DE112020002378T5 - Klemmelement, maschinenwerkzeug und verfahren zum herstellen eines maschinell bearbeiteten produkts - Google Patents

Abstract

Ein Klemmelement in einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Offenbarung hat eine säulenartige Form, die sich von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt. Das Klemmelement weist eine obere Klaue, eine untere Klaue und eine Tasche auf. Die obere Klaue und die untere Klaue sind voneinander entfernt angeordnet. Die Tasche ist zwischen der oberen Klaue und der unteren Klaue angeordnet. Die obere Klaue weist ein erstes Element und ein zweites Element auf. Das zweite Element ist näher am ersten Ende angeordnet als das erste Element. Die Härte des ersten Elements ist eine erste Härte, und die Härte des zweiten Elements ist eine zweite Härte. Die erste Härte ist von der zweiten Härte verschieden.

Description

• QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
• Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-090729 , die am 13. Mai 2019 eingereicht wurde. Der Inhalt dieser Anmeldung wird hier durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen.
• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Klemmelement, das ein in einem Schneidvorgang verwendetes Schneidwerkzeug hält. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung ein Klemmelement, das ein Schneidwerkzeug hält, das in einem Drehvorgang, wie beispielsweise einem Einstechvorgang, verwendet wird.
• HINTERGRUND
• Ein Klemmelement zum Halten eines Schneidwerkzeugs, das in einem Schneidvorgang verwendet wird, ist herkömmlich bekannt, und ein Maschinenwerkzeug, das das Klemmelement enthält, ist ebenfalls bekannt. So wird beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patentanmeldeveröffentlichung Nr. 2016-182671 (Patentdokument 1) ein Schneidwerkzeug (Maschinenwerkzeug) für den Schneidvorgang erörtert, das einen Werkzeugblock zum Halten eines plattenförmigen Elements (Schneidwerkzeug) und ein Klemmelement (obere Klaue) zum Befestigen des plattenförmigen Elements am Werkzeugblock aufweist.
• KURZERLÄUTERUNG
• Ein Klemmelement in einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Offenbarung hat eine säulenartige Form, die sich von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt. Das Klemmelement weist eine obere Klaue, eine untere Klaue und eine Tasche auf. Die obere Klaue und die untere Klaue sind voneinander entfernt angeordnet. Die Tasche ist zwischen der oberen Klaue und der unteren Klaue angeordnet. Die obere Klaue weist ein erstes Element und ein zweites Element auf. Das zweite Element ist näher am ersten Ende angeordnet als das erste Element. Die Härte des ersten Elements ist eine erste Härte, und die Härte des zweiten Elements ist eine zweite Härte. Die erste Härte ist von der zweiten Härte verschieden.
• Figurenliste
• 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Klemmelement in einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt,
• 2 ist eine Draufsicht auf das in 1 dargestellte Klemmelement, von der Seite einer oberen Klaue aus betrachtet,
• 3 ist eine Draufsicht auf das in 1 dargestellte Klemmelement von der Seite eines ersten Endes aus betrachtet,
• 4 ist eine Draufsicht auf das in 1 dargestellte Klemmelement von der Seite einer Tasche aus betrachtet,
• 5 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Maschinenwerkzeug in einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt,
• 6 ist eine Draufsicht auf das in 5 dargestellte Maschinenwerkzeug von einer Seite der oberen Klaue aus betrachtet,
• 7 ist eine Draufsicht auf das in 5 dargestellte Maschinenwerkzeug von einer Seite des ersten Endes (eines dritten Endes) aus betrachtet,
• 8 ist eine Draufsicht auf das in 5 dargestellte Maschinenwerkzeug, von einer Seite einer ersten Seitenfläche aus betrachtet,
• 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Schneidwerkzeugs in dem in 5 dargestellten Maschinenwerkzeug,
• 10 ist eine vergrößerte Ansicht eines in 9 dargestellten Bereichs A1,
• 11 ist eine schematische Darstellung, die einen der Schritte in einem Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts in einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt,
• 12 ist eine schematische Darstellung, die einen der Schritte in dem Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts in der nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt,
• 13 ist eine schematische Darstellung, die einen der Schritte in dem Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts in der nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, und
