DE112018006085T5

DE112018006085T5 - Drehwerkzeug

Info

Publication number: DE112018006085T5
Application number: DE112018006085.3T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Ogawa
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2020-09-10
Also published as: JP6882517B2; WO2019107243A1; US20200384552A1; JPWO2019107243A1; US11364556B2

Abstract

Ein Drehwerkzeug eines Gesichtspunkts schließt einen Körper, der einen ersten Teil, einen zweiten Teil, einen dritten Teil, der zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil angeordnet ist, eine erste Schneidkante, die an einem ersten Ende angeordnet ist, eine Nut, die sich von der ersten Schneidkante zu einem zweiten Ende hin erstreckt, und eine Außenumfangsfläche aufweist, ein. Die Außenumfangsfläche an dem dritten Teil weist den ersten Teil auf. Der dritte Teil weist eine Stegfläche und eine zweite Schneidkante auf, die auf einer Kammlinie angeordnet ist, an der sich der erste Abschnitt und die Stegfläche schneiden. Die Stegfläche weist einen ersten Bereich, in dem eine Breite von einer Seite des ersten Endes zu einer Seite des zweiten Endes hin zunimmt, und einen zweiten Bereich auf, der näher an einer Seite des zweiten Endes liegt als der erste Bereich, in dem eine Breite von einer Seite des ersten Endes zu einer Seite des zweiten Endes hin abnimmt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung 2017 - 229145 , eingereicht am 29. November 2017, deren gesamte Offenbarung hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Der vorliegende Gesichtspunkt bezieht sich auf ein Drehwerkzeug.
STAND DER TECHNIK
Als Drehwerkzeug zum Bohren eines Werkstücks ist beispielsweise ein Bohrer bekannt, der in der JP 2007-7831 A (Patentdokument 1) beschrieben ist. Der Bohrer, offenbart in Patentdokument 1, schließt einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser, angeordnet an einer Seite einer Spitze, eine Vorderendschneidkante, angeordnet an einer Spitze des Abschnitts mit kleinem Durchmesser, einen Abschnitt mit großem Durchmesser, angeordnet an einer Seite eines hinteren Endes, einen Stufenabschnitt, angeordnet zwischen dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser und dem Abschnitt mit großem Durchmesser, bei dem eine Durchmesserabmessung von einer Seite einer Spitze zu einer Seite eines hinteren Endes kontinuierlich zunimmt, und eine Stufenabschnittschneidkante, angeordnet im Stufenabschnitt, ein.
Bei dem in Patentdokument 1 beschriebenen Bohrer ist die Stufenabschnittschneidkante in einem Bereich von 10° bis 25° geneigt. Dies verbessert die Schärfe und Haltbarkeit. Seit einigen Jahren wird jedoch eine weitere Verbesserung der Schärfe und Haltbarkeit verlangt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein Drehwerkzeug nach einem Gesichtspunkt schließt einen stabförmigen Körper ein, der sich entlang einer Drehachse von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende hin erstreckt, und schließt einen ersten Teil, der das erste Ende einschließt, einen zweiten Teil, einen dritten Teil, eine erste Schneidkante, eine Nut und eine Außenumfangsfläche ein. Der zweite Teil ist näher an einer Seite des zweiten Endes angeordnet als der erste Teil und sein Außendurchmesser ist größer als derjenige des ersten Teils. Der dritte Teil schließt einen Abschnitt ein, der zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil angeordnet ist, in dem ein Außendurchmesser von einer Seite des ersten Teils zu einer Seite des zweiten Teils hin zunimmt. Die erste Schneidkante ist an dem ersten Ende angeordnet. Die Nut erstreckt sich von der ersten Schneidkante zum zweiten Ende hin und ist bei dem ersten Teil, dem dritten Teil und dem zweiten Teil angeordnet. Die Außenumfangsfläche ist entlang der Nut bei dem ersten Teil, dem dritten Teil und dem zweiten Teil angeordnet. Ferner ist die Außenumfangsfläche in einer Drehrichtung hinter der Nut angeordnet. Außerdem schließt die Außenumfangsfläche an dem dritten Teil einen ersten Abschnitt ein. Der dritte Teil schließt eine Stegfläche und eine zweite Schneidkante ein. Die Stegfläche ist zwischen der Nut und dem ersten Abschnitt angeordnet. Die zweite Schneidkante ist auf einer Kammlinie angeordnet, an der sich der erste Abschnitt und die Stegfläche schneiden. Die Stegfläche schließt einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich ein. Eine Breite des ersten Bereichs in einer Richtung senkrecht zu einer durch die Nut und die Stegfläche gebildeten Kammlinie nimmt von einer Seite des ersten Endes zu einer Seite des zweiten Endes hin zu. Der zweite Bereich ist näher an einer Seite des zweiten Endes angeordnet als der erste Bereich und eine Breite in der Richtung senkrecht zu der durch die Nut und die Stegfläche gebildeten Kammlinie nimmt von einer Seite des ersten Endes zu einer Seite des zweiten Endes hin ab.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Drehwerkzeugs einer Ausführungsform veranschaulicht.
2 ist eine Darstellung des in 1 veranschaulichten Drehwerkzeugs bei Betrachtung von einer Spitze aus.
3 ist eine Seitenansicht bei Betrachtung aus einer in 2 veranschaulichten Richtung A1.
4 ist eine Seitenansicht bei Betrachtung aus einer in 2 veranschaulichten Richtung A2.
5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs B1 aus 1.
6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs B2 aus 5.
7 ist eine Querschnittsansicht eines in 4 veranschaulichten Schnitts VII-VII.
8 ist eine Querschnittsansicht eines in 4 veranschaulichten Schnitts VIII-VIII.
9 ist eine Querschnittsansicht eines in 6 veranschaulichten Schnitts IX-IX.
10 ist eine Querschnittsansicht eines in 6 veranschaulichten Schnitts X-X.
11 ist eine Querschnittsansicht eines in 6 veranschaulichten Schnitts XI-XI.
