DE112022002468T5

DE112022002468T5 - Halter, schneidwerkzeug und verfahren zur herstellung eines maschinell bearbeiteten produkts

Info

Publication number: DE112022002468T5
Application number: DE112022002468.2T
Authority: DE
Inventors: Yoshihito IKEDA; Tomohito Shuto; 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: WO2022234756A1; JPWO2022234756A1; CN117241904A

Abstract

Es wird ein Halter bereitgestellt, der Schwingungen während der Bearbeitung reduzieren kann, insbesondere Schwingungen in einer Richtung orthogonal zur Mittelachse des Halters. Der Halter hat eine Stabform, die sich von einer ersten Endfläche zu einer zweiten Endfläche entlang einer Mittelachse L erstreckt, und weist einen Körper auf, der einen sich entlang der Mittelachse L erstreckenden Hohlraum und ein säulenförmiges Gewicht, ein erstes Befestigungselement, das sich nahe der ersten Endfläche befindet, und ein erstes elastisches Element, das sich zwischen dem Gewicht und dem ersten Befestigungselement befindet, die in den Hohlraum eingesetzt sind, aufweist. Im Querschnitt entlang der Mittelachse L ist das erste elastische Element zwischen dem Gewicht und dem ersten Befestigungselement in der Richtung entlang der Mittelachse L bzw. in der Richtung orthogonal zur Mittelachse L eingeschlossen, und die Breite in der Richtung entlang der Mittelachse L ist größer als die Breite in der Richtung orthogonal zur Mittelachse L.

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 in der Patentdokument 1 beschriebene Schneidwerkzeug weist einen Halter und einen Schneideinsatz auf. Der Halter weist einen Körper mit einem Hohlraum, einen Kopf, der einen Einlass des Hohlraums verschließt, ein Gewicht, das als Dämpfungselement in den Hohlraum eingesetzt ist, und einen O-Ring auf, der zwischen dem Kopf und dem Gewicht angeordnet ist. Schwingungen des Halters können reduziert werden, indem ein Gewicht mit einer anderen Eigenfrequenz als der des Körpers in den Körper eingesetzt wird und der Körper und das Gewicht mit unterschiedlichen Frequenzen schwingen.
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 sich entlang der Mittelachse erstreckenden Hohlraum aufweist, und ein in den Hohlraum eingesetztes inneres Element. Das innere Element weist auf: ein Gewicht mit einer säulenartigen Form, das sich von einer Seite der ersten Endfläche zu einer Seite der zweiten Endfläche erstreckt, ein erstes Befestigungselement, das näher an der ersten Endfläche angeordnet ist als das Gewicht, und ein erstes elastisches Element, das zwischen dem Gewicht und dem ersten Befestigungselement angeordnet ist. In einem Querschnitt entlang der Mittelachse ist das erste elastische Element zwischen dem Gewicht und dem ersten Befestigungselement jeweilig in einer Richtung entlang der Mittelachse und in einer Richtung orthogonal zur Mittelachse angeordnet und ist eine Breite in der Richtung entlang der Mittelachse größer als eine Breite in der Richtung orthogonal zur Mittelachse.
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 schematische Darstellung, die einen Vorgang des Verfahrens zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts des nicht-einschränkenden Beispiels zeigt.
7 ist eine schematische Darstellung, die einen Vorgang des Verfahrens zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts des nicht-einschränkenden Beispiels zeigt.
8 ist eine schematische Darstellung, die einen Vorgang des Verfahrens zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts eines 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 Darstellungen 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 Bestandteile aufweisen, die nicht in irgendeiner 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-Achsen-Richtung erstreckt. Ein Schneideinsatz (im Folgenden als Einsatz bezeichnet) 3 ist an dem Kopf 2 angebracht.
Das Schneidwerkzeug 10 ist beispielsweise ein Drehwerkzeug, wobei spezifische Beispiele ein Werkzeug zum Außendrehen, ein Werkzeug zum Bohren, ein Werkzeug zum Nutformen und ein Werkzeug zum Abstechen aufweisen. 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 bezeichnet, und wird 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 der Seite der ersten Endfläche in 3. 5 ist eine vergrößerte Ansicht der Seite der zweiten Endfläche in 3.