• 14 ist eine schematische Darstellung, die einen der Schritte in dem Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts in der nichteinschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
• AUSFÜHRUNGSFORMEN
• <Klemmelemente>
• Ein Klemmelement 1 in einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen, auf die im Folgenden Bezug genommen wird, sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur die für die Beschreibung der Ausführungsformen notwendigen Hauptelemente in vereinfachter Form dargestellt. Das Klemmelement 1 kann daher jedes beliebige, in den Zeichnungen nicht dargestellte Strukturelement aufweisen. Die Abmessungen der Elemente in den Zeichnungen geben weder die Abmessungen der tatsächlichen Strukturelemente noch die Größenverhältnisse dieser Elemente wieder.
• Das Klemmelement 1 kann eine säulenartige Form haben, die sich von einem ersten Ende 1a zu einem zweiten Ende 1b erstreckt, wie in einer nicht einschränkenden Ausführungsform, die in den 1 bis 4 dargestellt ist. Das Klemmelement 1 kann eine obere Klaue 3, eine untere Klaue 5 und eine Tasche 7 aufweisen. Die obere Klaue 3 und die untere Klaue 5 können voneinander entfernt angeordnet sein. Die Tasche 7 kann zwischen der oberen Klaue 3 und der unteren Klaue 5 angeordnet sein. Die Bezeichnungen „obere Klaue 3“ und „untere Klaue 5“ werden hierin nur der Einfachheit halber verwendet und bezeichnen keine Richtung nach oben und nach unten. Beispielsweise muss die obere Klaue 3 bei Verwendung des Klemmelements 1 nicht nach oben gerichtet sein.
• Wie in der in 1 dargestellten nicht einschränkenden Ausführungsform kann ein unteres rechtes Ende das erste Ende 1a sein und kann ein oberes linkes Ende das zweite Ende 1b sein. Im Allgemeinen wird das erste Ende 1a als ein vorderes Ende bezeichnet und wird das zweite Ende 1b als ein hinteres Ende bezeichnet. Das Klemmelement 1 kann die Form eines Prismas haben, das sich vom ersten Ende 1a zum zweiten Ende 1b erstreckt, wie in der in 1 dargestellten nicht einschränkenden Ausführungsform. Die Form des Klemmelements 1 ist nicht auf die Prismenform beschränkt.
• Das Klemmelement 1 ist nicht auf bestimmte Abmessungen beschränkt. Beispielsweise kann in einer Vorderansicht der oberen Klaue 3 eine Länge des Klemmelements 1 in einer Erstreckungsrichtung des Klemmelements 1 auf etwa 40-100 mm und kann eine Länge des Klemmelements 1 in einer Richtung orthogonal zur Erstreckungsrichtung des Klemmelements 1 auf etwa 10-20 mm festgelegt sein. Die Höhe des Klemmelementes 1, die durch den Abstand zwischen dem oberen Ende der oberen Klaue 3 und dem unteren Ende der unteren Klaue 5 angegeben wird, kann auf etwa 30-60 mm festgelegt sein.
• Die obere Klaue 3 und die untere Klaue 5 können mit einem Schneidwerkzeug kontaktiert (berührt) werden und sind in der Lage, das Schneidwerkzeug dazwischen zu halten, wenn das Schneidwerkzeug an dem Klemmelement 1 befestigt ist. Das Schneidwerkzeug ist in der Tasche 7 positionierbar. Es ist daher möglich, das Schneidwerkzeug mit dem Klemmelement 1 zu halten, indem das Schneidwerkzeug in der Tasche 7 positioniert wird und die obere Klaue 3 und die untere Klaue 5 mit dem Schneidwerkzeug in Kontakt gebracht werden.
• Beispiele für das Material der oberen Klaue 3 können elastische Elemente wie Gummi, Harze, Stahl und Gusseisen sein. Die untere Klaue 5 kann beispielsweise aus Stahl und Gusseisen gebildet sein. Die Materialien der oberen Klaue 3 und der unteren Klaue 5 sind nicht auf diese genannten Materialien beschränkt.
• Die obere Klaue 3 kann ein erstes Element 9 und ein zweites Element 11 aufweisen, wie in der in den 1 bis 4 dargestellten, nicht einschränkenden Ausführungsform. Das zweite Element 11 kann näher am ersten Ende 1a angeordnet sein als das erste Element 9. Zumindest ein Teil des zweiten Elements 11 kann näher am ersten Ende 1a angeordnet sein als das erste Element 9. In einer Vorderansicht des Klemmelements 1 von einer Seite der oberen Klaue 3 aus betrachtet, wie in der in 2 dargestellten nicht einschränkenden Ausführungsform, kann das zweite Element näher am ersten Ende 1a angeordnet sein als das erste Element 9.
• Die Härte des ersten Elements 9 kann eine erste Härte sein, und die Härte des zweiten Elements 11 kann eine zweite Härte sein. Die erste Härte kann sich von der zweiten Härte unterscheiden. In diesem Fall ist die Härte der oberen Klaue steuerbar. Das heißt, die Härte der oberen Klaue 3 in Erstreckungsrichtung des Klemmelements 1 ist durch das erste Element 9 und das zweite Element 11, die sich in ihrer Härte unterscheiden, steuerbar. Die Härte der oberen Klaue 3 ist zum Beispiel in Abhängigkeit von der Form des Schneidwerkzeugs und den Bearbeitungsbedingungen steuerbar. Dies ermöglicht es, das Schneidwerkzeug mit dem Klemmelement 1 stabil zu halten.
