DE112022002462T5

DE112022002462T5 - Halter, schneidwerkzeug und verfahren zur herstellung eines maschinell bearbeiteten produkts

Info

Publication number: DE112022002462T5
Application number: DE112022002462.3T
Authority: DE
Inventors: Tomohito Shuto; Yoshihito IKEDA; Hirotoshi GONZUI
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2021-05-07
Filing date: 2022-04-07
Publication date: 2024-02-15
Also published as: US20240217005A1; WO2022234754A1; JPWO2022234754A1; CN117203011A

Abstract

Es wird ein Halter bereitgestellt, der in der Lage ist, die Schwingungen eines Körpers zu reduzieren, indem ein Gewicht fest an dem Körper fixiert wird, indem eine Positionsverschiebung eines elastischen Elements, das das Gewicht an einer inneren Umfangsfläche des Körpers fixiert, reduziert wird. Der Halter weist einen Körper mit einer Stabform, der sich von einer ersten Endfläche zu einer zweiten Endfläche entlang einer Mittelachse erstreckt und einen Abschnitt mit großem Durchmesser aufweist, der ein Aussparungsabschnitt ist, der sich von der ersten Endfläche zur zweiten Endfläche erstreckt, ein Gewicht, das in dem Abschnitt mit großem Durchmesser angeordnet ist, ein ringförmiges erstes elastisches Element und einen Deckel auf, der von der Seite der ersten Endfläche in den Abschnitt mit großem Durchmesser eingepasst ist. Die innere Umfangsfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser weist einen ersten Bereich, der sich an der Seite der ersten Endfläche befindet, und einen zweiten Bereich auf, der näher an der zweiten Endfläche liegt als der erste Bereich. Das erste elastische Element kommt mit der inneren Umfangsfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser im zweiten Bereich in Kontakt, um das Gewicht an der inneren Umfangsfläche zu befestigen. Die Oberflächenrauheit des zweiten Bereichs ist größer als die Oberflächenrauheit des ersten Bereichs.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Halter für ein Schneidwerkzeug, der bei der Bearbeitung von Werkstücken, beispielsweise aus Metall, verwendet wird, ein Schneidwerkzeug und ein Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Als ein Schneidwerkzeug für die Bearbeitung von Werkstücken, beispielsweise aus Metall, ist beispielsweise ein Schneidwerkzeug aus dem Patentdokument 1 bekannt. Das im Patentdokument 1 beschriebene Schneidwerkzeug weist einen Halter und einen Schneideinsatz auf. Der Halter weist einen Schaft mit einem Hohlraum, ein Gewicht, das ein in den Hohlraum eingesetztes Dämpfungselement ist, einen O-Ring, der zwischen dem Schaft und dem Gewicht angeordnet ist, und einen Kopf auf, der einen Einlass des Hohlraums verschließt.
Ein Schneideinsatz, der eine Schneidkante aufweist, ist an einem distalen Endabschnitt des Kopfes angebracht. Wenn ein Vorstehvorsprung L eines distalen Endabschnitts der Schneidkante von einer Endfläche des Halters in Bezug auf einen Durchmesser D des Halters vergrößert wird, werden im Halter leicht Schwingungen des Halters in Radialrichtung erzeugt, und die Bearbeitungsgenauigkeit verschlechtert sich, da die Steifigkeit des aus Stahl hergestellten Halters gering ist. Die Schwingungen des Halters können reduziert werden, indem ein Gewicht mit einer anderen Eigenfrequenz als die des Schaftes im Schaft untergebracht ist und der Schaft und das Gewicht mit unterschiedlichen Frequenzen in Schwingung versetzt werden.
ZITATENLISTE
PATENTLITERATUR
Patentdokument 1: WO2020/049167
KURZERLÄUTERUNG
Ein Halter gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel der vorliegenden Offenbarung weist auf: einen Körper mit einer Stabform, der sich entlang einer Mittelachse von einer ersten Endfläche zu einer zweiten Endfläche erstreckt, wobei der Körper einen Aussparungsabschnitt, der sich von der ersten Endfläche in Richtung der zweiten Endfläche erstreckt, ein Gewicht, das in dem Aussparungsabschnitt angeordnet ist, ein elastisches Element mit einer Ringform, das in Kontakt mit einer inneren Umfangsfläche des Aussparungsabschnitts steht, und einen Deckel aufweist, der von einer Seite der ersten Endfläche aus an dem Aussparungsabschnitt eingepresst ist. Die innere Umfangsfläche des Aussparungsabschnitts weist auf: einen ersten Bereich, der an einer Seite der ersten Endfläche angeordnet ist und mit dem der Deckel in Kontakt kommen kann, und einen zweiten Bereich, der näher an der zweiten Endfläche angeordnet ist als der erste Bereich und mit dem das elastische Element in Kontakt kommen kann. Das elastische Element kommt im zweiten Bereich mit der inneren Umfangsfläche in Kontakt und fixiert das Gewicht an der inneren Umfangsfläche. Eine Oberflächenrauheit des zweiten Bereichs ist größer als eine Oberflächenrauheit des ersten Bereichs.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Schneidwerkzeug einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2 ist eine Draufsicht auf das in 1 gezeigte Schneidwerkzeug.
3 ist eine Querschnittsansicht entlang der durch Pfeile in 2 gekennzeichneten Linie III-III.
4 ist eine vergrößerte Ansicht einer Seite einer ersten Endfläche in 3.
5 ist eine vergrößerte Ansicht einer Seite einer zweiten Endfläche in 3.