Wie in 3 gezeigt, weist der Halter 1 des Schneidwerkzeugs 10 einen Körper 11, ein erstes Befestigungselement 12, ein erstes elastisches Element 17, ein Gewicht 13, ein zweites Befestigungselement 16, ein zweites elastisches Element 18 und ein drittes elastisches Element 14 als innere Elemente auf. Beispiele für das Material des Halters 1 weisen Stahl wie Edelstahl, Gusseisen und eine Aluminiumlegierung auf. Insbesondere wenn Stahl unter diesen Materialien 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-Achsen-Richtung erstreckt, und jede der ersten Endfläche 11a an der Seite des Kopfes 2 und der zweiten Endfläche 11 b an der Seite des hinteren Endes kann eine Struktur aufweisen, bei der ein mittlerer Abschnitt offen ist. Der Körper 11 weist darin einen Hohlraum 11c auf, der sich entlang einer Mittelachse (Achsenmitte) L des Halters 1 (in X-Achsen-Richtung) von der ersten Endfläche 11 a zur zweiten Endfläche 11b erstreckt. Der Hohlraum 11c weist einen Abschnitt 11 d mit großem Durchmesser, der an der Seite der ersten Endfläche 11 a angeordnet ist, und einen Abschnitt 11e mit kleinem Durchmesser auf, der sich an den Abschnitt 11d mit großem Durchmesser anschließt und sich in Richtung der zweiten Endfläche 11b erstreckt.
Der Hohlraum 11c wird durch Bohren eines säulenförmigen Basiselements aus dem oben beschriebenen Material hergestellt. Ein Innendurchmesser des Abschnitts 11e mit kleinem Durchmesser ist kleiner als ein Innendurchmesser des Abschnitts 11 d mit großem Durchmesser. Jeder vom Abschnitt 11d mit großem Durchmesser als auch der Abschnitt 11e mit kleinem Durchmesser haben eine zylindrische Form, und der Abschnitt 11 d 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.
Das erste Befestigungselement 12, das erste elastische Element 17, das Gewicht 13, das zweite Befestigungselement 16, das zweite elastische Element 18 und das dritte elastische Element 14 sind in dem Abschnitt 11d mit großem Durchmesser aufgenommen.
Das erste Befestigungselement 12 wird von der ersten Endfläche 11 a des Körpers 11 aus in den Abschnitt 11d mit großem Durchmesser eingepresst, um als Deckel zum Verschließen einer in der ersten Endfläche 11a ausgebildeten Öffnung zu dienen. Beispiele für das Material des ersten Befestigungselements 12 weisen Stahl, Gusseisen und eine Aluminiumlegierung auf. Wie in 4 gezeigt, hat das erste Befestigungselement 12 eine im Wesentlichen zylindrische Form, die ein erstes Loch 12c aufweist, und ist in den Abschnitt 11d mit großem Durchmesser eingepresst, wobei dessen Achsenmitte mit einer Mittelachse L ausgerichtet ist, und ist an der äußeren Umfangsfläche des Körpers 11 mit einem Stift (nicht gezeigt) befestigt.
Das erste Befestigungselement 12 weist einen Aussparungsabschnitt 12b, das erste Loch 12c, einen Vorstehabschnitt 12d und einen distalen Endabschnitt 12e auf. Der distale Endabschnitt 12e ist an der Seite der ersten Endfläche 11a angeordnet. Eine Abmessung (Durchmesser) des distalen Endabschnitts 12e ist in einer Richtung orthogonal zur Mittelachse L (Z-Achsen-Richtung) größer als eine Abmessung (Durchmesser) des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser.
Die dem Kopf 2 zugewandte Endfläche des distalen Endabschnitts 12e ist mit einer Verzahnung versehen. Der distale Endabschnitt 12e weist einen Flanschabschnitt 12a auf, der so vorgesehen ist, dass er am äußeren Umfangsabschnitt radial nach außen vorsteht. Eine Fläche des Flanschabschnitts 12a, die der ersten Endfläche 11 a zugewandt ist, d.h. eine Fläche an der hinteren Endseite, steht in Kontakt mit der ersten Endfläche 11a. Dadurch wird verhindert, dass das erste Befestigungselement 12 in das Innere des Körpers 11 eindringt.