12 ist eine Querschnittsansicht eines in 6 veranschaulichten Schnitts XII-XII.
13 ist eine Querschnittsansicht eines in 6 veranschaulichten Schnitts XIII-XIII.
14 ist eine Querschnittsansicht eines in 6 veranschaulichten Schnitts XIV-XIV.
15 ist eine Darstellung, die einen Schritt eines Verfahrens zum Herstellen eines spanabhebend bearbeiteten Produkts der Ausführungsform veranschaulicht.
16 ist eine Ansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines spanabhebend bearbeiteten Produkts gemäß der Ausführungsform veranschaulicht.
17 ist eine Ansicht, die einen Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines spanabhebend bearbeiteten Produkts gemäß der Ausführungsform veranschaulicht.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein Drehwerkzeug gemäß einer Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Zur erleichterten Beschreibung sind jedoch die einzelnen Zeichnungen, auf die nachstehend Bezug genommen wird, vereinfacht, um nur die Hauptelemente unter den Aufbauelementen der Ausführungsform zu veranschaulichen. Dementsprechend kann das Drehwerkzeug mit einem beliebigen Aufbauelement versehen sein, das in den einzelnen Zeichnungen, auf die in dieser Patentschrift Bezug genommen wird, nicht veranschaulicht ist. Ferner stellen die Abmessungen der Elemente in den einzelnen Zeichnungen die tatsächlichen Abmessungen der Aufbauelemente und die Abmessungsverhältnisse der einzelnen Elemente nicht originalgetreu dar.
1 bis 14 veranschaulichen einen gestuften Bohrer mit zwei Stufen als ein Beispiel eines Drehwerkzeugs 1. Es ist zu beachten, dass das Drehwerkzeug 1 gemäß der Ausführungsform nicht auf einen gestuften Bohrer mit zwei Stufen beschränkt ist und beispielsweise eines von einem Bohrer, einem Schaftfräser und einer Reibahle mit drei oder mehr Stufen sein kann.
Wie in 1 veranschaulicht, ist ein Körper 3 in dem Drehwerkzeug 1 gemäß der Ausführungsform stabförmig und erstreckt sich von einem ersten Ende 3a zu einem zweiten Ende 3b entlang einer Drehachse X. Der stabförmige Körper 3 dreht sich um die Drehachse X in einer Richtung eines Pfeils Y, wie in 1 veranschaulicht, wenn ein Werkstück spanabhebend bearbeitet wird, um ein spanabhebend bearbeitetes Produkt herzustellen.
In 3 und 4 ist ein linker Endabschnitt des Körpers 3 das erste Ende 3a und ein rechter Endabschnitt des Körpers 3 ist das zweite Ende 3b. Im Folgenden wird das erste Ende 3a als die Spitze 3a bezeichnet und das zweite Ende 3b als das hintere Ende 3b bezeichnet, um den Nutzungszustand des Drehwerkzeugs 1 während der Bearbeitung zu reflektieren.
Der Körper 3 schließt einen Schneidabschnitt 5 und einen Schaftabschnitt 7 ein. Der Schaftabschnitt 7 ist ein Teil, der von einer Drehspindel einer Werkzeugmaschine ergriffen wird und gemäß einer Form der Spindel in der Werkzeugmaschine ausgebildet ist. Beispiele für eine Form des Schaftabschnitts 7 schließen einen geraden Schaft, einen langen Schaft, einen langen Hals, einen verjüngten Schaft und dergleichen ein.
Der Schneidabschnitt 5 ist in Bezug auf den Schaftabschnitt 7 auf der Seite der Spitze 3a angeordnet. Der Schneidabschnitt 5 schließt einen Teil ein, der in Kontakt mit dem Werkstück gelangt und der Teil spielt eine Schlüsselrolle bei der spanabhebenden Bearbeitung des Werkstücks.
Wie in dem in 1, 3 und 4 veranschaulichten Beispiel schließt der stabförmige Körper 3 einen ersten Teil 9, einen zweiten Teil 11 und einen dritten Teil 13 ein. Der erste Teil 9 schließt die Spitze 3a ein. Der zweite Teil 11 ist näher an einer Seite des hinteren Endes 3b angeordnet als der erste Teil 9 und sein Außendurchmesser ist größer als derjenige des ersten Teils 9. Der dritte Teil 13 schließt einen Abschnitt ein, der zwischen dem ersten Teil 9 und dem zweiten Teil 11 angeordnet ist und in dem ein Außendurchmesser von einer Seite des ersten Teils 9 zu einer Seite des zweiten Teils 11 hin zunimmt.
Wie in dem in 1, 3 und 4 veranschaulichten Beispiel schließt das Drehwerkzeug 1 gemäß der Ausführungsform eine erste Schneidkante 15 und eine Nut 17 ein. Die erste Schneidkante 15 ist an der Spitze 3a des Körpers 3 angeordnet. Die Nut 17 erstreckt sich von der ersten Schneidkante 15 zum hinteren Ende 3b hin und ist bei dem ersten Teil 9, dem dritten Teil 13 und dem zweiten Teil 11 angeordnet. Die Nut 17 in der Ausführungsform kann verwendet werden, um Späne nach außen abzuführen, die in erster Linie durch die erste Schneidkante 15 erzeugt werden.
Der Körper 3 schließt außerdem eine Außenumfangsfläche 19 ein, die entlang der Nut 17 bei dem ersten Teil 9, dem dritten Teil 13 und dem zweiten Teil 11 angeordnet ist. Außerdem ist die Außenumfangsfläche 19 in Drehrichtung hinter der Nut 17 angeordnet.
Der Körper 3 schließt eine oder mehrere der ersten Schneidkanten 15, eine oder mehrere der Nuten 17 und eine oder mehrere der Außenumfangsflächen 19 ein. Die Anzahl der ersten Schneidkanten 15, die Anzahl der Nuten 17 und die Anzahl der Außenumfangsflächen 19 kann gleich sein. Bei dem in 1 und dergleichen veranschaulichten Beispiel schließt der Körper 3 zwei von den ersten Schneidkanten 15, zwei von den Nuten 17 und zwei von den Außenumfangsflächen 19 ein.