6 ist eine vergrößerte Ansicht einer Seite einer zweiten Endfläche eines Halters gemäß einer ersten Variante.
7 ist eine vergrößerte Ansicht einer Seite einer ersten Endfläche eines Halters gemäß einer zweiten Variante.
8 ist eine schematische Darstellung, die einen Vorgang eines Verfahrens zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts eines nicht einschränkenden Beispiels zeigt.
9 ist eine schematische Darstellung, die einen Vorgang des Verfahrens zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts des nicht einschränkenden Beispiels zeigt.
10 ist eine schematische Darstellung, die einen Vorgang des Verfahrens zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts des nicht einschränkenden Beispiels zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden der Halter, das Schneidwerkzeug und das Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts einer Ausführungsform, die ein Beispiel für die vorliegende Offenbarung ist, unter Bezugnahme auf die Diagramme detailliert beschrieben. Jede der Figuren, auf die im Folgenden Bezug genommen wird, stellt jedoch nur eine vereinfachte Darstellung der für die Beschreibung der Ausführungsformen erforderlichen Hauptbestandteile dar. So können der Halter und das Schneidwerkzeug irgendwelche Elemente aufweisen, die nicht in jeder der genannten Figuren gezeigt sind. Die Abmessungen der Elemente in den Zeichnungen geben nicht die tatsächlichen Abmessungen der einzelnen Elemente, die Größenverhältnisse der Elemente oder ähnliches wieder.
Schneidwerkzeug
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Schneidwerkzeug 10 gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. 2 ist eine Draufsicht, die das Schneidwerkzeug 10 zeigt. Das Schneidwerkzeug 10 ist ein Werkzeug, bei dem ein Kopf 2 an einer distalen Endseite eines runden, stabförmigen Halters 1 befestigt ist, der sich in 1 in X-Achse-Richtung erstreckt. Ein Schneideinsatz (im Folgenden als ein Einsatz bezeichnet) 3 ist an dem Kopf 2 montiert.
Bei dem Schneidwerkzeug 10 handelt es sich beispielsweise um ein Drehwerkzeug, und spezifische Beispiele hierfür weisen ein Werkzeug zum Außendrehen, ein Werkzeug zum Bohren, ein Werkzeug zum Nutformen und ein Werkzeug zum Abstechen auf. Das Schneidwerkzeug 10 kann ein Rotationswerkzeug sein, bei dem die Werkzeugseite rotiert. In der folgenden Beschreibung wird eine Seite des Schneidwerkzeugs 10, an der der Kopf 2 angeordnet ist, als distale Endseite und eine der distalen Endseite entgegengesetzte Seite als hintere Endseite bezeichnet.
Halter
3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III, die in 2 durch Pfeile gekennzeichnet ist. 4 ist eine vergrößerte Ansicht einer Seite der ersten Endfläche in 3. 5 ist eine vergrößerte Ansicht einer Seite der zweiten Endfläche in 3.
Wie in 3 gezeigt, weist der Halter 1 des Schneidwerkzeugs 10 einen Körper 11, einen Deckel 12, ein erstes elastisches Element 14 und ein Befestigungselement 16 auf. Beispiele für das Material des Halters 1 weisen Stahl wie rostfreien Stahl, Gusseisen und eine Aluminiumlegierung auf. Insbesondere, wenn unter diesen Materialien Stahl verwendet wird, kann die Zähigkeit des Halters 1 erhöht werden. Nachfolgend wird jedes Element im Detail beschrieben.
Das äußere Erscheinungsbild des Körpers 11 kann eine runde Stabform sein, die sich in X-Achse-Richtung erstreckt, und jede der ersten Endfläche 11a an der Seite des Kopfes 2 und der zweiten Endfläche 11b an der Seite des hinteren Endes kann eine Struktur aufweisen, bei der ein mittlerer Abschnitt offen ist. Der Körper 11 weist darin ein Durchgangsloch 11c auf, das sich entlang einer Mittelachse (Achsenmitte) L des Halters 1 (in X-Achse-Richtung) von der ersten Endfläche 11a in Richtung der zweiten Endfläche 11b erstreckt.
Das Durchgangsloch 11c weist einen Abschnitt 11 d mit großem Durchmesser, der an der Seite der ersten Endfläche 11a angeordnet ist, und einen Abschnitt 11e mit kleinem Durchmesser auf, der sich an den Abschnitt 11 d mit großem Durchmesser anschließt und sich in Richtung der zweiten Endfläche 11b erstreckt. Der Abschnitt 11d mit großem Durchmesser entspricht einem Aussparungsabschnitt, der sich von der ersten Endfläche 11a zur zweiten Endfläche 11b erstreckt. Das Durchgangsloch 11c wird durch Bohren eines säulenförmigen Grundelements aus dem oben beschriebenen Material hergestellt.
Ein Innendurchmesser des Abschnitts 11e mit kleinem Durchmesser ist kleiner als ein Innendurchmesser des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser. Ein jeder vom Abschnitt 11d mit großem Durchmesser und vom Abschnitt 11e mit kleinem Durchmesser haben eine zylindrische Form, und der Abschnitt 11d mit großem Durchmesser ist dünner als der Abschnitt 11e mit kleinem Durchmesser. In 2 hat der Abschnitt 11d mit großem Durchmesser eine Länge von etwa zwei Dritteln der Länge des Halters 1 und hat der Abschnitt 11e mit kleinem Durchmesser eine Länge von etwa einem Drittel der Länge des Halters 1, jedoch ist das Verhältnis der Längen des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser und des Abschnitts 11e mit kleinem Durchmesser nicht auf diesen Fall beschränkt.