Der Aussparungsabschnitt 12b ist in Form eines runden Lochs von einem mittleren Abschnitt der Endfläche des ersten Befestigungselements 12, die dem Kopf 2 zugewandt ist, in Richtung der hinteren Endseite vorgesehen. In den Aussparungsabschnitt 12b ist ein konvexer Abschnitt 24, der rohrförmig ist, des Kopfes 2, der später beschrieben wird, eingesetzt. Ein ringförmiges viertes elastisches Element 15 ist zwischen dem Aussparungsabschnitt 12b und dem konvexen Abschnitt 24 angeordnet. Das vierte elastische Element 15 ist z.B. ein O-Ring oder eine Feder, und Beispiele für dessen Material weisen Gummi wie Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) und Polyester-Urethan-Kautschuk (AU) sowie Kunstharz wie Epoxidharz auf.
Der konvexe Abschnitt 24 ist durch das vierte elastische Element 15 an dem Aussparungsabschnitt 12b befestigt. Der Vorstehabschnitt 12d ist so vorgesehen, dass er von der Endfläche an der hinteren Endseite des ersten Befestigungselements 12 zum hinteren Ende hin vorsteht, und hat eine zylindrische Form mit der Mittelachse L als Achsenmitte. Das erste Loch 12c erstreckt sich von dem Aussparungsabschnitt 12b in Richtung der zweiten Endfläche 11b und geht durch den Vorstehabschnitt 12d, wobei dessen Achsenmitte mit der Mittelachse L ausgerichtet ist.
Wieder zu 3 zurückkehrend ist das Gewicht 13 im Körper 11 aufgenommen, 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 säulenartige Form (genauer gesagt 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 das erste Befestigungselement 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, 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 in Verbindung stehen 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 Harz 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 4 gezeigt, ist der Vorstehabschnitt 12d des ersten Befestigungselements 12 in den Aussparungsabschnitt 13a des Gewichts 13 in einem Zustand eingesetzt, in dem das ringförmige erste elastische Element 17 von außen angebracht ist. Das erste elastische Element 17 kann aus dem gleichen Material wie das vierte elastische Element 15 hergestellt sein. Die distale Endseite des Gewichts ist an dem ersten Befestigungselement 12 durch eine Abstoßungskraft befestigt, die erzeugt wird, wenn das erste elastische Element 17 zwischen dem Vorstehabschnitt 12d des ersten Befestigungselements 12 und dem Aussparungsabschnitt 13a des Gewichts 13 eingeklemmt und gequetscht ist.
Das erste elastische Element 17 ist in der Richtung entlang der Mittelachse L (X-Achsen-Richtung) im Querschnitt in 4 (Querschnitt entlang der Mittelachse L) zwischen der hinteren Endfläche des ersten Befestigungselements 12 und der Bodenfläche des Aussparungsabschnitts 13a des Gewichts 13 eingeklemmt. Wie oben beschrieben kann, wenn das erste elastische Element 17 zwischen dem ersten Befestigungselement 12 und dem Gewicht 13 in der X-Achsen-Richtung angeordnet ist, eine Schneidlast (z.B. eine Schubkraft), die von dem ersten Befestigungselement 12 auf das Gewicht 13 in der X-Achsen-Richtung ausgeübt wird, an dem ersten elastischen Element 17 reduziert werden.
Das erste elastische Element 17 ist im Querschnitt entlang der Mittelachse L zwischen der äußeren Umfangsfläche des Vorstehabschnitts 12d und der inneren Umfangsfläche des Aussparungsabschnitts 13a in der Richtung orthogonal zur Mittelachse L (Z-Achsen-Richtung) angeordnet. Wie oben beschrieben kann, wenn das erste elastische Element 17 zwischen dem ersten Befestigungselement 12 und dem Gewicht 13 in der Z-Achsen-Richtung angeordnet ist, eine Schneidlast (z.B. eine Hauptkomponente-Kraft und eine Vorschubkomponente-Kraft), die von dem ersten Befestigungselement 12 auf das Gewicht 13 in der Z-Achsen-Richtung ausgeübt wird, an dem ersten elastischen Element 17 reduziert werden.