Ebenso kann, wie in 1 und dergleichen veranschaulicht, eine Außenumfangsklinge auf einer Kammlinie bereitgestellt sein, die durch die Nut 17 und die Außenumfangsfläche 19 gebildet wird. Der Körper 3 muss keine Außenumfangsklinge einschließen, aber in dem in 1 und dergleichen veranschaulichten Beispiel schließt der Körper 3 eine Außenumfangsklinge ein. Ebenso kann die Außenumfangsklinge auf einer Gesamtheit der Kammlinie angeordnet sein, die durch die Nut 17 und die Außenumfangsfläche 19 gebildet ist, oder die Außenumfangsklinge kann teilweise bereitgestellt sein.
Ein Abschnitt der Nut 17 in einer Umgebung der ersten Schneidkante 15 kann während der Schneidbearbeitung als eine Spanfläche dienen. Ebenso kann sich die Nut 17 wie in dem in 1 veranschaulichten Beispiel spiralförmig von der ersten Schneidkante 15 zum hinteren Ende 3b hin erstrecken. Wenn sich die Nut 17 spiralförmig erstreckt, kann sich außerdem ein Schrägungswinkel der Nut 17 von der ersten Schneidkante 15 zum hinteren Ende 3b hin ändern, kann aber auch konstant sein.
5 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs B1 aus 1 und kann auch als vergrößerte Ansicht des dritten Teils 13 bezeichnet werden. Ferner ist 6 eine vergrößerte Ansicht des Bereichs B2 aus 5. Es ist zu beachten, dass 6 eine Zeichnung ist, die unter Verwendung eines anderen Größenverhältnisses als dem tatsächlichen Größenverhältnis erstellt wurde, um eine Veränderung der Breite in einer Richtung senkrecht zu einer Kammlinie zu betonen, die im Bereich B2 durch die Nut 17 und eine Stegfläche 21 gebildet wird.
Wie in dem in 5 und 6 veranschaulichten Beispiel schließt die Außenumfangsfläche 19 an dem dritten Teil 13 einen ersten Abschnitt 19a ein. Ferner schließt der dritte Teil 13 die Stegfläche 21, angeordnet zwischen der Nut 17 und dem ersten Abschnitt 19a, und eine zweite Schneidkante 23, angeordnet auf einer Kammlinie, wo sich der erste Abschnitt 19a und die Stegfläche 21 schneiden, ein. Ein Abschnitt der Nut 17 in einer Umgebung der zweiten Schneidkante 23 kann während der Schneidbearbeitung als eine Spanfläche dienen.
In dem in 6 veranschaulichten Beispiel schließt die Stegfläche 21 einen ersten Bereich 25, in dem eine Breite in einer Richtung senkrecht zu einer durch die Nut 17 und die Stegfläche 21 gebildeten Kammlinie E (im Folgenden einfach als Kammlinie E bezeichnet) von einer Seite der Spitze 3a zu einer Seite des hinteren Endes 3b hin (in der Figur von links nach rechts) zunimmt, und einen zweiten Bereich 27 ein, der näher an einer Seite des hinteren Endes 3b angeordnet ist als der erste Bereich 25, in dem eine Breite in der Richtung senkrecht zur Kammlinie E von einer Seite der Spitze 3a zu einer Seite des hinteren Endes 3b hin abnimmt.
Insbesondere ist, wie in dem in 6 veranschaulichten Beispiel, eine Breite W12 in der Stegfläche 21, die auf einer Seite des hinteren Endes 3b des ersten Bereichs 25 angeordnet ist, größer als eine Breite W11 in der Stegfläche 21, die auf einer Seite der Spitze 3a des ersten Bereichs 25 angeordnet ist.
Ebenso ist eine Breite W3 an einer Grenze L zwischen dem ersten Bereich 25 und dem zweiten Bereich 27 am größten von Breiten in der Richtung senkrecht zu der Kammlinie E in der Stegfläche 21. Ferner ist eine Breite W22 in der Stegfläche 21, angeordnet auf einer Seite des hinteren Endes 3b des zweiten Bereichs 27, größer als eine Breite W21 in der Stegfläche 21, angeordnet auf einer Seite der Spitze 3a des zweiten Bereichs 27.
In dem in 6 veranschaulichten Beispiel veranschaulichen außerdem X-X bis XIII-XIII jeweils einen Schnitt senkrecht zur Kammlinie E, und die Schnitte X-X bis XIII-XIII entsprechen jeweils 10 bis 13. In 10 bis 13 ist die in Bezug auf den ersten Abschnitt 19a geneigte Stegfläche 21 veranschaulicht, aber die in 10 bis 13 veranschaulichten Schnitte sind Beispiele und schließen nicht notwendigerweise einen beschriebenen Neigungswinkel ein.
Es ist zu beachten, dass in dem in 6 veranschaulichten Beispiel der erste Bereich 25 und der zweite Bereich 27 einander berühren, aber der erste Bereich 25 und der zweite Bereich 27 müssen einander nicht berühren. Das heißt, zwischen dem ersten Bereich 25 und dem zweiten Bereich 27 kann ein dritter Bereich eingeschlossen sein, in dem eine Breite in der Richtung senkrecht zur Kammlinie E kleiner ist als die Breite in dem ersten Bereich 25 und dem zweiten Bereich 27.
Die zweite Schneidkante 23, angeordnet an dem dritten Teil 13, mit einem Außendurchmesser, der größer als derjenige des ersten Teils 9 ist, gelangt mit einem Teil in Kontakt, der während der Schneidbearbeitung nicht durch den ersten Teil 9 geschnitten wird. In dem in 6 veranschaulichten Beispiel ist ein Teil der zweiten Schneidkante 23, welcher dem ersten Teil 9 am nächsten liegt, ein Endabschnitt 23a. Dieser Endabschnitt 23a in der zweiten Schneidkante 23 gelangt als erstes mit einem Werkstück in Kontakt. Dabei kann eine Breite eines Abschnitts entlang dem Endabschnitt 23a in der Stegfläche 21 relativ klein sein. In diesem Fall wird die Schneidleistung der zweiten Schneidkante 23 verbessert und die zweite Schneidkante 23 schneidet mit Wahrscheinlichkeit in das Werkstück ein. Als Ergebnis kann das Drehwerkzeug 1 die Schneidbearbeitung in einer stabilen Bearbeitungsposition durchführen.