Der Deckel 12, das Gewicht 13, das erste elastische Element 14 und das Befestigungselement 16 sind in dem Abschnitt 11d mit großem Durchmesser aufgenommen.
Der Deckel 12 wird von der ersten Endfläche 11 a des Körpers 11 aus in den Abschnitt 11d mit großem Durchmesser eingepresst, um eine in der ersten Endfläche 11a ausgebildete Öffnung zu schließen. Beispiele für das Material des Deckels 12 weisen Stahl, Gusseisen und eine Aluminiumlegierung auf. Wie in 4 gezeigt, hat der Deckel 12 eine im Wesentlichen zylindrische Form mit einem ersten Loch 12c und ist in den Abschnitt 11d mit großem Durchmesser eingepresst, wobei seine Achsenmitte mit einer Mittelachse L ausgerichtet ist. Der Deckel 12 weist einen Flanschabschnitt 12a, einen Aussparungsabschnitt 12b, das erste Loch 12c und einen Vorstehabschnitt 12d auf.
Der Flanschabschnitt 12a ist an einem äußeren Umfangsabschnitt an der distalen Endseite des Deckels 12 vorgesehen, so dass er in Radialrichtung nach außen vorsteht. Wenn der Flanschabschnitt 12a an der ersten Endfläche 11a anliegt, wird der Deckel 12 daran gehindert, in das Innere des Körpers 11 einzudringen. Die dem Kopf 2 zugewandte Endfläche des Deckels 12 ist mit einer Verzahnung versehen. Der Aussparungsabschnitt 12b ist in Form eines runden Lochs von einem mittleren Abschnitt der dem Kopf 2 zugewandten Endfläche des Deckels 12 in Richtung der hinteren Endseite vorgesehen. In den Aussparungsabschnitt 12b ist ein rohrförmiger Vorstehabschnitt 24 des Kopfes 2 eingesetzt, der später beschrieben wird.
Ein ringförmiges zweites elastisches Element 15 ist zwischen dem Aussparungsabschnitt 12b und dem Vorstehabschnitt 24 angeordnet. Bei dem zweiten elastischen Element 15 handelt es sich beispielsweise um einen O-Ring oder eine Feder, und Beispiele für dessen Material weisen Gummi, wie Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) und Polyester-Urethan-Kautschuk (AU), sowie Kunstharz auf. Der Vorstehabschnitt 24 wird durch das zweite elastische Element 15 in engen Kontakt mit dem Aussparungsabschnitt 12b gebracht. Der Vorstehabschnitt 12d ist so vorgesehen, dass er von der Endfläche an der hinteren Endseite des Deckels 12 zum hinteren Ende hin vorsteht, und hat eine zylindrische Form mit der Mittelachse L als eine Mittelachse. Das erste Loch 12c erstreckt sich von dem Aussparungsabschnitt 12b in Richtung der zweiten Endfläche 11b und geht durch den Vorstehabschnitt 12d, wobei die Achsenmitte zur Mittelachse L ausgerichtet ist.
Wieder zu 3 zurückkehrend ist das Gewicht 13 im Körper 11 untergebracht, um die Schwingungen des Halters 1 zu reduzieren, die entlang der Radialrichtung des Halters 1 erzeugt werden. Das Gewicht 13 ist ein Dämpfungselement. Das Gewicht 13 hat eine im Wesentlichen zylindrische Form, die ein zweites Loch 13c aufweist, und ist in dem Abschnitt 11d mit großem Durchmesser so angeordnet, dass es an den Deckel 12 angrenzt, wobei seine Achsenmitte mit der Mittelachse L ausgerichtet ist. Das Gewicht 13 ist in dem Abschnitt 11d mit großem Durchmesser mit einem geringen Spalt zwischen dem Gewicht 13 und einer inneren Umfangsfläche des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser aufgenommen.
Beispiele für das Material des Gewichts 13 weisen hochsteife Werkstoffe wie Schnellarbeitsstahl, eine Hartmetall-Legierung und Cermet auf. Die Zusammensetzung der Hartmetall-Legierung weist z.B. WC-Co, WC-TiC-Co und WC-TiC-TaC-Co auf. WC-Co wird durch Zugabe von Kobalt (Co)-Pulver zu Wolframkarbid (WC) und Sintern dieser Mischung hergestellt. WC-TiC-Co wird durch Zugabe von Titancarbid (TiC) zu WC-Co hergestellt. WC-TiC-TaC-Co wird durch Zugabe von Tantalkarbid (TaC) zu WC-TiC-Co hergestellt.
Ein Cermet ist ein gesinterter Verbundwerkstoff, bei dem ein Metall mit einer keramischen Komponente kombiniert wird. Beispiele für Cermets weisen insbesondere Verbindungen auf, bei denen eine Titanverbindung wie Titancarbid (TiC) oder Titannitrid (TiN) der Hauptbestandteil ist.
Das Gewicht 13 weist einen Aussparungsabschnitt 13a, einen Aussparungsabschnitt 13b und ein zweites Loch 13c auf. Der Aussparungsabschnitt 13a ist in Form eines runden Lochs im mittleren Abschnitt der Endfläche an der distalen Endseite des Gewichts 13 vorgesehen. Der Aussparungsabschnitt 13b ist in Form eines runden Lochs im mittleren Abschnitt der Endfläche an der hinteren Endseite des Gewichts 13 vorgesehen. Das zweite Loch 13c ist so vorgesehen, dass der Aussparungsabschnitt 13a und der Aussparungsabschnitt 13b miteinander kommunizieren können. In das zweite Loch 13c ist ein Strömungsrohr 19 eingesetzt, durch das Kühlmittel strömt.
