DE112022002469T5

DE112022002469T5 - Halter, schneidwerkzeug und verfahren zur herstellung eines maschinell bearbeiteten produkts

Info

Publication number: DE112022002469T5
Application number: DE112022002469.0T
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: JPWO2022234755A1; CN117203012A; WO2022234755A1

Abstract

Es wird ein Halter bereitgestellt, bei dem die Positionsverschiebung eines Kopfabschnitts in Bezug auf einen Körper reduziert ist. Der Halter weist einen Körper, der sich entlang einer Mittelachse L erstreckt, einen Kopfabschnitt, der näher an einer distalen Endseite als der Körper angeordnet ist und an dem ein Schneideinsatz angebracht ist, und ein elastisches Element auf, das mit einem Deckel des Körpers und dem Kopfabschnitt in Kontakt steht. Der Deckel weist einen Aussparungsabschnitt, der zu einem hinteren Ende hin ausgespart ist, und ein erstes Loch auf, das sich von einer Bodenfläche des Aussparungsabschnitts aus erstreckt. Der Kopfabschnitt weist einen konvexen Abschnitt auf, der in Richtung des hinteren Endes vorsteht und in den Aussparungsabschnitt eingepasst ist, sowie ein zweites Loch, das sich von einer oberen Fläche des konvexen Abschnitts aus erstreckt und mit dem ersten Loch verbunden ist. Der Aussparungsabschnitt weist eine erste Verbindungsfläche auf, die mit der unteren Fläche verbunden und zu einer ersten Endseite hin geneigt ist, und der konvexe Abschnitt weist eine zweite Verbindungsfläche auf, die mit der oberen Fläche verbunden und zur ersten Endseite hin geneigt ist. Das elastische Element liegt sowohl an der ersten Verbindungsfläche als auch an der zweiten Verbindungsfläche an.

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 rohrförmigen Körper auf, der einen Hohlraum, einen Kopfabschnitt, der einen Einlass des Hohlraums verschließt, ein Gewicht, das ein Dämpfungselement ist, das in den Hohlraum eingesetzt ist, und einen O-Ring aufweist, der zwischen dem Kopf und dem Gewicht angeordnet ist.
Ein Schneideinsatz, der eine Schneidkante aufweist, ist an einem distalen Endabschnitt des Kopfteils angebracht. Wenn ein Vorstehbetrag L eines distalen Endabschnitts der Schneidkante von einer Endfläche des Körpers in Bezug auf einen Durchmesser D des Körpers vergrößert wird, werden im Halter leicht Vibrationen des Körpers in Radialrichtung erzeugt, und die Bearbeitungsgenauigkeit verschlechtert sich, da die Steifigkeit des aus Stahl hergestellten Körpers gering ist. Die Vibrationen des Halters können reduziert werden, indem ein Gewicht mit einer anderen Eigenfrequenz als die des Körpers im Körper untergebracht wird und der Körper und das Gewicht mit unterschiedlichen Frequenzen in Schwingung versetzt werden.
ZITATENLISTE
PATENTLITERATUR
Patentdokument 1: WO2020/049167
KURZERLÄUTERUNG
Ein nicht einschränkendes Beispiel für einen Halter gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein stabförmiger Halter, der sich entlang einer Mittelachse von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt, wobei der Halter aufweist: einen Körper, der sich entlang der Mittelachse erstreckt, einen Kopfabschnitt, der näher an einer Seite des ersten Endes als der Körper angeordnet ist und an dem ein Schneideinsatz angebracht werden kann, und ein elastisches Element, das mit dem Körper und dem Kopfabschnitt in Kontakt steht. Der Körper weist einen Aussparungsabschnitt auf, der an der Seite des ersten Endes angeordnet ist und in Richtung des zweiten Endes vertieft ist, sowie ein erstes Loch, das sich von dem Aussparungsabschnitt in Richtung des zweiten Endes erstreckt. Der Kopfabschnitt weist einen konvexen Abschnitt auf, der an einer Seite des zweiten Endes angeordnet ist, in Richtung des zweiten Endes vorsteht und in den Aussparungsabschnitt eingepasst ist, sowie ein zweites Loch, das sich von dem konvexen Abschnitt in Richtung des ersten Endes erstreckt und mit dem ersten Loch verbunden ist. Der Aussparungsabschnitt weist eine Bodenfläche orthogonal zur Mittelachse, eine innere Umfangsfläche und eine erste Verbindungsfläche auf, die die innere Umfangsfläche und die Bodenfläche verbindet und in Bezug auf die Bodenfläche zur Seite des ersten Endes hin geneigt ist. Der konvexe Abschnitt weist eine obere Fläche, die orthogonal zur Mittelachse verläuft, eine äußere Umfangsfläche und eine zweite Verbindungsfläche auf, die die äußere Umfangsfläche und die obere Fläche verbindet und zur Seite des ersten Endes in Bezug auf die obere Fläche geneigt ist. Das elastische Element ist in Kontakt mit einer jeden von der ersten und zweiten Verbindungsfläche.