Es ist zu beachten, dass sich der oben beschriebene „Endabschnitt 23a“ nicht auf einen Punkt eines Endes der zweiten Schneidkante 23 auf einer Seite des ersten Teils 9 bezieht, sondern einen Bereich benachbart zum ersten Teil 9 meint. Insbesondere ist ein Bereich von etwa 10 % gemeint, der auf der Seite des ersten Teils 9 in der zweiten Schneidkante 23 angeordnet ist.
Zusätzlich werden zum Beispiel während der Durchgangslochbearbeitung oder Senkbearbeitung mit Wahrscheinlichkeit Grate auf einer Oberfläche des Werkstücks erzeugt, die mit der Umgebung einer Grenze zwischen dem dritten Teil 13 und dem zweiten Teil 11 in Kontakt gelangt. Jedoch kann das Drehwerkzeug 1 der Ausführungsform die Erzeugung von Graten unterbinden. Da eine Breite der Stegfläche 21 im zweiten Bereich 27 in einer Umgebung des zweiten Teils 11 klein ist, wird die Schneidleistung verbessert. Außerdem ist eine Breite auf einer Seite des hinteren Endes 3b des ersten Bereichs 25 und auf einer Seite der Spitze 3a des zweiten Bereichs 27, also in einem mittleren Abschnitt der Stegfläche 21, groß. Folglich wird bei dem Drehwerkzeug 1 der Ausführungsform die Defektbeständigkeit eines Hauptschneidabschnitts der zweiten Schneidkante 23 verbessert.
Außerdem kann die Stegfläche 21 mit dem ersten Teil 9 und dem zweiten Teil 11 in Kontakt gelangen, aber wie in dem in 5 und 6 veranschaulichten Beispiel, kann die Stegfläche 21 von dem ersten Teil 9 und dem zweiten Teil 11 getrennt sein. Mit anderen Worten kann die Stegfläche 21 von einem Endabschnitt des dritten Teils 13 auf einer Seite der Spitze 3a bis zu einem Endabschnitt auf einer Seite des hinteren Endes 3b angeordnet sein, aber wie in dem in 5 und 6 veranschaulichten Beispiel, kann die Stegfläche 21 so angeordnet sein, dass sie das Ende des dritten Teils 13 auf der Seite des Endabschnitts 3a und den Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes 3b nicht erreicht.
Wenn das Drehwerkzeug 1 der Ausführungsform wie oben beschrieben konfiguriert ist, kann eine Kammlinie, an der sich die Nut 17 und der erste Abschnitt 19a schneiden, eine dritte Schneidkante 37 und eine vierte Schneidkante 39 einschließen. Die Kammlinie, an der sich die Nut 17 und der erste Abschnitt 19a schneiden, kann wie in dem in 5 und 6 veranschaulichten Beispiel mit der zweiten Schneidkante 23 verbunden sein.
Der Schnitt IX-IX und der Schnitt XIV-XIV in dem in 6 veranschaulichten Beispiel sind jeweils ein Schnitt in einer Richtung senkrecht zu der durch die Nut 17 und den ersten Abschnitt 19a gebildeten Kammlinie, wenn die Stegfläche 21 von dem ersten Teil 9 und dem zweiten Teil 11 getrennt ist, und sind in 9 und 14 jeweils genau veranschaulicht.
Die dritte Schneidkante 37, angeordnet an dem dritten Teil 13, mit einem Außendurchmesser, der größer als derjenige des ersten Teils 9 ist, gelangt zunächst mit einem Abschnitt in Kontakt, der während der Schneidbearbeitung nicht durch den ersten Teil 9 geschnitten wird. Gemäß der in 6 veranschaulichten Ausgestaltung weist die dritte Schneidkante 37 eine hohe Schneidleistung auf und schneidet mit Wahrscheinlichkeit in ein Werkstück ein, da die Stegfläche 21 nicht in Drehrichtung vorne angeordnet ist.
Zusätzlich werden zum Beispiel während der Durchgangslochbearbeitung oder Senkbearbeitung mit Wahrscheinlichkeit Grate auf einer Oberfläche des Werkstücks erzeugt, die mit der Umgebung der Grenze zwischen dem dritten Teil 13 und dem zweiten Teil 11 in Kontakt gelangt. Aber gemäß der in 6 veranschaulichten Ausgestaltung weist die vierte Schneidkante 39 eine hohe Schneidleistung auf und kann die Erzeugung von Graten unterbinden, da die Stegfläche 21 nicht in Drehrichtung vorne angeordnet ist.
Zusätzlich kann die Nut 17 in dem in 1 und 5 veranschaulichten Beispiel eine spiralförmige Hauptnut 29, die bei dem ersten Teil 9 bis zum zweiten Teil 11 angeordnet ist, und eine Nebennut 31 einschließen, die zwischen der Hauptnut 29 und dem ersten Abschnitt 19a angeordnet ist. An dem dritten Teil 13 nimmt ein Außendurchmesser von einer Seite der Spitze 3a zu einer Seite des hinteren Endes 3b hin zu, weshalb eine Drehgeschwindigkeit in der zweiten Schneidkante 23 zunimmt. Dementsprechend sind Späne, die von der zweiten Schneidkante 23 während der Schneidbearbeitung erzeugt werden, mit größerer Wahrscheinlichkeit länger als Späne, die durch die erste Schneidkante 15 erzeugt werden.