Beispiele für das Material des Strömungsrohrs 19 weisen Metall und Harz auf. Beispiele für das Metall weisen Kupfer, Stahl, Edelstahl und Aluminium auf. Beispiele für Harze weisen Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol und Polyvinylchlorid auf. Beispiele für das Kühlmittel weisen wasserunlösliche Ölmittel wie ölbasierte, inerte Hochdruck- und aktive Hochdruckschneidöle und wasserlösliche Ölmittel wie emulsionsbasierte, lösungsbasierte und lösungsbasierte Schneidöle auf.
Wie in 5 gezeigt, ist das Befestigungselement 16 an der hinteren Endseite des Gewichts 13 in dem Abschnitt 11d mit großem Durchmesser des Durchgangslochs 11c angeordnet. Das Befestigungselement 16 fixiert das Gewicht 13 über das erste elastische Element 14 an der inneren Umfangsfläche des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser. Das Befestigungselement 16 hat eine im Wesentlichen zylindrische Form, die einen hohlen Abschnitt aufweist, in den das Strömungsrohr 19 eingesetzt ist, und ist in dem Abschnitt 11d mit großem Durchmesser so angeordnet, dass seine Achsenmitte mit der Mittelachse L ausgerichtet ist.
Beispiele für das Material des Befestigungselements 16 weisen Metall und Harz auf. Beispiele für das Metall weisen Kupfer, Stahl, rostfreien Stahl und Aluminium auf. Beispiele für das Harz weisen Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol und Polyvinylchlorid auf.
Das Befestigungselement 16 weist einen Vorstehabschnitt 16a und eine Aussparungsnut 16b auf. Der Vorstehabschnitt 16a ist so vorgesehen, dass er von einem mittleren Abschnitt einer dem Gewicht 13 zugewandten Endfläche des Befestigungselements 16 in Richtung des Gewichts 13 vorsteht, und hat eine zylindrische Form. Die Aussparungsnut 16b ist in Umfangsrichtung um die äußere Umfangsfläche des Befestigungselements 16 herum vorgesehen, die der inneren Umfangsfläche des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser gegenüberliegt.
Das erste elastische Element 14 ist in die Aussparungsnut 16b des Befestigungselements 16 eingepasst. Das erste elastische Element 14 ist beispielsweise ein O-Ring und kann aus demselben Material wie das zweite elastische Element 15 hergestellt sein.
Wie in 4 gezeigt, ist der Vorstehabschnitt 12d des Deckels 12 in den Aussparungsabschnitt 13a des Gewichts 13 in einem Zustand eingesetzt, in dem ein ringförmiges drittes elastisches Element 17 von außen angebracht ist. Wie in 5 gezeigt, wird der Vorstehabschnitt 16a des Befestigungselements 16 in den Aussparungsabschnitt 13b eingesetzt, wobei ein ringförmiges viertes elastisches Element 18 von außen angebracht ist. Das dritte elastische Element 17 und das vierte elastische Element 18 können aus demselben Material wie das zweite elastische Element 15 hergestellt sein.
Die distale Endseite des Gewichts 13 ist am Deckel 12 durch eine Abstoßungskraft befestigt, die dadurch erzeugt wird, dass das dritte elastische Element 17 zwischen die äußere Umfangsfläche des Vorstehabschnitts 12d des Deckels 12 und die innere Umfangsfläche des Aussparungsabschnitts 13a des Gewichts 13 gedrückt wird (siehe 4). Die hintere Endseite des Gewichts 13 ist an dem Befestigungselement 16 befestigt, indem das vierte elastische Element 18 zwischen die äußere Umfangsfläche des Vorstehabschnitts 16a des Befestigungselements 16 und den Aussparungsabschnitt 13b des Gewichts 13 gedrückt wird (siehe 5). Auf diese Weise sind der Deckel 12, das Gewicht 13 und das Befestigungselement 16 miteinander verbunden. Wie in 4 gezeigt, sind das erste Loch 12c und das zweite Loch 13c miteinander verbunden, und der distale Endabschnitt des Strömungsrohrs 19 tritt in das erste Loch 12c ein.
Das erste elastische Element 14 kommt in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des Abschnitts 11 d mit großem Durchmesser des Durchgangslochs 11c und fixiert das mit dem Befestigungselement 16 integrierte Gewicht 13 an der inneren Umfangsfläche durch eine Abstoßungskraft, die dadurch erzeugt wird, dass es gerückt wird. Das heißt, das Gewicht 13 ist an dem Körper 11 befestigt, indem es an beiden Endabschnitten durch den Deckel 12, der an dem Körper 11 durch Einpressen in den Körper 11 befestigt ist, und das Befestigungselement 16, das an dem Körper 11 über das erste elastische Element 14 befestigt ist, gehalten wird.
Wie in 3 gezeigt, ist der Durchmesser der Öffnung in der zweiten Endfläche 11b des Körpers 11 im Wesentlichen gleich dem Durchmesser des Abschnitts 11e mit kleinem Durchmesser. Durch die Öffnung wird Kühlmittel in den Abschnitt 11e mit kleinem Durchmesser eingespritzt. Die Öffnung ist durch einen Stopfen 20 verschlossen. Das eingespritzte Kühlmittel strömt durch das Strömungsrohr 19 und wird während der Bearbeitung aus einem Ausstoßabschnitt 23 des Kopfes 2, der später beschrieben wird, ausgestoßen.
