ausführungsform ist der zweite Strömungspfad 25 näher an der oberen Fläche 9 angeordnet als die Aussparung 15 und weist einen Kühlmittelausströmauslass 29 auf. Der zweite Strömungspfad 25 ist näher am ersten Ende 3a im Halter 3 angeordnet als der erste Strömungspfad 23 und erstreckt sich in der in 5 dargestellten Ausführungsform geradlinig entlang der Mittelachse X1. Der zweite Strömungspfad 25 ist in der Draufsicht näher an der Mittelachse X angeordnet als die erste Bodenfläche 19 der Aussparung 15. Der zweite Strömungspfad 25 ist mit dem ersten Strömungspfad 23 verbunden. Das vom Einströmeinlass 27 des ersten Strömungspfades 23 zugeführte Kühlmittel wird durch den ersten Strömungspfad 23 dem zweiten Strömungspfad 25 zugeführt. Das dem zweiten Strömungspfad 25 zugeführte Kühlmittel wird aus dem Ausströmauslass 29 des zweiten Strömungspfades 25 nach außen ausgestoßen.
Das Kühlmittel kann über den Ausströmauslass 29 des zweiten Strömungspfads 25 in Richtung des Einsatzes 5 ausgestoßen werden. Es ist möglich, den Einsatz 5 zu kühlen, wenn das Kühlmittel in Richtung des Einsatzes 5 ausgestoßen wird. Alternativ kann das Kühlmittel über den Ausströmauslass 29 des zweiten Strömungspfades 25 in Richtung von Spänen ausgestoßen werden. In Fällen, in denen das Kühlmittel zu den Spänen hin ausgestoßen wird, ist eine verbesserte Spanabfuhrleistung erzielbar.
Der zweite Strömungspfad 25 kann direkt mit dem ersten Strömungspfad 23 verbunden sein oder kann alternativ mit dem ersten Strömungspfad 23 mit einem dazwischen liegenden anderen Strömungspfad verbunden sein. Der zweite Strömungspfad 25 ist in der in 3 dargestellten Ausführungsform mit dem ersten Strömungspfad 23 verbunden, wobei ein dritter Strömungspfad 35 dazwischen eingefügt ist. In der in 3 dargestellten Ausführungsform verbindet der dritte Strömungspfad 35 einen Endabschnitt an einer Seite des ersten Endes 3a im ersten Strömungspfad 23 mit einem Endabschnitt an einer Seite des zweiten Endes 3b im zweiten Strömungspfad 25.
Der Ausströmauslass 29 kann unmittelbar oberhalb des Einsatzes 5 angeordnet sein. Das heißt, der Ausströmauslass 29 kann so angeordnet sein, dass er in einer Vorderansicht von einer Seite der oberen Fläche 9 mit dem Einsatz 5 überlappt, wie in 5 dargestellt. Es ist leicht, das Kühlmittel in Richtung des Einsatzes 5 auszustoßen, wenn der Ausströmauslass 29 unmittelbar oberhalb des Einsatzes 5 angeordnet ist.
Das Kühlmittel ist z.B. aus wasserunlöslicher Schneidflüssigkeit oder wasserlöslicher Schneidflüssigkeit gebildet und ist durch eine geeignete Auswahl gemäß dem Werkstoff eines Werkstücks verwendbar. Beispiele für die wasserunlösliche Schneidflüssigkeit weisen Schneidflüssigkeiten auf Ölbasis, inerte Schneidflüssigkeiten auf Extremdruckbasis und aktive Schneidflüssigkeiten auf Extremdruckbasis auf. Beispiele für wasserlösliche Schneidflüssigkeiten sind emulsionsartige, lösliche und lösungsartige Schneidflüssigkeiten. Alternativ kann das Kühlmittel auch Gas, wie z.B. Inertgas, anstelle von Flüssigkeit sein.
Die Formen der Strömungspfade (der erste Strömungspfad 23, der zweite Strömungspfad 25 und der dritte Strömungspfad 35) sind nicht besonders beschränkt, solange es möglich ist, ein Hindurchtreten des Kühlmittels zu ermöglichen. Der erste Strömungspfad 23, der zweite Strömungspfad 25 und der dritte Strömungspfad 35 haben in einer der Ausführungsformen eine Kreisform im Sinne eines Querschnitts orthogonal zu einer Kühlmittelströmungsrichtung. Zum Beispiel können die Formen der Strömungspfade im obigen Querschnitt eine elliptische Form oder eine polygonale Form haben. Die Strömungspfade haben einen Innendurchmesser von z.B. 1-10 mm.