Jedoch ist es bei dem Drehwerkzeug 1 der Ausführungsform möglich, die Spanabführleistung zu verbessern. Der Grund dafür ist, dass die Nut 17 die Nebennut 31 einschließt, die relativ kleiner als die Hauptnut 29 ist, weshalb Späne, die durch die zweite Schneidkante 23 erzeugt werden, auf vorteilhafte Weise gekräuselt sein können. Die Späne sind mit geringerer Wahrscheinlichkeit lang, indem sie auf vorteilhafte Weise gekräuselt sind. Somit kommt es mit geringerer Wahrscheinlichkeit zu einer Verstopfung durch die Späne.
Außerdem kann die Nebennut 31 in dem in 5 veranschaulichten Beispiel ebenso eine erste Fläche 33 und eine zweite Fläche 35 einschließen. Die erste Fläche 33 kann auch entlang der Kammlinie angeordnet sein, die durch die Nut 17 und die Stegfläche 21 gebildet wird. Ferner kann die zweite Fläche 35 auch in Drehrichtung vor der ersten Fläche 33 und benachbart zur ersten Fläche 33 angeordnet sein. Des Weiteren kann die zweite Fläche 35 in dem Beispiel aus 5 und 8 eine konvex gekrümmte Form sein.
Wie in 8 veranschaulicht, ist an einem Schnitt senkrecht zur Drehachse X des dritten Teils 13 die zweite Fläche 35 eine konvex gekrümmte Form. Wenn die zweite Fläche 35 eine konvex gekrümmte Form ist, weist das Drehwerkzeug 1 eine ausgezeichnete Haltbarkeit auf, da eine Umgebung einer Grenze zwischen dem ersten Teil 9 und dem dritten Teil 13 dick ist.
Ferner kann die zweite Fläche 35 einen Abschnitt einschließen, in dem ein Abstand von der Drehachse X von der Spitze 3a zum hinteren Ende 3b hin abnimmt. Mit anderen Worten kann die zweite Fläche 35 einen Abschnitt einschließen, in dem ein Abstand von der Drehachse X vom hinteren Ende 3b zur Spitze 3a hin zunimmt.
Insbesondere schließt, wie in dem in 8 veranschaulichten Beispiel, die zweite Fläche 35 einen Abschnitt ein, in dem eine Größe eines Abstands W5 von der Drehachse X zur zweiten Fläche 35 von der Spitze 3a zum hinteren Ende 3b hin abnimmt. Mit anderen Worten schließt die zweite Fläche 35 in dem in 8 veranschaulichten Beispiel einen Abschnitt ein, in dem die Größe des Abstands W5 von der Drehachse X zur zweiten Fläche 35 vom hinteren Ende 3b zur Spitze 3a hin zunimmt.
Während der Schneidbearbeitung bewegen sich Späne, die durch die zweite Schneidkante 23 erzeugt werden, mit Wahrscheinlichkeit in einer Richtung senkrecht zur zweiten Schneidkante 23 und fließen mit Wahrscheinlichkeit im Wesentlichen vertikal in die Hauptnut 29. Folglich vereinen sich die durch die zweite Schneidkante 23 erzeugten Späne mit Wahrscheinlichkeit im Wesentlichen vertikal mit den durch die erste Schneidkante 15 erzeugten Spänen und fließen durch die Hauptnut 29. Folglich verhaken sich die durch die erste Schneidkante 15 erzeugten Späne und die durch die zweite Schneidkante 23 erzeugten Späne mit Wahrscheinlichkeit miteinander und es besteht die Möglichkeit, dass es zu einer Verstopfung durch die Späne kommt.
Mit der oben beschriebenen Ausgestaltung ist jedoch ein Abstand von der Drehachse X zur zweiten Fläche 35 in der Umgebung einer Grenze zwischen dem dritten Teil 13 und dem ersten Teil 9 in der zweiten Fläche 35 groß. Folglich ist es weniger wahrscheinlich, dass sich die durch die zweite Schneidkante 23 erzeugten Späne im Wesentlichen vertikal mit den Spänen vereinen, die durch die Hauptnut 29 fließen.
Zusätzlich kann, wenn der Abstand von der Drehachse X zur zweiten Fläche 35 von der Spitze 3a zum hinteren Ende 3b hin abnimmt, die zweite Fläche 35, während sie auf vorteilhafte Weise die, durch die zweite Schneidkante 23 erzeugten Späne kräuselt, mit den durch die zweite Schneidkante 23 erzeugten Späne bei einem verhältnismäßig sanften Winkel in die Hauptnut 29 übergehen. Als Ergebnis verhaken sich die durch die erste Schneidkante 15 erzeugten Späne und die durch die zweite Schneidkante 23 erzeugten Späne mit geringerer Wahrscheinlichkeit miteinander und eine Verstopfung durch die Späne wird unterbunden. Somit weist das Drehwerkzeug 1 der Ausführungsform eine vorteilhafte Spanabführleistung auf.
Zusätzlich kann die erste Fläche 33 in dem Beispiel aus 5 und 8 eine flache Form aufweisen. Wie in 8 veranschaulicht, ist an einem Schnitt senkrecht zur Drehachse X des dritten Teils 13 die erste Fläche 33 linear. Da die erste Fläche 33 eine flache Form ist, wird ein Spanabführraum in der zweiten Fläche 35 gewährleistet und das Drehwerkzeug 1 weist eine vorteilhafte Spanabführleistung auf.
Zusätzlich kann in dem in 5 veranschaulichten Beispiel die erste Fläche 33 einen Abschnitt einschließen, in dem eine Breite von der Spitze 3a zum hinteren Ende 3b hin zunimmt. Insbesondere, wie in dem in 5 veranschaulichten Beispiel, kann eine Breite W42 in der Richtung senkrecht zur durch die Nut 17 und die Stegfläche 21 gebildeten Kammlinie auf einer Seite des hinteren Endes 3b in der ersten Fläche 33 größer sein als eine Breite W41 in der Richtung senkrecht zur durch die Nut 17 und die Stegfläche 21 gebildeten Kammlinie auf einer Seite der Spitze 3a in der ersten Fläche 33. Wenn die oben beschriebene Ausgestaltung gilt, wird der Spanabführraum in der ersten Fläche 33 gewährleistet und das Drehwerkzeug 1 weist eine vorteilhafte Spanabführleistung auf.