Wie in den 4 und 5 dargestellt, weist die innere Umfangsfläche des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser des Durchgangslochs 11c einen ersten Bereich A auf, der an der distalen Endseite des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser angeordnet ist und mit dem der Deckel 12 in Kontakt kommt, sowie einen zweiten Bereich B, der an der hinteren Endseite des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser angeordnet ist und mit dem das erste elastische Element 14 in Kontakt kommt. Die Oberflächenrauheit des zweiten Bereichs B ist größer als die des ersten Bereichs A. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Oberflächenrauheit in der Richtung entlang der Mittelachse L im zweiten Bereich B größer als im ersten Bereich A. Beispiele für die Oberflächenrauheit weisen den arithmetische Mittenrauwert (Ra) auf der Grundlage von JIS B 0601 : 2001, die maximale Höhe (Rz) und den Zehn-Punkt-Mittenrauwert (Rz_JIS) auf.
Der arithmetische Mittenrauwert (Ra) ist ein in Mikrometer (µm) ausgedrückter Wert, der durch die folgende Gleichung (1) erhalten wird, wenn eine Rauheitskurve als y = f (x) ausgedrückt ist, indem nur eine Bezugslänge aus der Rauheitskurve in Richtung der Durchschnittslinie davon extrahiert wird, die X-Achse-Richtung der Durchschnittslinie des extrahierten Abschnitts genommen wird und die Y-Achse-Richtung des longitudinalen Multiplikationsfaktors genommen wird. In der vorliegenden Offenbarung ist die Durchschnittslinie zur Mittelachse L ausgerichtet. $R = 1 / l \int_{0}^{1} | f (x) | d x$
Die maximale Höhe (Rz) erhält man, indem man nur eine Bezugslänge aus der Rauheitskurve in Richtung ihrer Mittellinie entnimmt, den Abstand zwischen einer Scheitellinie und einer Tallinie des entnommenen Abschnitts in Richtung des Multiplikationsfaktors in Längsrichtung der Rauheitskurve misst und diesen Wert in Mikrometer (µm) angibt.
Der Zehn-Punkt-Mittelwert der Rauheit (Rz_JIS) wird ermittelt, indem die Summe des Mittelwerts der absoluten Höhenwerte (Yp) von der höchsten Spitze bis zur fünften Spitze und des Mittelwerts der absoluten Höhenwerte (Yv) vom niedrigsten Tal bis zum fünften Tal, gemessen in Richtung des Multiplikationsfaktors in Längsrichtung, von der Mittellinie eines aus der Rauheitskurve extrahierten Abschnitts mit einer Bezugslänge in Richtung der Mittellinie davon und die Summe in Mikrometern (µm) ausgedrückt wird.
Mit zunehmender Oberflächenrauheit nimmt der Grad der Unebenheit zu. Die Technik zur Veränderung der Oberflächenrauheit der inneren Umfangsfläche des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser ist nicht auf eine bestimmte Technik beschränkt. Beispielsweise kann die Oberflächenrauheit durch Änderung der Bearbeitungsbedingungen des Bohrers bei der Herstellung des Abschnitts mit großem Durchmesser 11d oder durch Änderung des für die Bearbeitung verwendeten Bohrers geändert werden.
Der Abschnitt 11d mit großem Durchmesser ist so geformt, dass die Oberflächenrauheit des zweiten Bereichs B größer ist als die des ersten Bereichs A, um die Haftfähigkeit zwischen dem ersten elastischen Element 14 und der inneren Umfangsfläche des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser zu erhöhen und eine Positionsverschiebung des ersten elastischen Elements 14 zu verringern. Dementsprechend ist der Grad der Unebenheit in dem zweiten Bereich B groß, wodurch das erste elastische Element 14 durch die Unebenheit des zweiten Bereichs B leicht arretiert wird und das erste elastische Element 14 in engen Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser 11d kommt und sich wahrscheinlich nicht bewegen kann.
Daher kann das Befestigungselement 16 das Gewicht 13 in dem Abschnitt mit großem Durchmesser 11d sowohl in der Richtung entlang der Mittelachse L (Axialrichtung) als auch in der Richtung, die die Richtung entlang der Mittelachse L schneidet (Radialrichtung), zufriedenstellend und fest fixieren. Durch die feste Befestigung des Gewichts 13 an der Innenseite des Körpers 11 absorbiert das Gewicht 13 in zufriedenstellender Weise Schwingungen des Körpers 11 in der Radialrichtung, und die Schwingungen werden effektiv reduziert.
In der vorliegenden Offenbarung ist das Durchgangsloch 11c so ausgebildet, dass der erste Bereich A, in den der Deckel 12 eingepresst ist, eine geringere Oberflächenrauheit hat als der zweite Bereich B, der keinen ausreichenden Grad an Unebenheit aufweist, um das erste elastische Element 14 fest zu fixieren, um das Einpressen des Deckels 12 zu erleichtern und ein Lösen zu erschweren. Dementsprechend ist der Grad der Unebenheit des ersten Bereichs A gering und der erste Bereich A ist glatt, wodurch das Einpressen des Deckels 12 einfach ist und der eingepresste Deckel 12 nicht klappert, in engen Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des Durchgangslochs 11c kommt und sich weniger wahrscheinlich lockert.