Wie oben beschrieben ist das Gewicht 13 in dem Körper 11 aufgenommen, um Schwingungen des Halters 1 zu reduzieren, die entlang der Radialrichtung des Halters 1 erzeugt werden. Wenn hier im Querschnitt entlang der Mittelachse L eine Breite a des ersten elastischen Elements 17 in der X-Achsen-Richtung größer ist als eine Breite b in der Z-Achsen-Richtung, wie in 4 gezeigt, kann der Effekt der Verringerung der durch das Gewicht 13 verursachten Schwingung verstärkt werden, während die Schneidlast im ersten elastischen Element 17 verringert wird. Die Breite a des ersten elastischen Elements 17 in der X-Achsen-Richtung, die größer ist als die Breite b in der Z-Achsen-Richtung, kann so umformuliert werden, dass das erste elastische Element 17 eine flache, in der X-Achsen-Richtung verlängerte Form hat.
Wenn die Breite b in Z-Achsen-Richtung relativ klein ist, ist der Verformungsbetrag des ersten elastischen Elements 17 in Z-Achsen-Richtung klein. Wenn das Gewicht 13 in der Z-Achsen-Richtung schwingt, wirkt daher der Endabschnitt des Gewichts 13, der mit dem ersten elastischen Element 17 in Kontakt ist, leicht als sogenanntes festes Ende. Daher kann der Effekt der Verringerung der durch das Gewicht 13 verursachten Schwingungen verstärkt werden, während gleichzeitig eine Beschädigung des Gewichts 13 vermieden wird. Da die Fläche des ersten elastischen Elements 17 im Querschnitt entlang der Mittelachse L nicht einfach verkleinert wird und die Breite a in X-Achsen-Richtung groß ist, ist das erste elastische Element 17 weniger anfällig für eine Verschlechterung, und der Effekt der Verringerung der Schneidlast durch das erste elastische Element 17 kann ebenfalls gewährleistet werden. Das Verhältnis a/b zwischen der Breite a und der Breite b kann 1,1 oder mehr und 3 oder weniger betragen.
Wie in 5 gezeigt, ist das zweite Befestigungselement 16 an der hinteren Endseite des Gewichts 13 in dem Abschnitt 11d mit großem Durchmesser des Hohlraums 11c angeordnet. Das zweite Befestigungselement 16 fixiert das Gewicht 13 über das dritte elastische Element 14 an der inneren Umfangsfläche des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser. Das zweite Befestigungselement 16 hat eine im Wesentlichen zylindrische Form, die einen Hohlraumabschnitt aufweist, in den das Strömungsrohr 19 eingesetzt ist, und ist in dem Abschnitt 11d mit großem Durchmesser so angeordnet, dass dessen Achsenmitte mit der Mittelachse L ausgerichtet ist.
Beispiele für das Material des zweiten Befestigungselements 16 und des ersten Befestigungselements 12 weisen Metall und Harz auf. Beispiele für das Metall weisen Stahl, Gusseisen und Aluminiumlegierungen auf. Beispiele für das Harz weisen Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol und Polyvinylchlorid auf.
Das zweite 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 zweiten Befestigungselements 16 in Richtung des Gewichts 13 vorsteht, und hat eine zylindrische Form. Die Aussparungsnut 16b ist in Umfangsrichtung um die äußere Umfangsfläche des zweiten Befestigungselements 16 herum vorgesehen, die der inneren Umfangsfläche des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser zugewandt ist.
Das dritte elastische Element 14 ist in die Aussparungsnut 16b des zweiten Befestigungselements 16 eingepasst. Das dritte elastische Element 14 ist beispielsweise ein O-Ring und kann aus dem gleichen Material wie das vierte elastische Element 15 hergestellt sein.
Wie in 5 gezeigt, ist der Vorstehabschnitt 16a des zweiten Befestigungselements 16 in den Aussparungsabschnitt 13b in einem Zustand eingesetzt, in dem das ringförmige zweite elastische Element 18 von außen angebracht ist. Das zweite elastische Element 18 kann aus dem gleichen Material wie das vierte elastische Element 15 hergestellt sein.