• Die erste Härte kann höher oder niedriger als die zweite Härte sein. Wenn zum Beispiel das Material des ersten Elements 9 Gummi und das Material des zweiten Elements 11 Stahl ist, ist die erste Härte niedriger als die zweite Härte. Wenn die erste Härte niedriger als die zweite Härte ist, ist es einfach, das Schneidwerkzeug mit dem Klemmelement 1 stabiler zu halten.
• In Fällen, in denen ein Teil des Schneidwerkzeugs, der als Schneidkante verwendet wird, in einem Zustand angeordnet ist, in dem er weiter nach außen vorsteht als das erste Ende 1a, kann das Schneidwerkzeug, wenn die zweite Härte relativ hoch ist, stabil gehalten werden, wobei im Klemmelement 1 das zweite Element 11 näher an der Schneidkante angeordnet ist als das erste Element 9. Wenn die erste Härte relativ niedrig ist, werden die durch den Schneidvorgang verursachten Vibrationen vom ersten Element 9 absorbiert. Dadurch kann die Oberflächenqualität einer bearbeiteten Fläche eines Werkstücks verbessert werden.
• Das Klemmelement 1 kann ferner ein drittes Element 13 aufweisen. Das dritte Element 13 kann näher an dem zweiten Ende 1b angeordnet sein als das erste Element 9. Zumindest ein Teil des dritten Elements 13 kann näher an dem zweiten Ende 1b angeordnet sein als das erste Element 9. In einer Vorderansicht des Klemmelementes 1 von einer Seite der oberen Klaue 3 aus betrachtet, wie in der nicht einschränkenden Ausführungsform, die in 2 dargestellt ist, kann das dritte Element 13 näher am zweiten Ende 1b angeordnet sein als das erste Element 9.
• Die Härte des dritten Elements 13 kann eine dritte Härte sein. Die erste Härte kann sich von der dritten Härte unterscheiden. Dies führt zu einem hohen Freiheitsgrad beim Steuern der Härte der oberen Klaue 3.
• Die erste Härte kann höher oder niedriger sein als die dritte Härte. Wenn zum Beispiel das Material des ersten Elements 9 Gummi und das Material des dritten Elements 13 Stahl ist, ist die erste Härte niedriger als die dritte Härte. Wenn die erste Härte niedriger ist als die dritte Härte, ist es einfach, das Schneidwerkzeug mit dem Klemmelement 1 stabiler zu halten. Die zweite Härte und die dritte Härte können identisch oder unterschiedlich sein.
• Wenn beispielsweise ein Teil des Schneidwerkzeugs, der als Schneidkante verwendet wird, weiter nach außen als das zweite Ende 1b vorsteht, kann das Schneidwerkzeug stabil gehalten werden, wenn die dritte Härte relativ hoch ist, wobei im Klemmelement 1 das dritte Element 13 näher an der Schneidkante angeordnet ist als das erste Element 9. Wenn die erste Härte relativ niedrig ist, werden die durch den Schneidvorgang verursachten Vibrationen vom ersten Element 9 absorbiert. Dadurch kann die Oberflächenqualität der bearbeiteten Fläche des Werkstücks verbessert werden.
• In Fällen, in denen das Schneidwerkzeug mit dem ersten Element 9, dem zweiten Element 11 und dem dritten Element 13 in Kontakt gebracht wird, kann das Schneidwerkzeug, wenn die zweite Härte und die dritte Härte relativ hoch sind, stabil mit dem Klemmelement 1 sowohl am ersten Ende 1a als auch am zweiten Ende 1b im Klemmelement 1 gehalten werden. Dies erleichtert es, eine Position des Schneidwerkzeugs zu stabilisieren.
• Die Härte der unteren Klaue 5 kann eine vierte Härte sein. Die erste Härte kann niedriger sein als die vierte Härte. Wenn zum Beispiel das Material des ersten Elements 9 Gummi und das Material der unteren Klaue 5 Stahl ist, ist die erste Härte niedriger als die vierte Härte. Wenn die erste Härte niedriger ist als die vierte Härte, wird die Hauptschneidkraft, die während eines Schneidvorgangs auf das Schneidwerkzeug ausgeübt wird, tendenziell leicht von der unteren Klaue 5 aufgenommen, die eine relativ hohe Härte aufweist. Die zweite Härte und die vierte Härte können identisch oder unterschiedlich sein. Ebenso können die dritte Härte und die vierte Härte gleich oder unterschiedlich sein.
• Die erste Härte, die zweite Härte, die dritte Härte und die vierte Härte können anhand des Elastizitätsmoduls bewertet werden. Der Elastizitätsmodul kann mit einem Nanoindentationsverfahren gemessen werden.