Der Deckel 12 weist eine äußere Umfangsfläche auf, die mit dem ersten Bereich A des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser in Kontakt kommen kann, und die äußere Umfangsfläche kann die gleiche Oberflächenrauheit aufweisen wie die des ersten Bereichs A. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Oberflächenrauheit der äußeren Umfangsfläche die gleiche sein wie die des ersten Bereichs A in der Richtung entlang der Mittelachse L. Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration ist es weniger wahrscheinlich, dass sich die Position des in den Abschnitt 11d mit großem Durchmesser eingepressten Deckels 12 im ersten Bereich A verschiebt.
Der Körper 11 des Halters 1 weist eine äußere Fläche auf, und die Oberflächenrauheit der äußeren Fläche kann gleich oder geringer als die Oberflächenrauheit des ersten Bereichs A sein. In der Richtung entlang der Mittelachse L kann die Oberflächenrauheit der äußeren Umfangsfläche die gleiche sein wie die des ersten Bereichs A. Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration hat die äußere Fläche des Körpers 11 einen geringen Grad an Unebenheit, ist glatt und hat eine gute Erscheinung.
Erste Variante
6 ist eine vergrößerte Ansicht einer Seite der zweiten Endfläche des Körpers 11 des Halters 1 gemäß einer ersten Variante. In dem zweiten Bereich B des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser des Körpers 11 der ersten Variante ist eine wendel- bzw. helixförmige Nut 11f ausgebildet, die sich entlang der Mittelachsenlinie L erstreckt. Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration ist das erste elastische Element 14 gegenüber den durch die helixförmige Nut 11f des zweiten Bereichs B erzeugten Unebenheiten arretiert, und die Position des ersten elastischen Elements 14 wird im zweiten Bereich B weniger wahrscheinlich verschoben.
Die Tiefe der Nut 11f kann in einem Querschnitt entlang der Mittelachse L kleiner sein als die Abmessung des ersten elastischen Elements 14 in einer Richtung orthogonal zur Mittelachse L. Wenn die Tiefe der Nut 11f größer ist als die Abmessung in einer Richtung orthogonal zur Mittelachse L, kann das erste elastische Element 14 in die Nut 11f eintreten und kann das Gewicht 13 in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser kommen. Wenn das Gewicht 13 mit der inneren Umfangsfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser 11d in Kontakt kommt, wird die schwingungsdämpfende Wirkung des Gewichts 13, das die Schwingungen des Halters 1 absorbiert, verringert. Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration, da die Tiefe der Nut kleiner ist als die Abmessung in der Richtung orthogonal zur Mittelachse L, ist es weniger wahrscheinlich, dass das Gewicht 13 mit der inneren Umfangsfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser 11d in Kontakt kommt.
Zweite Variante
7 ist eine vergrößerte Ansicht der distalen Endseite des Halters 1 in einer zweiten Variante. Wie aus einem Vergleich mit 4 ersichtlich, ist der Innendurchmesser des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser im ersten Bereich A größer als der Innendurchmesser des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser im zweiten Bereich B (siehe 5). Das heißt, die innere Umfangsfläche des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser weist eine Stufe 11g zwischen dem ersten Bereich A und dem zweiten Bereich B auf. Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration ist der Innendurchmesser des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser im zweiten Bereich B kleiner als der Innendurchmesser des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser im ersten Bereich A, wodurch eine Schwingungsbreite des Gewichts 13 klein wird und die Bewegung des Gewichts 13 weiter reduziert wird. Die Stufe 11g reduziert die Bewegung des Deckels 12 in X-Achse-Richtung, wenn der Deckel 12 in den Abschnitt 11d mit großem Durchmesser eingepresst wird.
Kopf
Wie in den 1 bis 3 dargestellt, weist der Kopf 2 einen Befestigungsabschnitt 21 mit einer im Wesentlichen säulenartigen Form und einen Anbringungsabschnitt 22 mit einer polyedrischen Form auf, der so vorgesehen ist, dass er von einer distalen Endfläche des Befestigungsabschnitts 21 in X-Achse-Richtung vorsteht. Der Befestigungsabschnitt 21 ist an einem distalen Endabschnitt des Halters 1 in einem Zustand angebracht, in dem seine Achse mit der Mittelachse L des Halters 1 ausgerichtet ist. Eine Endfläche des Befestigungsabschnitts 21 an der Seite des Halters 1 ist mit einer Verzahnung versehen. Die am Befestigungsabschnitt 21 vorgesehene Verzahnung passt zu der Verzahnung, die an der Endfläche an der oben beschriebenen distalen Endseite des Deckels 12 ausgebildet ist. In einem Zustand, in dem diese Verzahnungen aneinander angepasst sind, ist der Kopf 2 mit einer Schraube (nicht gezeigt) oder ähnlichem am Halter 1 befestigt.
Ein Ausstoßabschnitt 23, der einen Öffnungsabschnitt aufweist und Kühlmittel aus dem Öffnungsabschnitt ausstößt, ist an einer distalen Endfläche des Befestigungsabschnitts 21 vorgesehen. Ein Vorstehabschnitt 24 ist in einem mittleren Abschnitt einer Endfläche an der hinteren Endseite des Befestigungsabschnitts 21 in einem Zustand vorgesehen, in dem er in Richtung des Deckels 12 vorsteht. Ein distaler Endabschnitt des Vorstehabschnitts 24 und der Ausstoßabschnitt 23 sind miteinander verbunden (nicht gezeigt). Wie oben beschrieben steht ein Innenraum des Vorstehabschnitts 24 über das erste Loch 12c des Deckels 12 mit einem Innenraum des Strömungsrohrs 19 in Verbindung. Das in den Abschnitt 11e mit kleinem Durchmesser eingespritzte Kühlmittel strömt durch den Vorstehabschnitt 24 über das Strömungsrohr 19 und wird während der Bearbeitung aus dem Ausstoßabschnitt 23 in Richtung des Werkstücks ausgestoßen.