Die Strömungspfade können durch ein Lochbohren eines Elements, das als Hauptkörper 3 dient, mit Hilfe eines Bohrers o.ä. ausgebildet werden. Ein Teil eines durch das Lochbohren gebildeten Lochteils, der nicht als Strömungspfad dient, kann durch ein Dichtungselement (nicht abgebildet) verschlossen werden, um ein Austreten des Kühlmittels zu vermeiden. Beispiele für das Dichtungselement sind Lot, Harzelemente und Schraubelemente.
Zum Beispiel sind Stahl, Gusseisen und Aluminiumlegierungen als ein Element verwendbar, das den Halter 3 bildet. Die Abmessungen des Halters 3 können entsprechend den Abmessungen eines Werkstücks passend festgelegt sein. Eine Länge des Halters 3 in einer Richtung entlang der Mittelachse X1 kann z.B. auf etwa 60-200 mm festgelegt sein. Eine Breite davon in einer Richtung orthogonal zur Mittelachse X1 ist z.B. auf etwa 6-50 mm festlegbar.
Der Einsatz 5 ist in der vorliegenden Offenbarung in der Tasche 17 angeordnet. Der Einsatz 5 kann am Halter 3 durch ein Befestigungselement 45 befestigt werden, wie in 3 dargestellt. Der Einsatz 5 kann die Form einer flachen Platte mit einem Paar Endflächen 37 und einer Mehrzahl von Seitenflächen 39 haben, die zwischen dem Paar Endflächen 37 angeordnet sind, wie in 3 dargestellt. Das Paar Endflächen 37 hat jeweilig eine polygonale Form, insbesondere eine dreieckige Form in der in 3 dargestellten Ausführungsform. Der Einsatz 5 kann in der Tasche 17 so angeordnet werden, dass eine der beiden Endflächen 37 mit der zweiten Bodenfläche 21 in der Tasche 17 in Kontakt steht.
Der Einsatz 5 weist in der vorliegenden Offenbarung eine Schneidkante 41 auf. Die Schneidkante 41 kann zumindest an einem Teil einer Schnittstelle einer Mehrzahl von Seitenflächen 39 angeordnet sein, wie in 3 dargestellt. Ein Schneidvorgang kann durchgeführt werden, indem die Schneidkante 41 mit einem Werkstück in Kontakt gebracht wird. Der Einsatz 5 kann eine oder mehrere Schneidkanten 41 aufweisen. Der Einsatz 5 weist in der in 3 dargestellten Ausführungsform drei Schneidkanten 41 auf. Wenn der Einsatz 5 eine Mehrzahl von Schneidkanten 41 aufweist, kann jede der Schneidkanten 41 in einem einzigen Schneidvorgang verwendet werden.
In einer in 7 dargestellten Ausführungsform ist die Schneidkante 41 am weitesten vom zweiten Ende 3b entfernt an einer Seite des ersten Endes 3a des Halters 3 angeordnet. Wenn die Schneidkante 41 vorsteht, während sie am weitesten vom zweiten Ende 3b entfernt angeordnet ist, kann nur ein Nahbereich der Schneidkante 41 mit dem Werkstück in Kontakt gebracht werden. Die Schneidkante 41 kann sich in einer Richtung entlang der Mittelachse X1 oder alternativ in einer Richtung orthogonal zur Mittelachse X1 erstrecken. In der in 5 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die Schneidkante 41 in der Richtung orthogonal zur Mittelachse X1.
Wie in 3 dargestellt, kann der Einsatz 5 ein Durchgangsloch 43 aufweisen, das in einem jeden vom Paar Endflächen 37 mündet. Das Durchgangsloch 43 erstreckt sich in einer Richtung, die in der in 3 dargestellten Ausführungsform in etwa orthogonal zur ersten Seitenfläche 13 verläuft. Das Befestigungselement 45 zur Befestigung des Einsatzes 5 am Halter 3 kann in das Durchgangsloch 43 eingesetzt werden.
Eine Form des Einsatzes 5 ist nicht auf eine in 3 dargestellte Konfiguration beschränkt. Zum Beispiel kann das Paar Endflächen 37 im Einsatz 5 eine viereckige oder fünfeckige Form haben. Alternativ kann der Einsatz 5 eine Stabform haben, die sich in einer Richtung orthogonal zur Mittelachse X1 des Halters 3 erstreckt. Der Einsatz 5 mit der Stabform wird in einigen Fällen als „Hundeknochentyp“ bezeichnet.