Zusätzlich sind in dem in 6 veranschaulichten Beispiel der Schnitt X-X bis Schnitt XIII-XIII Schnitte in der Richtung senkrecht zur Kammlinie E und wie in dem in 10 bis 13 veranschaulichten Beispiel ist die Stegfläche 21 in Bezug auf den ersten Abschnitt 19a geneigt.
Wie in dem in 10 und 11 veranschaulichten Beispiel kann ein Neigungswinkel θ1 der Stegfläche 21, angeordnet auf einer Seite der Spitze 3a im ersten Bereich 25, ebenso kleiner als ein Neigungswinkel θ2 der Stegfläche 21, angeordnet auf einer Seite des hinteren Endes 3b im ersten Bereich 25, sein. Ebenso kann ein Neigungswinkel des ersten Bereichs 25 in Bezug auf den ersten Abschnitt 19a von einem Endabschnitt auf einer Seite des hinteren Endes 3b zu einem Endabschnitt auf einer Seite der Spitze 3a im ersten Bereich 25 hin abnehmen.
Die zweite Schneidkante 23, angeordnet an dem dritten Teil 13, mit einem Außendurchmesser, der größer als derjenige des ersten Teils 9 ist, gelangt mit einem Teil in Kontakt, der während der Schneidbearbeitung nicht durch den ersten Teil 9 geschnitten wird. Der erste Bereich 25 der zweiten Schneidkante 23 in einer Umgebung des ersten Teils 9 gelangt als erstes in Kontakt mit einem Werkstück. Wenn die Schnittleistung des ersten Bereichs 25 in der Umgebung des ersten Teils 9 hoch ist, ist es wahrscheinlich, dass der erste Bereich 25 in der Umgebung des ersten Teils 9 in das Werkstück einschneidet. Das Drehwerkzeug 1 der Ausführungsform weist eine hohe Schneidleistung auf, da ein Neigungswinkel in der Stegfläche 21 klein ist. Da das Drehwerkzeug 1 der Ausführungsform mit Wahrscheinlichkeit in ein Werkstück einschneidet, kann die Schneidbearbeitung in einer stabilen Bearbeitungsposition durchgeführt werden.
Wie in dem in 12 und 13 veranschaulichten Beispiel kann ferner ein Neigungswinkel θ4 der Stegfläche 21, angeordnet auf einer Seite des hinteren Endes 3b im zweiten Bereich 27, ebenfalls kleiner als ein Neigungswinkel θ3 der Stegfläche 21, angeordnet auf einer Seite der Spitze 3a im zweiten Bereich 27, sein. Ebenso kann ein Neigungswinkel des zweiten Bereichs 27 in Bezug auf den ersten Abschnitt 19a von einem Endabschnitt auf einer Seite der Spitze 3a zu einem Endabschnitt auf einer Seite des hinteren Endes 3b im zweiten Bereich 27 hin abnehmen.
Während der Durchgangslochbearbeitung oder Senkbearbeitung werden mit Wahrscheinlichkeit Grate auf einer Oberfläche eines Werkstücks erzeugt, die mit der Umgebung einer Grenze zwischen dem dritten Teil 13 und dem zweiten Teil 11 in Kontakt gelangt. Wenn jedoch ein Neigungswinkel der Stegfläche 21 im zweiten Bereich 27 in einer Umgebung des dritten Teils 13 klein ist, weist der zweite Bereich 27 in der Umgebung des dritten Teils 13 eine hohe Schneidleistung auf, sodass das Drehwerkzeug 1 der Ausführungsform die Erzeugung von Graten unterbinden kann.
Ferner lässt sich anders ausgedrückt sagen, dass der Neigungswinkel des ersten Bereichs 25 in Bezug auf den ersten Abschnitt 19a vom Endabschnitt auf der Seite der Spitze 3a zum Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes 3b im ersten Bereich 25 hin zunimmt und der Neigungswinkel des zweiten Bereichs 27 in Bezug auf den ersten Abschnitt 19a vom Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes 3b zum Endabschnitt auf der Seite der Spitze 3a im zweiten Bereich 27 hin zunehmen kann.
Weiterhin weist, wenn die vorstehend beschriebene Ausgestaltung gilt, ein Hauptschneidabschnitt in der zweiten Schneidkante 23 eine ausgezeichnete Defektbeständigkeit auf, da ein Neigungswinkel auf der Seite des hinteren Endes 3b des ersten Bereichs 25 und auf der Seite der Spitze 3a des zweiten Bereichs 27, also im mittleren Abschnitt der Stegfläche 21, groß ist.
Es ist zu beachten, dass es ausreicht, dass der erste Bereich 25 einen Abschnitt einschließt, in dem ein Neigungswinkel des ersten Bereichs 25 in Bezug auf den ersten Abschnitt 19a von einer Seite der Spitze 3a zu einer Seite des hinteren Endes 3b hin abnimmt, von dem Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes 3b zum Endabschnitt auf der Seite der Spitze 3a im ersten Bereich 25. Das heißt, der Neigungswinkel des ersten Bereichs 25 in Bezug auf den ersten Abschnitt 19a von der Seite des hinteren Endes 3b zur Spitze 3a kann auch teilweise abnehmen.
In ähnlicher Weise ist es ausreichend, dass der zweite Bereich 27 einen Abschnitt einschließt, in dem ein Neigungswinkel des zweiten Bereichs 27 in Bezug auf den ersten Abschnitt 19a von einer Seite der Spitze 3a zu einer Seite des hinteren Endes 3b hin abnimmt, von dem Endabschnitt auf der Seite der Spitze 3a zum Endabschnitt auf der Seite des hinteren Endes 3b im zweiten Bereich 27. Das heißt, der Neigungswinkel des zweiten Bereichs 27 in Bezug auf den ersten Abschnitt 19a von der Seite der Spitze 3a zum hinteren Ende 3b kann auch teilweise abnehmen.