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 ersten Endflächenseite in 3.
5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Verbindungsabschnitts zwischen einem Kopf und einem Deckel in 4.
6 ist eine vergrößerte Ansicht einer zweiten Endflächenseite in 3.
7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Verbindungsabschnitt zwischen einem Kopf und einem Deckel eines Halters gemäß einer ersten Variation zeigt.
8 ist eine Querschnittsansicht, die einen Verbindungsabschnitt zwischen einem Kopf und einem Deckel eines Halters gemäß einer zweiten Variation zeigt.
9 ist eine Querschnittsansicht, die einen Verbindungsabschnitt zwischen einem Kopf und einem Deckel eines Halters gemäß einer dritten Variation zeigt.
10 ist eine schematische Darstellung, die einen Vorgang des Verfahrens zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts des nicht einschränkenden Beispiels zeigt.
11 ist eine schematische Darstellung, die einen Vorgang des Verfahrens zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts des nicht-einschränkenden Beispiels zeigt.
12 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 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 alle 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 (Kopfabschnitt) 2 an einer distalen Endseite eines Körpers 1a eines rundstabförmigen Halters 1 angebracht ist, der sich in 1 in Richtung der X-Achse erstreckt. Ein Schneideinsatz (im Folgenden als Einsatz bezeichnet) 3 ist an dem Kopf 2 angebracht.
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 Nutenformen und ein Werkzeug zum Abstechen auf. Das Schneidwerkzeug 10 kann ein drehbares Werkzeug sein, bei dem die Werkzeugseite drehbar ist. In der folgenden Beschreibung wird die Seite des Schneidwerkzeugs 10, an der der Kopf 2 angeordnet ist, als distale Endseite (erstes Ende) bezeichnet und wird die dem distalen Ende entgegengesetzte Seite als eine hintere Endseite (zweites Ende) bezeichnet.
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 Richtung der X-Achse 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. An einer Endfläche des Befestigungsabschnitts 21 an der Seite des Halters 1 ist eine Verzahnung vorgesehen, die in eine Verzahnung eingepasst ist, die in einer Endfläche an einer distalen Endseite eines Deckels 12 des Halters 1 ausgebildet ist, der später beschrieben wird, und der Kopf 2 ist am Halter 1 mit einer Schraube (nicht dargestellt) oder dergleichen befestigt.
Ein Ausstoßabschnitt 23, der einen Öffnungsabschnitt aufweist und Kühlmittel aus dem Öffnungsabschnitt ausstößt, ist an einer distalen Endfläche des Befestigungsabschnitts 21 vorgesehen. Ein konvexer Abschnitt 24, der zylindrisch ist und ein zweites Loch 25 aufweist, das später beschrieben wird, ist in einem mittleren Abschnitt einer Endfläche des Befestigungsabschnitts 21 an der hinteren Endseite in einem Zustand vorgesehen, in dem er in Richtung des Deckels 12 vorsteht. Das zweite Loch 25 erstreckt sich in Richtung der distalen Endseite in einem Zustand, in dem die Achsenmitte mit der Mittelachse L ausgerichtet ist (siehe 4). Ein distaler Endabschnitt des zweiten Lochs 25 und der Ausstoßabschnitt 23 sind miteinander verbunden (nicht gezeigt).
Eine Tasche 22a ist an einem Endabschnitt in Richtung der Y-Achse vorgesehen, wenn der Anbringungsabschnitt 22 in einer Draufsicht aus Richtung der Z-Achse betrachtet wird. Die Tasche 22a weist eine Sitzfläche (nicht gezeigt), auf der die Bodenfläche des Einsatzes 3 liegt, 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 Hartmetalllegierung und ein Cermet auf. 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, eine Schraube in das Durchgangsloch eingesetzt und die Schraube mit der Sitzfläche verschraubt wird.