Eine Tasche 22a ist an einem Endabschnitt in Y-Achse-Richtung vorgesehen, wenn der Anbringungsabschnitt 22 in einer Draufsicht aus Z-Achse-Richtung betrachtet wird. Die Tasche 22a weist eine Sitzfläche (nicht gezeigt), auf der die Bodenfläche des Einsatzes 3 aufliegt, und eine seitliche Rückhaltefläche auf, mit der zwei Seitenflächen des Einsatzes 3 in Kontakt kommen und zurückgehalten werden. Die Form des Einsatzes 3 ist nicht auf eine bestimmte Konfiguration beschränkt. Der Einsatz 3 kann zum Beispiel die Form eines Stabes, einer polygonalen Platte oder einer polygonalen Säule haben. In der vorliegenden Ausführungsform hat der Einsatz 3 eine rhombische Plattenform, wie in 1 gezeigt.
Eine Ecke der rhombischen Form des Einsatzes 3 ist eingekerbt, um eine Schneidkante 3a auszubilden. Beispiele für ein Material des Einsatzes 3 weisen eine Hartmetall-Legierung und ein Cermet auf. Die Hartmetalllegierung und das Cermet als ein Material des Einsatzes 3 können die gleiche Zusammensetzung haben wie die Hartmetalllegierung und das Cermet als Material des Gewichts 13. Im mittleren Abschnitt des Einsatzes 3 ist ein Durchgangsloch vorgesehen, und der Einsatz 3 wird an der Tasche 22a befestigt, indem die rhombische Bodenfläche auf die Sitzfläche gesetzt wird, eine Schraube in das Durchgangsloch eingeführt wird und die Schraube mit der Sitzfläche verschraubt wird.
Verfahren zur Herstellung eines maschinell bzw. spanabhebend bearbeiteten Produkts Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts gemäß einer Ausführungsform beschrieben. 8 ist eine schematische Darstellung, die einen Vorgang des Verfahrens zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts 103 eines nicht einschränkenden Beispiels zeigt. 9 ist eine schematische Darstellung, die einen Vorgang des Verfahrens zur Herstellung des maschinell bearbeiteten Produkts 103 eines nicht einschränkenden Beispiels zeigt. 10 ist eine schematische Darstellung, die einen Vorgang des Verfahrens zur Herstellung des maschinell bearbeiteten Produkts 103 eines nicht einschränkenden Beispiels zeigt.
Das maschinell bearbeitete Produkt 103 wird durch Bearbeitung eines Werkstücks 101 hergestellt. In der Ausführungsform wird die Bearbeitung des Außendurchmessers als ein Beispiel für die Bearbeitung angegeben. Das Verfahren zur Herstellung des maschinell bearbeiteten Produkts 103 gemäß der Ausführungsform weist die folgenden Schritte auf. Das heißt, das Verfahren weist auf:

(1) Drehen des Werkstücks 101,
(2) In-Kontakt-Bringen des Schneidwerkzeugs 10 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform mit dem sich drehenden Werkstück 101, und
(3) Separieren des Schneidwerkzeugs 10 von dem Werkstück 101.

Genauer gesagt wird zunächst, wie in 8 gezeigt, das Werkstück 101 in einer Richtung D1 um eine Achse D gedreht. Das Schneidwerkzeug 10 wird relativ nahe an das Werkstück 101 gebracht, indem das Schneidwerkzeug 10 in einer Richtung D2 bewegt wird. Dann wird, wie in 9 gezeigt, die Schneidkante 3a des Schneidwerkzeugs 10 in Kontakt mit dem Werkstück 101 gebracht, um das Werkstück 101 zu schneiden.
Zu diesem Zeitpunkt wird das Werkstück 101 geschnitten, wobei das Schneidwerkzeug 10 in eine Richtung D3 bewegt wird, wodurch das Außendrehen durchgeführt werden kann. Dann wird, wie in 10 gezeigt, das Schneidwerkzeug 10 relativ von dem Werkstück 101 wegbewegt, indem das Schneidwerkzeug 10 in eine Richtung D4 bewegt wird.
In 8 wird das Schneidwerkzeug 10 in einem Zustand, in dem die Achse D fixiert ist und das Werkstück 101 gedreht wird, in die Nähe des Werkstücks 101 gebracht. In 9 wird das Werkstück 101 geschnitten, indem die Schneidkante 3a des Einsatzes 3 in Kontakt mit dem sich drehenden Werkstück 101 gebracht wird. In 10 wird das Schneidwerkzeug 10 von dem sich drehenden Werkstück 101 wegbewegt.
Wie oben beschrieben wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Positionsverschiebung des Gewichts 13 reduziert, wodurch die Schwingung des Körpers 11 in Radialrichtung durch das Gewicht 13 zufriedenstellend absorbiert wird und die Schwingung des Körpers 11 effektiv reduziert wird.
Bei der Bearbeitung im Herstellungsverfahren der Ausführungsform wird das Schneidwerkzeug 10 mit dem Werkstück 101 in Kontakt gebracht, indem das Schneidwerkzeug 10 bewegt wird. Das Schneidwerkzeug 10 wird vom Werkstück 101 separiert, indem das Schneidwerkzeug 10 bewegt wird. Das Verfahren der Ausführungsform ist jedoch nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt.