Ebenso kann ein Neigungswinkel der Stegfläche 21 in Bezug auf den ersten Abschnitt 19a von einem Endabschnitt auf einer Seite der Spitze 3a zu einem Endabschnitt auf einer Seite des hinteren Endes 3b in der Stegfläche 21 hin konstant sein. Wenn der Neigungswinkel konstant ist, kann eine relativ gleichmäßige Oberflächenrauhigkeit einer bearbeiteten Oberfläche erreicht werden und somit kann eine vorteilhafte spanabhebend bearbeitete Oberfläche erlangt werden. Es ist zu beachten, dass „der Neigungswinkel ist konstant“ nicht konstant im mathematisch strengen Sinne bedeutet und einen geringfügigen Fehler einschließt, der aufgrund der Herstellung nicht vermieden werden kann.
Ein Außendurchmesser des ersten Teils 9 der Ausführungsform ist zum Beispiel auf 2 mm bis 25 mm festgelegt. Außerdem ist ein Außendurchmesser des zweiten Teils 11 der Ausführungsform zum Beispiel auf 4 mm bis 50 mm festgelegt. Ferner liegt eine Größe eines Außendurchmessers des dritten Teils 25 zwischen dem Außendurchmesser des ersten Teils 9 und dem Außendurchmesser des zweiten Teils 11. Es ist zu beachten, dass die oben beschriebenen Abmessungen Beispiele sind und, dass das Drehwerkzeug 1 der Ausführungsform andere Abmessungen als die oben beschriebenen einschließen kann.
Beispiele für ein Material des Körpers 3 schließen Hartmetalllegierung, Cermet oder dergleichen ein. Beispiele für die Zusammensetzung der Hartmetalllegierung schließen WC-Co, WC-TiC-Co und WC-TiC-TaC-Co ein. Dabei sind WC, TiC und TaC harte Teilchen und Co ist eine Bindungsphase. Außerdem ist das Cermet ein Sinterverbundmaterial, bei dem ein keramischer Bestandteil mit einem Metall kombiniert ist. Insbesondere schließen Beispiele von Cermet Titanverbindungen ein, in denen eins von Titancarbid (TiC) und Titannitrid (TiN) ein Hauptbestandteil ist.
Eine Oberfläche des Körpers 3 kann mit einem Beschichtungsfilm beschichtet sein, indem entweder ein chemisches Dampfabscheidungsverfahren (chemical vapor deposition, CVD-Verfahren) oder ein physikalisches Dampfabscheidungsverfahren (physical vapor deposition, PVD-Verfahren) verwendet wird. Beispiele für die Zusammensetzung des Beschichtungsfilms schließen eines von Titancarbid (TiC), Titannitrid (TiN), Titancarbonitrid (TiCN), Aluminiumoxid (Al₂O₃) und dergleichen ein.
Verfahren zur Herstellung eines spanabhebend bearbeiteten Produkts
Nun wird ein Verfahren zum Herstellen eines spanabhebend bearbeiteten Produkts gemäß der Ausführungsform im Detail als ein Beispiel beschrieben, wobei ein Fall angenommen wird, bei dem das Drehwerkzeug 1 gemäß der oben erwähnten Ausführungsform verwendet wird. In der folgenden Beschreibung wird auf 15 bis 17 Bezug genommen.
Das Verfahren zur Herstellung eines spanabhebend bearbeiteten Produkts gemäß der Ausführungsform schließt ein

(1) einen Schritt des Drehens des Drehwerkzeugs 1, das durch die oben erwähnte Ausführungsform repräsentiert wird, um die Drehachse X,
(2) einen Schritt des Inkontaktbringens einer ersten Schneidkante und einer zweiten Schneidkante des Drehwerkzeugs 1, das rotierend mit einem Werkstück 101 in Kontakt gelangt, und
(3) einen Schritt des Trennens des Drehwerkzeugs 1 von dem Werkstück 101.

Genauer gesagt wird zunächst, wie in 15 veranschaulicht, durch Drehen des Drehwerkzeugs 1 um die Drehachse X, während das Drehwerkzeug 1 in einer Richtung Z1 entlang der Drehachse X bewegt wird, das Drehwerkzeug 1 relativ näher an das Werkstück 101 gebracht.
Als Nächstes werden, wie in 16 veranschaulicht, die erste Schneidkante und die zweite Schneidkante des Drehwerkzeugs 1 mit dem Werkstück 101 in Kontakt gebracht, um das Werkstück 101 zu schneiden. Dann, wie in 17 veranschaulicht, wird das Drehwerkzeug 1 durch Bewegen des Drehwerkzeugs 1 in einer Richtung Z2 von dem Werkstück 101 relativ wegbewegt.
In der Ausführungsform wird das Drehwerkzeug 1 in einem Zustand, in dem das Werkstück 101 fixiert ist und das Drehwerkzeug 1 um die Drehachse X gedreht wird, nah an das Werkstück 101 gebracht. Zudem wird das Werkstück 101 in 16 geschnitten, indem die erste Schneidkante und die zweite Schneidkante des sich drehenden Drehwerkzeugs 1 in Kontakt mit dem Werkstück 101 gebracht werden. Zudem wird in 17 das Drehwerkzeug 1 von dem Werkstück 101 wegbewegt, während das Drehwerkzeug 1 gedreht wird.
Es ist zu beachten, dass in der Schneidbearbeitung bei der Herstellung gemäß der Ausführungsform das Drehwerkzeug 1 mit dem Werkstück 101 in Kontakt gebracht wird oder das Drehwerkzeug 1 von dem Werkstück 101 wegbewegt wird, indem das Drehwerkzeug 1 in jedem Schritt bewegt wird. Es versteht sich jedoch, dass die Bearbeitung nicht auf einen solchen Gesichtspunkt beschränkt ist.