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.
Halter
3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III, die in 2 durch Pfeile gekennzeichnet ist. 4 ist eine vergrößerte Ansicht der ersten Endflächenseite in 3. 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Verbindungsabschnitts zwischen dem Kopf 2 und dem Deckel 12 in 4. 6 ist eine vergrößerte Ansicht der zweiten Endflächenseite in 3.
Wie in 3 gezeigt, weist der Halter 1 des Schneidwerkzeugs 10 einen Schaft 11, den Deckel 12, ein erstes elastisches Element 14 und ein Befestigungselement 16 auf. Der Schaft 11 und der Deckel 12 bilden einen Körper 1a des Halters 1. Beispiele für das Material des Schafts 11 weisen Stahl, wie rostfreier Stahl, Gusseisen und eine Aluminiumlegierung auf. Insbesondere bei Verwendung von Stahl unter diesen Materialien kann die Zähigkeit des Halters 1 erhöht werden.
Das äußere Erscheinungsbild des Schaftes 11 kann eine runde Stabform sein, die sich in Richtung der X-Achse erstreckt, und eine jede von 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 Schaft 11 weist darin ein Durchgangsloch 11c auf, das sich entlang der Mittelachse (Achsenmitte) L des Halters 1 (in Richtung der X-Achse) von der ersten Endfläche 11a in Richtung der zweiten Endfläche 11b erstreckt.
Das Durchgangsloch 11c weist einen Abschnitt 11d 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. Das Durchgangsloch 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. Sowohl der Abschnitt 11 d mit dem großen Durchmesser als auch der Abschnitt 11e mit dem kleinen Durchmesser haben eine zylindrische Form, und der Abschnitt 11d mit dem großen Durchmesser ist dünner als der Abschnitt 11e mit dem kleinen 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 dem großen Durchmesser untergebracht.
Der Deckel 12 wird von der ersten Endfläche 11 a des Schafts 11 aus in den Abschnitt 11d mit großem Durchmesser eingepresst, um eine in der ersten Endfläche 11 a gebildete 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, die ein erstes Loch 12c aufweist, und ist in den Abschnitt 11d mit großem Durchmesser eingepresst, wobei seine Achsenmitte zu 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 Schaftes 11 einzudringen. Die dem Kopf 2 zugewandte Endfläche des Deckels 12 ist mit einer Verzahnung versehen.
Wie in den 4 und 5 dargestellt, ist der Aussparungsabschnitt 12b in Form eines runden Lochs vom mittleren Abschnitt der dem Kopf 2 zugewandten Endfläche des Deckels 12 in Richtung der hinteren Endseite vorgesehen. Der konvexe Abschnitt 24 des Kopfes 2 ist in den Aussparungsabschnitt 12b eingesetzt. Der Aussparungsabschnitt 12b weist eine Bodenfläche 12e orthogonal zur Mittelachse L, eine innere Umfangsfläche 12f und eine erste Verbindungsfläche 12g auf, die die Bodenfläche 12e und die innere Umfangsfläche 12f schräg verbindet. Das heißt, die erste Verbindungsfläche 12g ist in Bezug auf die Bodenfläche 12e zur distalen Endseite hin geneigt (Z-Richtung). Der Neigungswinkel der ersten Verbindungsfläche 12g in Bezug auf die Bodenfläche 12e beträgt beispielsweise 20 Grad bis 60 Grad. W1, welches die Abmessung der ersten Verbindungsfläche 12g in Z-Richtung in dem in 5 gezeigten Querschnitt ist, beträgt beispielsweise das 0,05- bis 0,3-fache des Durchmessers des ersten Lochs 12c.
Der Vorstehabschnitt 12d ist so vorgesehen, dass er von der Endfläche an der hinteren Endseite des Deckels 12 in Richtung des hinteren Endes vorsteht, und hat eine zylindrische Form mit der Mittelachse L als ein Achsenmittelpunkt. Das erste Loch 12c erstreckt sich von der Bodenfläche 12e des Aussparungsabschnitts 12b in Richtung der hinteren Endseite und geht durch den Vorstehabschnitt 12d hindurch, wobei sein Achsenmittelpunkt mit der Mittelachse L ausgerichtet ist. Wie in 4 gezeigt, kann das erste Loch 12c an der hinteren Endseite einen größeren Durchmesser haben als an der distalen Endseite.