Die hintere Endseite des Gewichts 13 ist an dem zweiten Befestigungselement 16 durch eine Abstoßungskraft befestigt, die erzeugt wird, wenn das zweite elastische Element 18 zwischen dem Vorstehabschnitt 16a des zweiten Befestigungselements 16 und dem Aussparungsabschnitt 13b des Gewichts 13 eingeklemmt und gequetscht ist. Das zweite Befestigungselement 16 ist an dem Abschnitt 11d mit großem Durchmesser durch eine Abstoßungskraft befestigt, die dadurch erzeugt wird, dass das dritte elastische Element 14 mit der inneren Umfangsfläche des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser des Hohlraums 11c in Kontakt kommt und zusammengedrückt wird. Das heißt, beide Endabschnitte des Gewichts 13 werden von dem ersten Befestigungselement 12, das an dem Abschnitt 11d mit großem Durchmesser befestigt ist, und dem zweiten Befestigungselement 16, das über das dritte elastische Element 14 an dem Abschnitt 11d mit großem Durchmesser befestigt ist, gehalten, wodurch das Gewicht 13 mit dem ersten Befestigungselement 12 und dem zweiten Befestigungselement 16 integriert und an dem Abschnitt 11d mit großem Durchmesser befestigt ist.
Das zweite elastische Element 18 ist in X-Achsen-Richtung im Querschnitt in 5 (Querschnitt entlang der Mittelachse L) zwischen der unteren Fläche des Aussparungsabschnitts 13b des Gewichts 13 und der oberen Fläche des zweiten Befestigungselements 16 an der distalen Endseite eingefügt. Wie oben beschrieben kann, wenn das zweite elastische Element 18 zwischen dem zweiten Befestigungselement 16 und dem Gewicht 13 in der X-Achsen-Richtung angeordnet ist, eine Schneidlast (z.B. eine Schubkraft), die von dem zweiten Befestigungselement 16 auf das Gewicht 13 in der X-Achsen-Richtung ausgeübt wird, an dem zweiten elastischen Element 18 reduziert werden.
Das zweite elastische Element 18 ist zwischen der inneren Umfangsfläche des Aussparungsabschnitts 13b und der äußeren Umfangsfläche des Vorstehabschnitts 16a in Z-Achsen-Richtung eingeklemmt. Wie oben beschrieben kann, wenn das zweite elastische Element 18 zwischen dem zweiten Befestigungselement 16 und dem Gewicht 13 in der Z-Achsen-Richtung angeordnet ist, eine Schneidlast (beispielsweise eine Hauptkomponente-Kraft und eine Vorschubkomponente-Kraft), die von dem zweiten Befestigungselement 16 auf das Gewicht 13 in der Z-Achsen-Richtung ausgeübt wird, an dem zweiten elastischen Element 18 reduziert werden.
Wie oben beschrieben ist das Gewicht 13 in dem Körper 11 aufgenommen, um Schwingungen des Halters 1 zu reduzieren, die entlang der Radialrichtung des Halters 1 erzeugt werden. Wenn hier im Querschnitt entlang der Mittelachse L eine Breite c des zweiten elastischen Elements 18 in X-Achsen-Richtung größer ist als eine Breite d in Z-Achsen-Richtung, wie in 5 gezeigt, kann der Effekt der Verringerung der durch das Gewicht 13 verursachten Schwingungen verstärkt werden, während die Schneidlast im zweiten elastischen Element 18 verringert wird. Die Breite c des zweiten elastischen Elements 18 in X-Achsen-Richtung, die größer ist als die Breite d in Z-Achsen-Richtung, kann so umformuliert werden, dass das zweite elastische Element 18 eine flache, in X-Achsen-Richtung verlängerte Form hat.
Wenn die Breite b in Z-Achsen-Richtung relativ klein ist, ist der Verformungsbetrag des zweiten elastischen Elements 18 in Z-Achsen-Richtung klein. Wenn das Gewicht 13 in der Z-Achsen-Richtung schwingt, wirkt daher der Endabschnitt des Gewichts 13, der mit dem zweiten elastischen Element 18 in Kontakt ist, leicht als sogenanntes festes Ende. Daher kann der Effekt der Verringerung der durch das Gewicht 13 verursachten Schwingungen verstärkt werden, während gleichzeitig eine Beschädigung des Gewichts 13 vermieden wird. Da die Fläche des zweiten elastischen Elements 18 im Querschnitt entlang der Mittelachse L nicht einfach verkleinert wird und die Breite a in X-Achsen-Richtung groß ist, ist das zweite elastische Element 18 weniger anfällig für eine Verschlechterung und der Effekt der Verringerung der Schneidlast durch das zweite elastische Element 18 kann ebenfalls gewährleistet werden. Das Verhältnis c/d zwischen der Breite c und der Breite d kann 1,1 oder mehr und 3 oder weniger betragen.