Beispielsweise kann in Schritt (1) das Werkstück 101 nahe an das Schneidwerkzeug 10 gebracht werden. In Schritt (3) kann das Werkstück 101 von dem Schneidwerkzeug 10 wegbewegt werden. Wenn die Bearbeitung fortgesetzt werden soll, können Vorgänge, bei denen der Einsatz 3 mit verschiedenen Stellen des Werkstücks 101 in Kontakt gebracht wird, wiederholt werden, während das Schneidwerkzeug 10 in einem Rotationszustand gehalten wird.
Repräsentative Beispiele für das Material des Werkstücks 101 weisen unlegierten Stahl, legierten Stahl, rostfreien Stahl, Gusseisen und Nichteisenmetalle auf.
In der vorliegenden Offenbarung wurde die Erfindung oben anhand der verschiedenen Zeichnungen und Ausführungsformen beschrieben. Die Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist jedoch nicht auf eine jede oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Das heißt, die Ausführungsformen der Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung können auf verschiedene Weise innerhalb des in der vorliegenden Offenbarung gezeigten Umfangs modifiziert werden, und Ausführungsformen, die durch geeignete Kombination der in verschiedenen Ausführungsformen offenbarten technischen Mittel erhalten werden, sind ebenfalls im technischen Umfang der Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung enthalten.
Mit anderen Worten: Der Fachmann kann auf der Grundlage der vorliegenden Offenbarung leicht verschiedene Variationen oder Modifikationen vornehmen. Es ist zu beachten, dass diese Variationen oder Modifikationen im Rahmen der vorliegenden Offenbarung enthalten sind. Obwohl der Halter 1 des Schneidwerkzeugs 10 in der oben beschriebenen Ausführungsform eine runde Stabform hat, kann der Halter 1 beispielsweise auch eine quadratische Stabform haben.
BEZUGSZEICHEN

1: Halter
11: Körper
11a: Erste Endfläche
11 b: Zweite Endfläche
11c: Durchgangsloch
12: Deckel
12d: Vorstehabschnitt
13: Gewicht
13a, 13b
14: Erstes elastisches Element
15: Zweites elastisches Element
17: Drittes elastisches Element
18: Viertes elastisches Element
16: Befestigungselement
16a: Vorstehabschnitt
16b: Aussparungsnut
2: Kopf
21: Befestigungsabschnitt
22: Anbringungsabschnitt
22a: Tasche
3: Einsatz
3a: Schneidkante
10: Schneidwerkzeug
A: Erster Bereich
B: Zweiter Bereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2020/049167 [0004]

Claims

Ein Halter, aufweisend: einen Körper mit einer Stabform, der sich entlang einer Mittelachse von einer ersten Endfläche zu einer zweiten Endfläche erstreckt, wobei der Körper einen Aussparungsabschnitt aufweist, der sich von der ersten Endfläche in Richtung der zweiten Endfläche erstreckt, ein Gewicht, das in dem Aussparungsabschnitt angeordnet ist, ein elastisches Element mit einer Ringform in Kontakt mit einer inneren Umfangsfläche des Aussparungsabschnitts und einen Deckel, der von einer Seite der ersten Endfläche aus in den Aussparungsabschnitt eingepresst ist, wobei die innere Umfangsfläche des Aussparungsabschnitts aufweist einen ersten Bereich, der an einer Seite der ersten Endfläche angeordnet ist und mit dem der Deckel in Kontakt kommen kann, und einen zweiten Bereich, der näher an der zweiten Endfläche angeordnet ist als der erste Bereich und mit dem das elastische Element in Kontakt kommen kann, das elastische Element mit der inneren Umfangsfläche in dem zweiten Bereich in Kontakt kommt und das Gewicht an der inneren Umfangsfläche fixiert und eine Oberflächenrauheit des zweiten Bereichs größer ist als eine Oberflächenrauheit des ersten Bereichs.
Der Halter gemäß Anspruch 1, wobei der Deckel eine äußere Umfangsfläche aufweist, die eingerichtet ist, um mit dem ersten Bereich des Aussparungsabschnitts in Kontakt zu kommen, und eine Oberflächenrauheit der äußeren Umfangsfläche die gleiche ist wie eine Oberflächenrauheit des ersten Bereichs.
Der Halter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Körper ferner eine äußere Fläche aufweist und eine Oberflächenrauheit der äußeren Fläche gleich oder kleiner ist als die Oberflächenrauheit des ersten Bereichs.
Der Halter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Bereich eine Nut mit einer Helixform aufweist, die sich entlang der Mittelachse erstreckt.
Der Halter gemäß Anspruch 4, wobei in einem Querschnitt entlang der Mittelachse eine Tiefe der Nut kleiner ist als eine Abmessung des elastischen Elements in einer Richtung orthogonal zur Mittelachse.
Der Halter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein Innendurchmesser des Aussparungsabschnitts in dem zweiten Bereich kleiner ist als ein Innendurchmesser des Aussparungsabschnitts in dem ersten Bereich, und wobei der Aussparungsabschnitt ferner eine Stufe aufweist, die zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich angeordnet ist.
Ein Schneidwerkzeug, aufweisend: den Halter gemäß Anspruch 1 oder 2 und einen Schneideinsatz, der im Halter an einer Seite der ersten Endfläche angeordnet ist.
Ein Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts, wobei das Verfahren aufweist: Drehen eines Werkstücks, In-Kontakt-Bringen des Schneidwerkzeugs gemäß Anspruch 7 mit dem Werkstück, welches gedreht wird, und Separieren des Schneidwerkzeugs von dem Werkstück.