Wie in 5 gezeigt, weist der konvexe Abschnitt 24 des Kopfes 2 eine obere Fläche 24a orthogonal zur Mittelachse L, eine äußere Umfangsfläche 24b und eine zweite Verbindungsfläche 24c auf, die die obere Fläche 24a und die äußere Umfangsfläche 24b schräg verbindet. Das heißt, die zweite Verbindungsfläche 24c ist in Bezug auf die obere Fläche 24a zur distalen Endseite hin geneigt (Z-Richtung). Ein Neigungswinkel der zweiten Verbindungsfläche 24c in Bezug auf die obere Fläche 24a beträgt beispielsweise 20 Grad bis 60 Grad. W2, welches die Abmessung der zweiten Verbindungsfläche 24c in Z-Richtung in dem in 5 gezeigten Querschnitt ist, ist beispielsweise das 0,1- bis 0,4-fache des Durchmessers des zweiten Lochs 25.
Ein zweites elastisches Element 15, das ringförmig ist, ist zwischen dem Aussparungsabschnitt 12b und dem konvexe Abschnitt 24 angeordnet. Das zweite elastische Element 15 ist beispielsweise ein ringförmiger O-Ring oder eine Feder, und Beispiele für sein Material weisen Gummi, wie Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) und Polyester-Urethan-Kautschuk (AU), sowie Kunstharz auf. Der konvexe Abschnitt 24 ist durch das zweite elastische Element 15 an dem Aussparungsabschnitt 12b befestigt. Der Innendurchmesser des zweiten elastischen Elements 15 ist kleiner als der Innendurchmesser des ersten Lochs 12c, und der Außendurchmesser des zweiten elastischen Elements 15 ist größer als der Innendurchmesser des ersten Lochs 12c.
Das zweite elastische Element 15 wird zwischen der unteren Fläche 12e, der ersten Verbindungsfläche 12g und der inneren Umfangsfläche 12f des Aussparungsabschnitts 12b des Deckels 12 und der oberen Fläche 24a und der zweiten Verbindungsfläche 24c des konvexen Abschnitts 24 des Kopfes 2 eingeklemmt, wodurch der konvexe Abschnitt 24 durch die Abstoßungskraft an dem Aussparungsabschnitt 12b befestigt ist. Insbesondere ist bei der vorliegenden Ausführungsform das zweite elastische Element 15 zwischen der ersten Verbindungsfläche 12g und der zweiten Verbindungsfläche 24c, die geneigt sind, eingefügt und steht in engem Kontakt mit der ersten Verbindungsfläche 12g und der zweiten Verbindungsfläche 24c. Infolgedessen ist es unwahrscheinlich, dass sowohl eine Positionsverschiebung des zweiten elastischen Elements 15 in der Richtung entlang der Mittelachse L als auch in der Richtung orthogonal zur Mittelachse L auftritt. Die Positionsverschiebung des Kopfes 2 in Bezug auf den Körper 1a des Halters 1 wird sogar während der Bearbeitung reduziert.
Wieder zu 3 zurückkehrend: Das Gewicht 13 ist im Schaft 11 untergebracht, um die in Radialrichtung des Halters 1 erzeugten Schwingungen des Halters 1 zu reduzieren. Das Gewicht 13 ist ein Dämpfungselement. Das Gewicht 13 hat eine im Wesentlichen zylindrische Form, die ein drittes 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 leichten Spalt zwischen dem Gewicht 13 und einer inneren Umfangsfläche des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser untergebracht. Beispiele für das Material des Gewichts 13 weisen Materialien mit hoher Steifigkeit auf, wie z.B. Schnellarbeitsstahl, Hartmetall-Legierung und Cermet.
Das Gewicht 13 weist einen Aussparungsabschnitt 13a, einen Aussparungsabschnitt 13b und ein drittes 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 dritte Loch 13c ist so vorgesehen, dass der Aussparungsabschnitt 13a und der Aussparungsabschnitt 13b miteinander kommunizieren können.