Zum Beispiel kann in Schritt (1) das Werkstück 101 an das Drehwerkzeug 1 angenähert werden. In ähnlicher Weise kann in Schritt (3) das Werkstück 101 auch vom Drehwerkzeug 1 wegbewegt werden. In einem Fall, in dem die Schneidbearbeitung fortgesetzt werden soll, ist es ausreichend, dass bei sich weiterdrehendem Drehwerkzeug 1 ein Schritt wiederholt wird, bei dem die Schneidkante des Drehwerkzeugs 1 mit einem anderen Teil des Werkstücks 101 in Kontakt gebracht wird.
Typische Beispiele für ein Material des Werkstücks 101 schließen Aluminium, Kohlenstoffstahl, Legierungsstahl, rostfreien Stahl, Gusseisen oder Nichteisenmetall ein.
Liste der Bezugszeichen

1: Drehwerkzeug (Bohrer)
3: Körper
3a: erstes Ende (Spitze)
3b: zweites Ende (hinteres Ende)
5: Schneidabschnitt
7: Schaftabschnitt
9: erstes Teil
11: zweites Teil
13: drittes Teil
15: erste Schneidkante
17: Nut
19: Außenumfangsfläche
19a: erster Abschnitt
21: Stegfläche
23: zweite Schneidkante
25: erster Bereich
27: zweiter Bereich
29: Hauptnut
31: Nebennut
33: erste Fläche
35: zweite Fläche
37: dritte Schneidkante
39: vierte Schneidkante
101: Werkstück
L: Grenze
X: Drehachse
Y: Drehrichtung
Z: Schneidrichtung

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 2017 [0001]
JP 229145 [0001]
JP 2007007831 A [0003]

Claims

Drehwerkzeug, umfassend: einen Körper, der eine stabartige Form aufweist und sich entlang einer Drehachse von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende hin erstreckt, und umfassend ein erstes Teil, einschließlich dem ersten Ende, ein zweites Teil, der näher an einer Seite des zweiten Endes angeordnet ist als der erste Teil, und deren Außendurchmesser größer als derjenige des ersten Teils ist, ein drittes Teil, der zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil angeordnet ist und einen Abschnitt umfasst, in dem ein Außendurchmesser von einer Seite des ersten Teils zu einer Seite des zweiten Teils hin zunimmt, eine erste Schneidkante, die am ersten Ende angeordnet ist, eine Nut, die sich von der ersten Schneidkante zum zweiten Ende hin erstreckt und bei dem ersten Teil, dem dritten Teil und dem zweiten Teil angeordnet ist, und eine Außenumfangsfläche, die entlang der Nut bei dem ersten Teil, dem dritten Teil und dem zweiten Teil angeordnet ist, wobei die Außenumfangsfläche in einer Drehrichtung hinter der Nut angeordnet ist, die Außenumfangsfläche an dem dritten Teil einen ersten Abschnitt umfasst, der dritte Teil eine Stegfläche, die zwischen der Nut und dem ersten Abschnitt angeordnet ist, und eine zweite Schneidkante, die auf einer Kammlinie angeordnet ist, an der sich der erste Abschnitt und die Stegfläche schneiden, umfasst, die Stegfläche einen ersten Bereich, in dem eine Breite in einer Richtung senkrecht zu einer durch die Nut und die Stegfläche gebildeten Kammlinie von einer Seite des ersten Endes zu einer Seite des zweiten Endes hin zunimmt, und einen zweiten Bereich umfasst, der näher an einer Seite des zweiten Endes angeordnet ist als der erste Bereich, in dem eine Breite in einer Richtung senkrecht zu einer durch die Nut und die Stegfläche gebildeten Kammlinie von einer Seite des ersten Endes zu einer Seite des zweiten Endes hin abnimmt.
Drehwerkzeug nach Anspruch 1, wobei die Stegfläche von dem ersten Teil und dem zweiten Teil getrennt ist.
Drehwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Nut eine Hauptnut, die eine spiralförmigen Form aufweist und die von dem ersten Teil zum zweiten Teil hin angeordnet ist, und eine Nebennut umfasst, die zwischen der Hauptnut und der Außenumfangsfläche angeordnet ist.
Drehwerkzeug nach Anspruch 3, wobei die Nebennut eine erste Fläche, die entlang einer Kammlinie angeordnet ist, die durch die Nut und die Stegfläche gebildet ist, und eine zweite Fläche umfasst, die in einer Drehrichtung vor der ersten Fläche und benachbart zur ersten Fläche angeordnet ist, und wobei die zweite Fläche eine konvex gekrümmte Form ist.
Drehwerkzeug nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Nebennut eine erste Fläche, die entlang einer Kammlinie angeordnet ist, die durch die Nut und die Stegfläche gebildet ist, und eine zweite Fläche umfasst, die in einer Drehrichtung vor der ersten Fläche und benachbart zur ersten Fläche angeordnet ist, und wobei die zweite Fläche einen Abschnitt umfasst, in dem ein Abstand von der Drehachse vom ersten Ende zum zweiten Ende hin abnimmt.
Drehwerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Nebennut eine erste Fläche, die entlang einer Kammlinie angeordnet ist, die durch die Nut und die Stegfläche gebildet ist, und eine zweite Fläche umfasst, die in einer Drehrichtung vor der ersten Fläche und benachbart zur ersten Fläche angeordnet ist, und wobei die erste Fläche einen Abschnitt umfasst, in dem eine Breite vom ersten Ende zum zweiten Ende hin abnimmt.
Drehwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Neigungswinkel der Stegfläche in Bezug auf die Außenumfangsfläche von einem Endabschnitt auf einer Seite des ersten Endes zu einem Endabschnitt auf einer Seite des zweiten Endes in der Stegfläche konstant ist.
Drehwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Neigungswinkel des ersten Bereichs in Bezug auf die Außenumfangsfläche von einem Endabschnitt auf einer Seite des zweiten Endes zu einem Endabschnitt auf einer Seite des ersten Endes im ersten Bereich hin abnimmt.
Verfahren zum Herstellen eines spanabhebend bearbeiteten Produkts, umfassend: Drehen des Drehwerkzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 8; Inkontaktbringen des sich drehenden Drehwerkzeugs mit einem Werkstück; und Trennen des Drehwerkzeugs von dem Werkstück.