• Die erste Härte, die zweite Härte, die dritte Härte und die vierte Härte sind jeweilig nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt. Wenn die erste Härte, die zweite Härte, die dritte Härte und die vierte Härte anhand des Elastizitätsmoduls bewertet werden, kann jede Härte wie folgt festgelegt sein. Die erste Härte kann z.B. auf 20 MPa bis 240 GPa festgelegt sein. Die zweite Härte kann z.B. auf 30 MPa bis 250 GPa festgelegt sein. Die dritte Härte kann z.B. auf 30 MPa bis 250 GPa festgelegt sein. Die vierte Härte kann z.B. auf 30 MPa bis 250 GPa festgelegt sein.
• Die erste Härte, die zweite Härte, die dritte Härte und die vierte Härte können anhand einer Dämpfungsrate bewertet werden. Die Dämpfungsrate ist tendenziell niedrig, wenn die Härte hoch ist. Im Gegensatz dazu ist die Dämpfungsrate tendenziell hoch, wenn die Härte niedrig ist. Die Dämpfungsrate kann gemäß JIS Z 2354(1992) gemessen werden.
• Wie in der in 4 dargestellten nicht einschränkenden Ausführungsform kann eine Länge des ersten Elements 9 in der Erstreckungsrichtung des Klemmelements 1 eine erste Länge L1 sein und kann eine Länge des zweiten Elements 11 in der Erstreckungsrichtung des Klemmelements 1 eine zweite Länge L2 sein. In einer Vorderansicht der oberen Klaue 3 kann ein Maximalwert der ersten Länge L1 größer sein als ein Maximalwert der zweiten Länge L2. In diesem Fall ist das Schneidwerkzeug weniger anfällig für Positionsabweichungen in einer Richtung orthogonal zur Erstreckungsrichtung des Klemmelements 1.
• Eine Länge des dritten Elements 13 in der Erstreckungsrichtung des Klemmelements 1 kann eine dritte Länge L3 sein. Ein Maximalwert der ersten Länge L1 kann größer sein als ein Maximalwert der dritten Länge L3. In diesem Fall, in einer Vorderansicht der oberen Klaue 3, ist das Schneidwerkzeug weniger anfällig für Positionsabweichungen in der Richtung orthogonal zur Erstreckungsrichtung des Klemmelements 1. Die zweite Länge L2 und die dritte Länge L3 können gleich oder voneinander verschieden sein.
• Das erste Element 9 kann eine erste Stufe 15 aufweisen. Die erste Stufe 15 kann an einer Seite des ersten Endes 1a angeordnet sein. Das zweite Element 11 kann eine zweite Stufe 17 aufweisen. Die zweite Stufe 17 kann an einer Seite des ersten Elements 9 angeordnet sein und kann weiter von der unteren Klaue 5 entfernt sein als die erste Stufe 15. Das erste Element 9 und das zweite Element 11 können in einem Zustand fixiert werden, in dem die erste Stufe 15 und die zweite Stufe 17 einander gegenüberliegen. In diesem Fall, in einer Vorderansicht der oberen Klaue 3, ist das Schneidwerkzeug weniger anfällig für Positionsabweichungen in der Richtung orthogonal zur Erstreckungsrichtung des Klemmelements 1.
• Das erste Element 9 kann eine dritte Stufe 19 aufweisen. Die dritte Stufe 19 kann an einer Seite des zweiten Endes 1b angeordnet sein. Das dritte Element 13 kann eine vierte Stufe 21 aufweisen. Die vierte Stufe 21 kann an einer Seite des ersten Elements 9 angeordnet sein und weiter von der unteren Klaue 5 entfernt sein als die dritte Stufe 19. Das erste Element 9 und das dritte Element 13 können in einem Zustand fixiert werden, in dem die dritte Stufe 19 und die vierte Stufe 21 einander gegenüberliegen. In diesem Fall, in einer Vorderansicht der oberen Klaue 3, ist das Schneidwerkzeug weniger anfällig für Positionsabweichungen in der Richtung orthogonal zur Erstreckungsrichtung des Klemmelements 1.
• Das Klemmelement 1 kann eine Schraube 23 aufweisen. Das erste Element 9 und das zweite Element 11 können mit der Schraube 23 befestigt werden. Gleichermaßen können das erste Element 9 und das dritte Element 13 mit der Schraube 23 befestigt werden.
• Das Klemmelement 1 kann ein erstes Schraubenloch 25 aufweisen. Das erste Schraubenloch 25 kann durch die obere Klaue 3 in Richtung zur unteren Klaue 5 verlaufen. Eine erste Schraube kann in das erste Schraubenloch 25 eingesetzt werden. Eine Klemmkraft kann durch Anziehen der in das erste Schraubenloch 25 eingesetzten ersten Schraube gesteuert werden. Das erste Schraubenloch 25 kann von der oberen Klaue 3 zur unteren Klaue 5 angeordnet sein, wie in der in 1 dargestellten, nicht einschränkenden Ausführungsform. Alternativ kann das Klemmelement 1 auch eine Mehrzahl von ersten Schraubenlöchern 25 aufweisen.
• Das Klemmelement 1 kann ein zweites Schraubenloch 27 aufweisen. Das zweite Schraubenloch 27 kann sich in die Tasche 7 öffnen, so dass es von Durchgangslöchern frei ist, die sich jeweilig in die erste Seitenfläche und eine zweite Seitenfläche öffnen, die in dem Schneidwerkzeug mit der Plattenform auf einer der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden Seite angeordnet sind. Eine zweite Schraube kann in das zweite Schraubenloch 27 eingesetzt werden. Das Schneidwerkzeug kann in der Tasche 7 befestigt werden, indem die zweite Schraube in die Durchgangslöcher und das zweite Schraubenloch 27 eingesetzt wird.