Zum Beispiel sind Hartmetall oder Cermet als Werkstoff für ein Element verwendbar, das den Einsatz 5 bildet. Beispiele für die Zusammensetzung des Hartmetalls sind WC-Co, WC-TiC-Co und WC-TiC-TaC-Co. Das WC-Co wird durch Zugabe von Kobalt(Co)-Pulver zu Wolframkarbid (WC) und anschließendem Sintern hergestellt. Das WC-TiC-Co wird durch Zugabe von Titancarbid (TiC) zu WC-Co hergestellt. Das WC-TiC-TaC-Co wird durch Zugabe von Tantalcarbid (TaC) zu WC-TiC-Co hergestellt.
Das Cermet ist ein gesintertes Verbundmaterial, das durch Zusammensetzen von Metall mit einer keramischen Komponente erhältlich ist. Beispiele für das Cermet sind solche, die hauptsächlich aus einer Titanverbindung gebildet sind, wie z.B. Titancarbid (TiC) und Titannitrid (TiN).
Das Befestigungselement 45 ist das Element zur Befestigung des Einsatzes 5 am Halter 3. Das Befestigungselement 45 ist in der in 3 dargestellten Ausführungsform eine Schraube. Das Befestigungselement 45 ist nicht auf die Schraube beschränkt, sondern kann z.B. ein Klemmteil sein. Der Einsatz 5 weist das Durchgangsloch 43 wie oben beschrieben auf, und der Halter 3 weist ein Schraubenloch an einer Stelle auf, die dem Durchgangsloch 43 in der in 3 dargestellten Ausführungsform entspricht. Der Einsatz 5 kann am Halter 3 befestigt werden, indem die Schraube 9 in das Durchgangsloch 43 des Einsatzes 5 eingesetzt und die Schraube am Schraubenloch des Halters 3 befestigt wird. Das Durchgangsloch 43 und das Schraubenloch erstrecken sich in der in 3 dargestellten Ausführungsform in Richtung orthogonal zur Mittelachse X1.
Der Halter 3 weist die Aussparung 15 im Schneidwerkzeug 1 der vorliegenden Offenbarung auf. Selbst wenn die Späne zu einer Seite der ersten Seitenfläche 13 fließen, können die Späne daher leicht in einen Raum fließen, in dem sich die Aussparung 15 befindet. Es ist daher weniger wahrscheinlich, dass die Späne in der Tasche 17 verbleiben. Das Schneidwerkzeug 1 der vorliegenden Offenbarung hat daher eine verbesserte Spanabfuhrleistung.
In der in 3 dargestellten Ausführungsform ist der zweite Strömungspfad 25 näher an der oberen Fläche 9 angeordnet als die Aussparung 15. Daher kann die Dicke des Halters 3 zwischen dem zweiten Strömungspfad 25 und der ersten Seitenfläche 13 um ein Maß der Tiefe der Aussparung 15 weiter erhöht sein. Folglich hat das Schneidwerkzeug 1 der vorliegenden Offenbarung eine erhöhte Haltbarkeit, wodurch es möglich ist, den Einspritzdruck des Kühlmittels zu erhöhen.
Die Schneidkante 41 erstreckt sich in der in 5 dargestellten Ausführungsform in Richtung orthogonal zur Mittelachse X1. Der zweite Strömungspfad 25 erstreckt sich in einer Vorderansicht der oberen Fläche 9 in der in 5 dargestellten Ausführung geradlinig entlang der Mittelachse X1. In diesem Fall wird eine Spanausstoßrichtung stabil. Das Schneidwerkzeug 1 hat daher in der in 5 dargestellten Ausführungsform eine verbesserte Spanabfuhrleistung.
Wenn sich der zweite Strömungspfad 25 wie oben beschrieben geradlinig erstreckt, neigt die Dicke des Halters 3 zwischen dem zweiten Strömungspfad 25 und der ersten Seitenfläche 13 dazu, klein zu werden, jedoch mündet im Schneidwerkzeug 1 in der in 9 dargestellten Ausführungsform die Aussparung 15 nicht in die obere Fläche 9. Der Halter 3, der zwischen dem zweiten Strömungspfad 25, der näher an der oberen Fläche 9 angeordnet ist als die Aussparung 15, und der ersten Seitenfläche 13 angeordnet ist, hat eine große Dicke.