In das dritte 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 das 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 6 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 Stahl, Gusseisen und Aluminiumlegierungen auf. Beispiele für das Harz weisen Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol und Polyvinylchlorid auf.
Das Befestigungselement 16 weist einen Vorstehabschnitt 16a und eine Vertiefungsnut 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 Vertiefungsnut 16b ist in Umfangsrichtung um die äußere Umfangsfläche des Befestigungselements 16 herum vorgesehen, die der inneren Umfangsfläche des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser entgegengesetzt ist.
Das erste elastische Element 14 ist in die Vertiefungsnut 16b des Befestigungselements 16 eingepasst. Das erste elastische Element 14 ist beispielsweise ein O-Ring und kann aus dem gleichen Material wie das zweite elastische Element 15 hergestellt sein.
Wieder zu 4 zurückkehrend ist der Vorstehabschnitt 12d des Deckels 12 in den Aussparungsabschnitt 13a des Gewichts 13 eingesetzt, wobei ein ringförmiges drittes elastisches Element 17 von außen angebracht ist. Wie in 6 gezeigt, ist der Vorstehabschnitt 16a des Befestigungselements 16 in den Aussparungsabschnitt 13b eingesetzt, in einem Zustand, in dem ein ringförmiges viertes elastisches Element 18 von außen angebracht ist.
Das dritte elastische Element 17 und das vierte elastische Element 18 können aus dem gleichen 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 der äußeren Umfangsfläche des Vorstehabschnitts 16a des Befestigungselements 16 und der inneren Umfangsfläche des Aussparungsabschnitts 13b des Gewichts 13 zusammengedrückt wird (siehe 6). Infolgedessen sind der Deckel 12, das Gewicht 13 und das Befestigungselement 16 miteinander verbunden. Wie in 4 gezeigt, tritt der distale Endabschnitt des Strömungsrohrs 19 in das erste Loch 12c ein, und das erste Loch 12c und das dritte Loch 13c sind miteinander verbunden.
Das erste elastische Element 14 kommt in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser des Durchgangslochs 11c und fixiert das mit dem Befestigungselement 16 integrierte Gewicht 13 an der inneren Umfangsfläche des Abschnitts 11d mit großem Durchmesser durch eine Abstoßungskraft, die durch das Zusammendrücken erzeugt wird. Das heißt, beide Endabschnitte des Gewichts 13 werden durch den Deckel 12, der an dem Schaft 11 durch Einpressen in den Schaft 11 befestigt ist, und das Befestigungselement 16, das über das erste elastische Element 14 an dem Schaft 11 befestigt ist, gehalten, wodurch das Gewicht 13 an dem Schaft 11 befestigt ist.
Wie in 3 gezeigt, ist der Durchmesser der Öffnung in der zweiten Endfläche 11b des Schaftes 11 im Wesentlichen gleich dem Durchmesser des Abschnitts 11e mit kleinem Durchmesser. Durch die Öffnung wird Kühlmittel in den Abschnitt mit kleinem Durchmesser 11e eingegeben. Die Öffnung wird durch einen Stopfen 20 verschlossen. Das eingegebene Kühlmittel strömt durch das Strömungsrohr 19 und wird während der Bearbeitung aus dem Ausstoßabschnitt 23 des Kopfes 2 ausgestoßen.
Der Innenraum des Strömungsrohrs 19 steht über das erste Loch 12c und das zweite Loch 25 des Deckels 12 mit dem Ausstoßabschnitt 23 in Verbindung. Das in den Abschnitt 11e mit kleinem Durchmesser eingegebene Kühlmittel strömt durch das zweite Loch 25 im konvexen Abschnitt 24 durch das Strömungsrohr 19 und wird während der Bearbeitung aus dem Ausstoßabschnitt 23 in Richtung des Werkstücks ausgestoßen.
Wie oben beschrieben, ist es aufgrund der ersten Verbindungsfläche 12g und der zweiten Verbindung 24c weniger wahrscheinlich, dass die Positionsverschiebung des Kopfes 2 in Bezug auf den Körper 1a des Halters 1 auftritt, und die Verbindung zwischen dem ersten Loch 12c und dem zweiten Loch 25 ist gut. Wenn das Kühlmittel durch das erste Loch 12c und das zweite Loch 25 strömt, ist es unwahrscheinlich, dass in einem Abschnitt, in dem das erste Loch 12c und das zweite Loch 25 miteinander verbunden sind, Flüssigkeit austritt.