• <Maschinenwerkzeuge>
• Ein Maschinenwerkzeug 301 in einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
• Das Maschinenwerkzeug 301 kann das Klemmelement 1 und das Schneidwerkzeug 101 aufweisen, wie in einer nicht einschränkenden Ausführungsform, die in den 5 bis 8 dargestellt ist. Wenn das Maschinenwerkzeug 301 das Klemmelement 1 aufweist, ist die Härte der oberen Klaue 3 steuerbar, wodurch eine ausgezeichnete Schneidleistung erzielt wird.
• Das Schneidwerkzeug 101 kann in der Tasche 7 angeordnet sein. Mit anderen Worten kann das Schneidwerkzeug 101 zwischen der oberen Klaue 3 und der unteren Klaue 5 gehalten werden. Das Schneidwerkzeug 101 kann in einem Zustand angebracht sein, in dem zumindest ein Teil eines Bereichs, der als Schneidkante verwendet wird, aus dem Klemmelement 1 nach außen vorsteht. Insbesondere kann die Schneidkante 119 des Schneidwerkzeugs 101 weiter entfernt vom zweiten Ende 1b als vom ersten Ende 1a angeordnet sein, wie in der in 5 dargestellten, nicht einschränkenden Ausführungsform.
• Das Schneidwerkzeug 101 kann eine Plattenform haben, die sich von einem dritten Ende 101a zu einem vierten Ende 101b erstreckt, wie in einer nicht einschränkenden Ausführungsform, die in 9 und 10 dargestellt ist. Das Schneidwerkzeug 101 kann eine erste Seitenfläche 103, eine zweite Seitenfläche 105 und ein Durchgangsloch 107 aufweisen. Die zweite Seitenfläche 105 kann an einer der ersten Seitenfläche 103 gegenüberliegenden Seite angeordnet sein. Das Durchgangsloch 107 kann in die erste Seitenfläche 103 und die zweite Seitenfläche 105 münden. Die zweite Schraube ist in das Durchgangsloch 107 einsetzbar.
• Wie in der in 9 dargestellten nicht einschränkenden Ausführungsform kann ein unteres rechtes Ende das dritte Ende 101a sein und kann ein oberes linkes Ende das vierte Ende 101b sein. Im Allgemeinen wird das dritte Ende 101a als ein vorderes Ende bezeichnet und wird das vierte Ende 101b als ein hinteres Ende bezeichnet. Die erste Seitenfläche 103 und die zweite Seitenfläche 105 können eine viereckige (rechteckige) Form haben und können sich jeweilig von einer Seite des dritten Endes 101a und einer Seite des vierten Endes 101b erstrecken, wie in der in 9 dargestellten nicht einschränkenden Ausführungsform.
• Das Schneidwerkzeug 101 ist nicht auf bestimmte Abmessungen beschränkt. Beispielsweise kann in einer Vorderansicht des in der Tasche 7 angeordneten Schneidwerkzeugs 101 von einer Seite der oberen Klaue 3 aus betrachtet eine Länge des Schneidwerkzeugs 101 in der Erstreckungsrichtung des Schneidwerkzeugs 101 auf etwa 80-160 mm und eine Länge des Schneidwerkzeugs 101 in einer Richtung orthogonal zur Erstreckungsrichtung des Schneidwerkzeugs 101 auf etwa 1-10 mm festgelegt sein. Die Höhe des Schneidwerkzeugs 101 in einer Richtung von der oberen Klaue 3 zur unteren Klaue 5 kann auf etwa 15-35 mm festgelegt sein.
• Das Maschinenwerkzeug 301 kann eine erste Schraube 201 und eine zweite Schraube 203 aufweisen. Die erste Schraube 201 kann in das erste Schraubenloch 25 des Klemmelements 1 eingesetzt werden. Die zweite Schraube 203 kann in das Durchgangsloch 107 und das zweite Schraubenloch 27 des Klemmelementes 1 eingesetzt werden. In diesen Fällen ist es möglich, das Schneidwerkzeug 1 stabil in der Tasche 7 zu befestigen. Das heißt, durch die Fixierung mit der ersten Schraube 201 kann die Hauptschneidkraft, die während des Schneidvorgangs auf das Schneidwerkzeug 101 ausgeübt wird, leicht aufgenommen werden. Durch die Fixierung mit der zweiten Schraube 203 ist es außerdem weniger wahrscheinlich, dass sich das Schneidwerkzeug 101 während des Schneidvorgangs verbiegt. Dadurch wird es möglich, das Schneidwerkzeug 101 stabil in der Tasche 7 zu befestigen.
• Wie in der in 8 dargestellten nicht einschränkenden Ausführungsform darf sich eine imaginäre Linie X, die durch Verlängerung einer ersten Mittelachse O1 der ersten Schraube 201 in Richtung der unteren Klaue 5 erhalten wird, nicht mit einer zweiten Mittelachse O2 der zweiten Schraube 203 schneiden. Dies ermöglicht es, das Schneidwerkzeug 101 stabil in der Tasche 7 zu fixieren.
• Die zweite Mittelachse O2 kann in einer Seitenansicht von einer Seite der ersten Seitenfläche 103 näher an dem dritten Ende 101a angeordnet sein als die imaginäre Linie X. In diesem Fall ist es weniger wahrscheinlich, dass sich das Schneidwerkzeug 101 während des Schneidvorgangs verbiegt.