Der zweite Strömungspfad 25 ist so geneigt, dass er in einer Vorderansicht der ersten Seitenfläche 13 in der in 9 dargestellten Ausführungsform sich der unteren Fläche 7 mit zunehmender Nähe zum ersten Ende 3a annähert. In diesem Fall kann das Kühlmittel leicht mit z.B. einer Spanfläche im Schneideinsatz 5 in Kontakt kommen. Das Schneidwerkzeug 1 hat in der in 9 dargestellten Ausführung eine hohe Kühleffizienz.
Die erste Bodenfläche 19 kann parallel zur Bezugsebene S sein oder relativ dazu geneigt sein. Zum Beispiel kann sich die erste Bodenfläche 19 mit zunehmender Nähe zum zweiten Ende 3b an die Bezugsebene S annähern. Wenn die erste Bodenfläche 19 wie oben beschrieben geneigt ist, hat ein Bereich an einer Seite des zweiten Endes 3b in der Aussparung 15 einen großen Raum. Dies trägt zu einer hohen Spanausgabeleistung bei, selbst wenn die Späne zu einer Seite der ersten Seitenfläche 13 fließen und von einer Seite des ersten Endes 3a zu einer Seite des zweiten Endes 3b fließen.
Alternativ kann sich die erste Bodenfläche 19 mit zunehmender Nähe zur unteren Fläche 7 an die Bezugsebene S annähern, wie in 6 dargestellt. In Fällen, in denen die erste Bodenfläche 19 wie oben beschrieben geneigt ist, selbst wenn die Späne zur Seite der ersten Seitenfläche 13 fließen, können die Späne nicht leicht zu einer Seite der oberen Fläche 9, sondern zu einer Seite der unteren Fläche 7 fließen, in die die Aussparung 15 mündet. Dies führt zu einer verbesserten Spanausgabeleistung.
Die erste Seitenfläche 13 kann durch eine oder eine Mehrzahl von ebene Flächen ausgebildet sein. Zum Beispiel kann die erste Seitenfläche 13 einen ersten Bereich 13a und einen zweiten Bereich 13b aufweisen, wie in 1 dargestellt. Der erste Bereich 13a ist näher am zweiten Ende 3b angeordnet als die Aussparung 15. Der zweite Bereich 13b ist näher an der oberen Fläche 9 angeordnet als die Aussparung 15.
Wenn die erste Seitenfläche 13 den ersten Bereich 13a und den zweiten Bereich 13b aufweist, kann der zweite Bereich 13b näher an der Bezugsebene S angeordnet sein als der erste Bereich 13a. In diesem Fall hat der Halter 3 eine hohe Haltbarkeit. Denn wenn der Halter 3 die obige Konfiguration hat, hat die Dicke des Halters 3 an einer Seite des zweiten Endes 3b, die von der Schneidkante 41 entfernt angeordnet ist, eine große Dicke. Die große Dicke des Halters 3 an der Seite des zweiten Endes 3b trägt dazu bei, Ratterschwingungen während eines Schneidvorganges zu reduzieren.
In der in 6 dargestellten Ausführungsform liegen der zweite Bereich 13b und der erste Bereich 13a parallel zueinander, und der zweite Bereich 13b und der erste Bereich 13a liegen parallel zur Bezugsebene S.
Eine Differenz zwischen einem Abstand vom zweiten Bereich 13b zur Bezugsebene S und einem Abstand vom ersten Bereich 13a zur Bezugsebene S kann kleiner sein als eine Differenz zwischen dem Abstand vom zweiten Bereich 13b zur Bezugsebene S und einem Abstand von der ersten Bodenfläche 19 zur Bezugsebene S, wie in 6 dargestellt. Wenn der zweite Bereich 13b und der erste Bereich 13a die obige Konfiguration haben, gibt es einen großen Raum, in dem die Aussparung 15 angeordnet ist. Dies führt zu einer verbesserten Spanabfuhrleistung.
Der zweite Strömungspfad 25 ist, wie oben beschrieben, näher an der oberen Fläche 9 angeordnet als die Aussparung 15. Die Gesamtheit des zweiten Strömungspfads 25 kann in einer transparenten Draufsicht auf die erste Seitenfläche 13 mit dem zweiten Bereich 13b überlappen. In Fällen, in denen die Gesamtheit des zweiten Strömungspfads 25 mit dem zweiten Bereich 13b, aber nicht mit der Aussparung 15 überlappt, ist die Dicke des Halters 3 zwischen dem zweiten Strömungspfad 25 und der ersten Seitenfläche 13 über einen weiten Bereich groß. Der Halter 3 hat daher eine hohe Haltbarkeit.