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. Wie in 4 gezeigt, tritt der distale Abschnitt des Strömungsrohrs 19 in das erste Loch 12c ein und sind das erste Loch 12c und das zweite Loch 13c miteinander verbunden. 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.
Kopf
Wie in den 1 bis 3 dargestellt, weist der Kopf 2 einen Befestigungsabschnitt 21 mit einer im Wesentlichen säulenförmigen Gestalt und einen Anbringungsabschnitt 22 mit einer polyedrischen Gestalt auf, der so vorgesehen ist, dass er von einer distalen Endfläche des Befestigungsabschnitts 21 in der X-Achsen-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 distalen Endseite des oben beschriebenen ersten Befestigungselements 12 ausgebildet ist. In einem Zustand, in dem diese Verzahnungen aneinander angepasst sind, wird 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. Der konvexe Abschnitt 24 ist im mittleren Bereich der Endfläche an der hinteren Endseite des Befestigungsabschnitts 21 in einem Zustand vorgesehen, in dem er in Richtung des ersten Befestigungselements 12 vorsteht. Ein distaler Endabschnitt des konvexen Abschnitts 24 und der Ausstoßabschnitt 23 sind miteinander verbunden (nicht gezeigt). Wie oben beschrieben steht ein Innenraum des konvexen Abschnitts 24 über das erste Loch 12c des ersten Befestigungselements 12 mit einem Innenraum des Strömungsrohrs 19 in Verbindung. Das in den Abschnitt 11e mit kleinem Durchmesser eingespritzte Kühlmittel strömt durch den konvexen Abschnitt 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-Achsen-Richtung vorgesehen, wenn der Anbringungsabschnitt 22 in einer Draufsicht aus Z-Achsen-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 Hartmetall-Legierung und das Cermet können die gleiche Zusammensetzung haben wie die Hartmetall-Legierung und das Cermet des Materials des Gewichts 13. Im mittleren Abschnitt des Einsatzes 3 ist ein Durchgangsloch vorgesehen, und ist der Einsatz 3 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
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts gemäß einer Ausführungsform beschrieben. 6 ist eine schematische Darstellung, die einen Vorgang des Verfahrens zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts 103 eines nicht-einschränkenden Beispiels zeigt. 7 ist eine schematische Darstellung, die einen Vorgang des Verfahrens zur Herstellung des maschinell bearbeiteten Produkts 103 eines nicht-einschränkenden Beispiels zeigt. 8 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 6 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 7 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. Wie in 6 gezeigt, wird das Schneidwerkzeug 10 von dem Werkstück 101 relativ wegbewegt, indem das Schneidwerkzeug 10 in eine Richtung D4 bewegt wird.
In 6 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 7 wird das Werkstück 101 geschnitten, indem die Schneidkante 3a des Einsatzes 3 in Kontakt mit dem sich drehenden Werkstück 101 gebracht wird. In 8 wird das Schneidwerkzeug 10 von dem sich drehenden Werkstück 101 wegbewegt.
Wie oben beschrieben sind in der vorliegenden Ausführungsform die Querschnitte des ersten elastischen Elements 17 und des zweiten elastischen Elements 18 in der Richtung entlang der Mittelachse L langgestreckt und haben eine flache Form, so dass die Schwingungen des Körpers 11 in der Richtung orthogonal zur Mittelachse L reduziert werden.
Bei der Bearbeitung im Herstellungsverfahren der Ausführungsform wird das Schneidwerkzeug 10 durch Bewegen des Schneidwerkzeugs 10 mit dem Werkstück 101 in Kontakt gebracht. 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 herangebracht werden. In Schritt (3) kann das Werkstück 101 von dem Schneidwerkzeug 10 wegbewegt werden. Wenn die Bearbeitung fortgesetzt werden soll, können Schritte, 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.
Hier weisen repräsentative Beispiele für das Material des Werkstücks 101 unlegierten Stahl, legierten Stahl, Edelstahl, 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 jede der oben beschriebenen Ausführungsformen 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. Obwohl sowohl das erste elastische Element 17 als auch das zweite elastische Element 18 in der oben beschriebenen Ausführungsform flache Querschnitte haben, die sich in Richtung der Mittelachse L erstrecken, kann eines von ihnen einen flachen Querschnitt haben.