• In einer Vorderansicht von einer Seite des dritten Endes 101a, wie in der in 7 dargestellten nicht einschränkenden Ausführungsform, kann sich die imaginäre Linie X, die durch Verlängern der ersten Mittelachse O1 der ersten Schraube 201 in Richtung der unteren Klaue 5 erhalten wird, mit der zweiten Mittelachse O2 der zweiten Schraube 203 schneiden. Dies führt zu einem gleichmäßigen Kontakt zwischen einer Klinge und einem Werkzeugblock, was zur Verbesserung des Drucks und damit zur Verringerung der Vibrationen der Klinge beiträgt. In einer Vorderansicht von einer Seite des dritten Endes 101a kann die imaginäre Linie X orthogonal zur zweiten Mittelachse O2 verlaufen. Orthogonal bedeutet hier nicht, dass sie streng orthogonal sein muss, sondern kann bedeuten, dass sie einen Bereich von etwa 90±5° zulässt.
• Das Maschinenwerkzeug 301 kann wie oben beschrieben eine Mehrzahl von ersten Schrauben 201 aufweisen. Das Klemmelement 1 kann eine Mehrzahl von ersten Schraubenlöchern 25 aufweisen. Zumindest eine der ersten Schrauben 25 kann näher am zweiten Ende 1b angeordnet sein als das zweite Schraubenloch 27. Zumindest eine der ersten Schrauben 201 kann in das erste Schraubenloch 25 eingesetzt sein, das näher am zweiten Ende 1b angeordnet ist als das zweite Schraubenloch 27. In diesen Fällen ist es einfach, die Hauptschneidkraft aufzunehmen, die während des Schneidvorgangs auf das Schneidwerkzeug 101 ausgeübt wird.
• Das Durchgangsloch 107 kann näher am dritten Ende 101a angeordnet sein als eine Mitte101c des Schneidwerkzeugs 101 in der Erstreckungsrichtung des Schneidwerkzeugs 101, wie in der in 9 dargestellten, nicht einschränkenden Ausführungsform. In diesem Fall ist das Durchgangsloch 107 in der Nähe der Schneidkante angeordnet, die während des Schneidvorgangs einer Schneidbelastung ausgesetzt ist. Dementsprechend ist die Fixierung mit der zweiten Schraube 203 in der Nähe der Schneidkante angeordnet, so dass es weniger wahrscheinlich ist, dass sich das Schneidwerkzeug 101 während des Schneidvorgangs verbiegt.
• Die zweite Schraube 203 kann von einer Innenwandfläche 107a des Durchgangslochs 107 entfernt angeordnet sein. Auf diese Weise lässt sich das Maß des Vorsprungs der Klinge steuern.
• Das Durchgangsloch 107 kann sich entlang der Erstreckungsrichtung des Schneidwerkzeugs 101 erstrecken. Mit anderen Worten kann das Durchgangsloch 107 eine Schlitzform haben. Auf diese Weise lässt sich das Ausmaß des Vorstehens des Schneidwerkzeugs 101 steuern.
• Das Schneidwerkzeug 101 kann einen Halter 109 und einen Schneideinsatz 111 (im Folgenden auch einfach als Einsatz 111 bezeichnet) aufweisen.
• Der Halter 109 kann die Form einer Platte haben, die sich von einer Seite des dritten Endes 101a zu einer Seite des vierten Endes 101b erstreckt. Der Halter 109 kann eine Einsatztasche 113 aufweisen, die an einer Seite des dritten Endes 101a angeordnet ist. Wie in einer nicht einschränkenden Ausführungsform, die in 10 dargestellt ist, kann der Halter 109 einen oberen Klauenteil 115 und einen unteren Klauenteil 117 aufweisen, die an einer Seite des dritten Endes 101a angeordnet und voneinander entfernt sind, und die Einsatztasche 113 kann durch den oberen Klauenteil 115 und den unteren Klauenteil 117 ausgebildet sein.
• Der Einsatz 111 kann in der Einsatztasche 113 angeordnet sein. Mit anderen Worten kann der Einsatz 111 zwischen dem oberen Klauenteil 115 und dem unteren Klauenteil 117 gehalten werden.
• Der Einsatz 111 kann eine säulenartige Form haben, die sich von einer Seite des dritten Endes 101a zu einer Seite des vierten Endes 101b erstreckt. Der Einsatz 111 kann die Form eines Prismas haben, wie in der in 10 dargestellten nicht einschränkenden Ausführungsform. Die Form des Einsatzes 111 ist nicht auf die Prismenform beschränkt.
• Der Einsatz 111 kann eine Schneidkante 119 aufweisen. Der Einsatz 111 kann in der Einsatztasche 113 so angeordnet sein, dass die Schneidkante 119 an einer Seite des dritten Endes 101a des Halters 109 nach außen vorsteht. Das Schneidwerkzeug 101 ist in der Lage, einen Schneidvorgang durchzuführen, indem es die Schneidkante 119 in Kontakt mit einem Werkstück bringt.
• Als ein Material für den Halter 109 können Stahl und Gusseisen verwendet werden. Von diesen Materialien trägt die Verwendung von Stahl besonders zur Erhöhung der Zähigkeit des Halters 109 bei.