In der in 6 dargestellten Ausführungsform ist die Schneidkante 41 des Einsatzes 5 zu einer Seite hin, die von der Bezugsebene S entfernt ist, weiter hervorstehend als die erste Seitenfläche 13. Wenn die Schneidkante 41 auf diese Weise angeordnet ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass die erste Seitenfläche 13 während des Schneidvorgangs mit dem Werkstück in Kontakt kommt. Folglich wird eine bearbeitete Fläche des Werkstücks glatt, und der Halter 3 hat eine hohe Haltbarkeit.
<Verfahren zur Herstellung eines maschinell bzw. spanabhebend bearbeiteten Produkts>
Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts in Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die 10 bis 12 ausführlich beschrieben. Die Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts in einer der Ausführungsformen weist die folgenden Schritte (1) bis (4) auf.

(1) Bereitstellen eines Werkstücks 101 und eines Schneidwerkzeugs 1 wie in 10 dargestellt,
(2) Drehen des Schneidwerkzeugs 1 wie in 10 dargestellt,
(3) das Werkstück 101 und das Schneidwerkzeug 1 miteinander in Kontakt bringen, wie in 11 dargestellt, und
(4) Bewegen des Werkstücks 101 und des Schneidwerkzeugs 1 voneinander weg, wie in 12 dargestellt.

Konkret weisen Beispiele für ein Material des im Schritt (1) bereitgestellten Werkstücks 101 unlegierten Stahl, legierten Stahl, Edelstahl, Gusseisen und Nichteisenmetalle auf. In der in 10 dargestellten Ausführungsform wird das obige Schneidwerkzeug 1 in Schritt (1) bereitgestellt.
Im Schritt (2) wird das Werkstück 101 auf der Grundlage einer Drehachse O davon gedreht, wie in 10 dargestellt.
Im Schritt (3) wird zunächst das Schneidwerkzeug 1 relativ nahe an das Werkstück 101 herangebracht, welches gedreht wird, indem das Schneidwerkzeug 1 in einer Pfeilrichtung Y1 bewegt wird. Anschließend wird das Schneidwerkzeug 1 mit dem Werkstück 101 in Kontakt gebracht, das wie in 11 dargestellt gedreht wird. In einer in 11 dargestellten Ausführungsform wird das Werkstück 101 geschnitten, indem die Schneidkante des Schneidwerkzeugs 1 in Kontakt mit dem Werkstück 101 gebracht wird. Zu diesem Zeitpunkt kann das Werkstück 101 geschnitten werden, indem ein Kühlmittel aus dem Ausströmauslass ausströmt.
Im Schritt (4) wird das Schneidwerkzeug 1 vom Werkstück 101 wegbewegt, indem das Schneidwerkzeug 1 in einer Y2-Pfeilrichtung bewegt wird, wodurch ein maschinell bearbeitetes Produkt erhalten wird, wie in 12 dargestellt.
Bei dem Verfahren zur Herstellung des maschinell bearbeiteten Produkts in der obigen Ausführungsform trägt die Verwendung des Schneidwerkzeugs 1 zu einer effizienten Kühlung der Schneidkante und einem guten Spanabfluss bei.
Alternativ kann das Werkstück 101 im Schritt (3) in die Nähe des Schneidwerkzeugs 1 gebracht werden. Das Werkstück 101 kann im Schritt (4) vom Schneidwerkzeug 1 wegbewegt werden. Wenn ein Schneidvorgang fortgesetzt werden soll, kann der Schritt, bei dem die Schneidkante mit verschiedenen Abschnitten des Werkstücks 101 in Kontakt gebracht wird, wiederholt werden, während das Werkstück 101 weiter gedreht wird.
Während die Schneidwerkzeuge 1 und die Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts in den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung oben beispielhaft erläutert wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt. Es ist natürlich möglich, beliebige Ausführungsformen zu machen, sofern sie nicht vom Kern der vorliegenden Offenbarung abweichen.
Auch wenn es sich beispielsweise bei den in 1 abgebildeten Schneidwerkzeugen 1 o.ä. um Werkzeuge für einen Außeneinstechvorgang handelt, ist es nicht gedacht, auf diese Werkzeuge beschränkt zu sein. Beispiele für das Schneidwerkzeug weisen Werkzeuge für einen Inneneinstechvorgang und Werkzeuge für einen Außendrehvorgang auf.