BEZUGSZEICHEN

1: Halter
11: Körper
11a: Erste Endfläche
11b: Zweite Endfläche
11c: Hohlraum
12: Erstes Befestigungselement
12a: Flanschabschnitt
12d: Vorstehabschnitt
13: Gewicht
13a, 13b: Aussparungsabschnitt
14: Drittes elastisches Element
15: Viertes elastisches Element
16: Zweites Befestigungselement
17: Erstes elastisches Element
18: Zweites elastisches Element
16a: Vorstehabschnitt
16b: Aussparungsnut
2: Kopf
24: konvexer Abschnitt
3: Einsatz
3a: Schneidkante
10: Schneidwerkzeug

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2020/049167 [0003]

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 Hohlraum aufweist, der sich entlang der Mittelachse erstreckt, und ein inneres Element, das in den Hohlraum eingesetzt ist, wobei das innere Element aufweist ein Gewicht mit einer säulenartigen Form, das sich von einer Seite der ersten Endfläche zu einer Seite der zweiten Endfläche erstreckt, ein erstes Befestigungselement, das näher an der ersten Endfläche angeordnet ist als das Gewicht, und ein erstes elastisches Element, das zwischen dem Gewicht und dem ersten Befestigungselement angeordnet ist, in einem Querschnitt entlang der Mittelachse das erste elastische Element zwischen dem Gewicht und dem ersten Befestigungselement jeweilig in einer Richtung entlang der Mittelachse und in einer Richtung orthogonal zur Mittelachse dazwischen angeordnet ist und eine Breite in der Richtung entlang der Mittelachse größer ist als eine Breite in der Richtung orthogonal zur Mittelachse.
Der Halter gemäß Anspruch 1, wobei im Querschnitt entlang der Mittelachse das erste elastische Element mit dem Gewicht und dem ersten Befestigungselement jeweilig in der Richtung entlang der Mittelachse und in der Richtung orthogonal zur Mittelachse in Kontakt ist.
Der Halter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Befestigungselement einen distalen Endabschnitt aufweist, der an der Seite der ersten Endfläche angeordnet ist, und in der Richtung orthogonal zur Mittelachse eine Abmessung des distalen Endabschnitts größer ist als eine Abmessung des Hohlraums.
Der Halter gemäß Anspruch 3, wobei ein Abschnitt des distalen Endabschnitts, der einem Umfangsrandabschnitt der ersten Endfläche zugewandt ist, in Kontakt mit der ersten Endfläche steht.
Der Halter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das innere Element aufweist ein zweites Befestigungselement, das näher an der zweiten Endfläche angeordnet ist als das Gewicht, und ein zweites elastisches Element, das zwischen dem Gewicht und dem zweiten Befestigungselement angeordnet ist, im Querschnitt entlang der Mittelachse das zweite elastische Element zwischen dem Gewicht und dem zweiten Befestigungselement jeweilig in der Richtung entlang der Mittelachse und in der Richtung orthogonal zur Mittelachse angeordnet ist, und die Breite in der Richtung entlang der Mittelachse größer ist als die Breite in der Richtung orthogonal zur Mittelachse.
Der Halter gemäß Anspruch 5, wobei im Querschnitt entlang der Mittelachse das zweite elastische Element mit dem Gewicht und dem zweiten Befestigungselement jeweilig in der Richtung entlang der Mittelachse und in der Richtung orthogonal zur Mittelachse in Kontakt ist.
Der Halter gemäß Anspruch 5, ferner aufweisend: ein drittes elastisches Element, das zwischen dem Körper und dem zweiten Befestigungselement angeordnet ist und mit dem Körper und dem zweiten Befestigungselement in der Richtung orthogonal zur Mittelachse in Kontakt steht, wobei das erste Befestigungselement in den Hohlraum eingepresst ist.
Ein Schneidwerkzeug, aufweisend: den Halter gemäß Anspruch 1 oder 2 und einen Schneideinsatz, der an einer Seite der ersten Endfläche im Halter angeordnet ist.
Ein Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts, wobei das Verfahren aufweist: Drehen eines Werkstücks, Bringen des Schneidwerkzeugs gemäß Anspruch 8 in Kontakt mit dem sich drehenden Werkstück und Separieren des Schneidwerkzeugs von dem Werkstück.