• Als ein Material des Einsatzes 111 können zum Beispiel anorganische Werkstoffe wie Hartmetall, Cermet und Keramik verwendet werden. Beispiele für die Zusammensetzung des Hartmetalls können WC (Wolframcarbid)-Co, WC-TiC (Titancarbid)-Co und WC-TiC-TaC (Tantalcarbid)-Co aufweisen. Wie hier verwendet, können WC, TiC und TaC harte Partikel sein und kann Co eine Binderphase sein.
• Das Cermet kann ein gesinterter Verbundwerkstoff sein, der durch Einbringen von Metall in eine keramische Komponente erhalten wird. Beispiele für ein Cermet können Verbindungen aufweisen, die hauptsächlich aus TiC oder TiN (Titannitrid) gebildet sind. Es ist klar, dass das Material des Einsatzes 111 nicht auf diese Materialien beschränkt ist.
• Das Schneidwerkzeug 101 zur Verwendung in einem sogenannten Drehvorgang ist in der nicht einschränkenden Ausführungsform in 9 dargestellt. Die Schneidwerkzeuge 101 in den nicht einschränkenden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind für einen Einstechvorgang verwendbar, aber ihre Verwendung ist nicht darauf beschränkt. Es ist auch kein Problem, wenn die Schneidwerkzeuge 101 in den nicht einschränkenden Ausführungsformen für einen Innendurchmesserbearbeitungsvorgang, einen Außendurchmesserbearbeitungsvorgang und einen Traversierbearbeitungsvorgang verwendet werden.
• <Verfahren zur Herstellung eines maschinell bzw. spanabhebend bearbeiteten Produkts>
• Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts 401 in nicht einschränkenden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
• Das maschinell bearbeitete Produkt 401 ist herstellbar, indem ein Schneidvorgang an einem Werkstück 403 durchgeführt wird. Die Verfahren zur Herstellung des maschinell bearbeiteten Produkts 401 in den nicht einschränkenden Ausführungsformen können die folgenden Schritte aufweisen:
• (1) Drehen des Werkstücks 403,
• (2) Bringen des Schneidwerkzeugs 101 in einem Maschinenwerkzeug 301, das durch die obigen nicht einschränkenden Ausführungsformen dargestellt wird, in Kontakt mit dem sich drehenden Werkstück 403, und
• (3) Bewegen des Schneidwerkzeugs 101 weg von dem Werkstück 403.
• Genauer gesagt kann zunächst das Werkstück 403 um eine Achse O3 gedreht werden und kann das an dem Maschinenwerkzeug 301 angebrachte Schneidwerkzeug 101 relativ nahe an das Werkstück 403 gebracht werden, wie in einer nicht einschränkenden Ausführungsform, die in 11 dargestellt ist. Anschließend kann das Werkstück 403 geschnitten werden, indem die Kammlinie (Schneidkante) des Schneidwerkzeugs 101 mit dem Werkstück 403 in Kontakt gebracht wird, wie in einer nicht einschränkenden Ausführungsform, die in 12 und 13 dargestellt ist. Danach kann das Schneidwerkzeug 101 relativ vom Werkstück 403 wegbewegt werden, wie in einer nicht einschränkenden Ausführungsform, die in 14 dargestellt ist.
• In der in 11 dargestellten nicht einschränkenden Ausführungsform wird das Schneidwerkzeug 101 in die Nähe des Werkstücks 403 gebracht, indem das Schneidwerkzeug 101 in einer Y1-Richtung in einem Zustand bewegt wird, in dem die Achse O3 fixiert ist und das Werkstück 403 um die Achse O3 gedreht wird. In der nicht einschränkenden Ausführungsform, die in 12 und 13 dargestellt ist, wird das Werkstück 403 geschnitten, indem die Schneidkante 119 des Einsatzes 111 in Kontakt mit dem Werkstück 403, welches gedreht wird, gebracht wird. In der in 14 dargestellten nicht einschränkenden Ausführungsform wird das Schneidwerkzeug 101 wegbewegt, indem das Schneidwerkzeug 101 in einer Y2-Richtung in einem Zustand bewegt wird, in dem das Werkstück 403 gedreht wird.
• Bei dem Schneidvorgang mit dem Herstellungsverfahren in den nicht einschränkenden Ausführungsformen wird das Schneidwerkzeug 101 mit dem Werkstück 403 in Kontakt gebracht oder wird das Schneidwerkzeug 101 von dem Werkstück 403 wegbewegt, indem das Schneidwerkzeug 101 in den einzelnen Schritten bewegt wird. Das Schneidwerkzeug 101 kann durch Bewegen des Schneidwerkzeugs 101 von dem Werkstück 203 wegbewegt werden. Eine Beschränkung hierauf ist jedoch nicht beabsichtigt.
• Beispielsweise kann das Werkstück 403 in dem Schritt (1) in die Nähe des Schneidwerkzeugs 101 gebracht werden. In ähnlicher Weise kann das Werkstück 403 in Schritt (3) vom Schneidwerkzeug 101 wegbewegt werden. Wenn der Schneidvorgang fortgesetzt werden soll, kann der Schritt des In-Kontakt-Bringens der Schneidkante 119 des Einsatzes 111 mit verschiedenen Abschnitten des Werkstücks 403 wiederholt werden, während das Werkstück 403 weiter gedreht wird.
• Repräsentative Beispiele für das Material des Werkstücks 403 können unlegierten Stahl, legierten Stahl, rostfreien Stahl, Gusseisen oder Nichteisenmetalle aufweisen.
• Bezugszeichenliste