Bezugszeichenliste

1: Schneidwerkzeug
3: Halter
3a: erstes Ende
3b: zweites Ende
5: Einsatz
7: untere Fläche
9: obere Fläche
11: erste Endfläche
13: erste Seitenfläche
13a: erster Bereich
13b: zweiter Bereich
15: Aussparung
17: Tasche
19: erste Bodenfläche
21: zweite Bodenfläche
23: erster Strömungspfad
25: zweiter Strömungspfad
27: Einströmeinlass
29: Ausströmauslass
31: zweite Endfläche
33: zweite Seitenfläche
35: dritter Strömungspfad
37: Endfläche
39: Seitenfläche
41: Schneidkante
43: Durchgangsloch
45: Befestigungselement
101: Werkstück

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2017227793 [0001]

Claims

Ein Schneidwerkzeug, aufweisend: einen Halter mit einer Stabform, der sich von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt und eine Tasche aufweist, und einen Schneideinsatz, der in der Tasche angeordnet ist, der Halter ferner aufweisend eine obere Fläche, eine untere Fläche, die an einer der oberen Fläche gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, eine erste Endfläche, die zwischen der oberen Fläche und der unteren Fläche angeordnet ist und an einer Seite des ersten Endes angeordnet ist, eine erste Seitenfläche, die zwischen der oberen Fläche und der unteren Fläche und vom ersten Ende zum zweiten Ende angeordnet ist, eine Aussparung, die in die erste Endfläche und die erste Seitenfläche mündet, einen ersten Strömungspfad, der entlang einer Mittelachse des Halters angeordnet ist und einen Einströmeinlass aufweist, und einen zweiten Strömungspfad, der näher an der oberen Fläche angeordnet ist als die Aussparung, der mit dem ersten Strömungspfad verbunden ist und einen Ausströmauslass aufweist, wobei eine imaginäre Ebene, die durch die Mittelachse verläuft und orthogonal zur unteren Fläche ist, eine Bezugsebene ist, und sich die Tasche in die Aussparung öffnet und von der Aussparung zur Bezugsebene hin ausgespart ist.
Das Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 1, wobei sich der zweite Strömungspfad in einer Vorderansicht der oberen Fläche entlang der Mittelachse erstreckt und sich der zweite Strömungspfad in einer Vorderansicht der ersten Seitenfläche mit zunehmender Nähe zum ersten Ende der unteren Fläche annähert.
Das Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Aussparung eine Bodenfläche aufweist, in die sich Tasche öffnet und eine flache Form hat, und sich die Bodenfläche der Bezugsebene in Richtung zum zweiten Ende annähert.
Das Schneidwerkzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Aussparung eine Bodenfläche aufweist, in die sich Tasche öffnet und eine flache Form hat, und sich die Bodenfläche der Bezugsebene in Richtung zur unteren Fläche annähert.
Das Schneidwerkzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Seitenfläche aufweist einen ersten Bereich, der näher am zweiten Ende angeordnet ist als die Aussparung, und einen zweiten Bereich, der näher an der oberen Fläche angeordnet ist als die Aussparung, und der zweite Bereich näher an der Bezugsebene angeordnet ist als der erste Bereich.
Das Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 5, wobei eine Differenz zwischen einer Distanz vom ersten Bereich zur Bezugsebene und einer Distanz vom zweiten Bereich zur Bezugsebene kleiner ist als eine Differenz zwischen einer Distanz von der Aussparung zur Bezugsebene und der Distanz vom zweiten Bereich zur Bezugsebene.
Das Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei der zweite Bereich parallel zur Bezugsebene angeordnet ist.
Das Schneidwerkzeug gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei eine Gesamtheit des zweiten Strömungspfads mit dem zweiten Bereich in einer transparenten Draufsicht auf die erste Seitenfläche überlappt.
Das Schneidwerkzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Schneideinsatz eine Schneidkante aufweist, und die Schneidkante zu einer Seite hin vorsteht, die weiter von der Bezugsebene entfernt angeordnet ist als die erste Seitenfläche.
Ein Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts, aufweisend: Drehen eines Werkstücks, In-Kontakt-Bringen des Schneidwerkzeugs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 mit dem sich drehenden Werkstück, und Bewegen des Schneidwerkzeugs vom Werkstück weg.