1

Klemm- bzw. Spannelement

1a

erstes Ende

1b

zweites Ende

3

obere Klaue

5

untere Klaue

7

Tasche

9

erstes Element

11

zweites Element

13

drittes Element

15

erste Stufe

17

zweite Stufe

19

dritte Stufe

21

vierte Stufe

23

Schraube

25

erstes Schraubenloch

27

zweites Schraubenloch

101

Schneidwerkzeug

101a

drittes Ende

101b

viertes Ende

101c

Mitte

103

erste Seitenfläche

105

zweite Seitenfläche

107

Durchgangsloch

107a

Innenwandfläche

109

Halter

111

Schneideinsatz (Einsatz)

113

Einsatztasche

115

oberer Klauenteil

117

unterer Klauenteil

119

Schneidkante

201

erste Schraube

203

zweite Schraube

301

Maschinenwerkzeug

401

maschinell bearbeitetes Produkt

403

Werkstück

L1

erste Länge

L2

zweite Länge

L3

dritte Länge

O1

erste Mittelachse

O2

zweite Mittelachse

O3

Achse

X

imaginäre Linie

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• JP 2019090729 [0001]

Claims (9)

1. Ein Klemmelement, das eine säulenartige Form hat, die sich von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt, aufweisend eine obere Klaue und eine untere Klaue, die im Abstand voneinander angeordnet sind, und eine Tasche, die zwischen der oberen und der unteren Klaue angeordnet ist, wobei die obere Klaue ein erstes Element und ein zweites Element aufweist, das näher am ersten Ende angeordnet ist als das erste Element, die Härte des ersten Elements eine erste Härte ist und die Härte des zweiten Elements eine zweite Härte ist, und die erste Härte von der zweiten Härte verschieden ist.
2. Das Klemmelement gemäß Anspruch 1, wobei die erste Härte geringer ist als die zweite Härte.
3. Das Klemmelement gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: ein drittes Element, das näher an dem zweiten Ende angeordnet ist als das erste Element, wobei die Härte des dritten Elements eine dritte Härte ist, und die erste Härte von der dritten Härte verschieden ist.
4. Das Klemmelement gemäß Anspruch 3, wobei die erste Härte geringer ist als die dritte Härte.
5. Das Klemmelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Härte der unteren Klaue eine vierte Härte ist und die erste Härte geringer ist als die vierte Härte.
6. Das Klemmelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Länge des ersten Elements in einer Erstreckungsrichtung des Klemmelements eine erste Länge ist und eine Länge des zweiten Elements in der Erstreckungsrichtung des Klemmelements eine zweite Länge ist, und ein Maximalwert der ersten Länge größer ist als ein Maximalwert der zweiten Länge.
7. Das Klemmelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erste Element eine erste Stufe aufweist, die an einer Seite des ersten Endes angeordnet ist, das zweite Element eine zweite Stufe aufweist, die an einer Seite des ersten Elements angeordnet ist und weiter von der unteren Klaue entfernt ist als die erste Stufe, und das erste Element und das zweite Element in einem Zustand befestigt sind, in dem die erste Stufe und die zweite Stufe einander gegenüberliegen.
8. Ein Maschinenwerkzeug, aufweisend: das Klemmelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 und ein Schneidwerkzeug, das in der Tasche angeordnet ist.
9. Ein Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts, aufweisend: Drehen eines Werkstücks, Bringen des Schneidwerkzeugs in dem Maschinenwerkzeug gemäß Anspruch 8 in Kontakt mit dem Werkstück, welches gedreht wird, und Bewegen des Schneidwerkzeugs von dem Werkstück weg.

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