Erste Variation
7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Verbindungsabschnitt zwischen dem Kopf 2 und dem Deckel 12 des Halters 1 gemäß der ersten Variation zeigt. Zusätzlich zur in 5 dargestellten Konfiguration weist der Aussparungsabschnitt 12b des Deckels 12 gemäß der ersten Variation ferner eine dritte Verbindungsfläche 12h auf, die von der distalen Endseite zur hinteren Endseite zwischen der Bodenfläche 12e und dem ersten Loch 12c geneigt ist. In der ersten Variation, wenn das zweite elastische Element 15 zusammengedrückt wird, beißt das zweite elastische Element 15 auch in die dritte Verbindungsfläche 12h, und die Positionsverschiebung des zweiten elastischen Elements 15 ist sowohl in der Richtung entlang der Mittelachse L als auch in der Richtung orthogonal zur Mittelachse L weiter reduziert.
Zweite Variation
8 ist eine Querschnittsansicht, die einen Verbindungsabschnitt zwischen dem Kopf 2 und dem Deckel 12 des Halters 1 gemäß der zweiten Variation zeigt. Der Außendurchmesser des zweiten elastischen Elements 15 ist bei der zweiten Variation größer als der Außendurchmesser des zweiten elastischen Elements 15 in 5. Daher ist das zweite elastische Element 15 auch in Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche 24b des konvexen Abschnitts 24, und die Positionsverschiebung des zweiten elastischen Elements 15 ist weiter reduziert.
Dritte Variation
9 ist eine Querschnittsansicht, die einen Verbindungsabschnitt zwischen dem Kopf 2 und dem Deckel 12 des Halters 1 gemäß der zweiten Variation zeigt. Die erste Verbindungsfläche 12g der dritten Variation ist parallel zur zweiten Verbindungsfläche 24c. In der dritten Variation ist das zweite elastische Element 15 zwischen der ersten Verbindungsfläche 12g und der zweiten Verbindungsfläche 24c eingebettet, ohne verformt zu werden, und die Positionsverschiebung ist sowohl in der Richtung entlang der Mittelachse L als auch in der Richtung orthogonal zur Mittelachse L weiter reduziert.
Verfahren zur Herstellung eines maschinell bzw. spanabhebend bearbeiteten Produkts
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts gemäß einer Ausführungsform beschrieben. 10 ist eine schematische Darstellung, die einen Vorgang des Verfahrens zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts 103 eines nicht einschränkenden Beispiels zeigt. 11 ist eine schematische Darstellung, die einen Vorgang des Verfahrens zur Herstellung des maschinell bearbeiteten Produkts 103 eines nicht-einschränkenden Beispiels zeigt. 12 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 Werkstück 101, welches sich dreht, und
(3) Separieren des Schneidwerkzeugs 10 von dem Werkstück 101.

Genauer gesagt wird zunächst, wie in 10 gezeigt, das Werkstück 101 in einer Richtung D1 um eine Achse D gedreht. Das Schneidwerkzeug 10 wird relativ an das Werkstück 101 nahe gebracht, indem das Schneidwerkzeug 10 in einer Richtung D2 bewegt wird. Dann wird, wie in 11 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 12 gezeigt, das Schneidwerkzeug 10 relativ von dem Werkstück 101 wegbewegt, indem das Schneidwerkzeug 10 in eine Richtung D4 bewegt wird.
In 10 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 11 wird das Werkstück 101 geschnitten, indem die Schneidkante 3a des Einsatzes 3 in Kontakt mit dem Werkstück 101, welches sich dreht, gebracht wird. In 12 wird das Schneidwerkzeug 10 von dem Werkstück 101, welches sich dreht, wegbewegt.
Wie oben beschrieben ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Positionsverschiebung des Kopfes 2 in Bezug auf den Körper 1a des Halters 1 reduziert, so dass die Bearbeitungsgenauigkeit gut ist. Während der Bearbeitung tritt das Kühlmittel nicht aus dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Kopf 2 und dem Deckel 12 aus.
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 durch Bewegen des Schneidwerkzeugs 10 von dem Werkstück 101 separiert. 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 kann der Fachmann 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 viereckige Stabform haben.
BEZUGSZEICHEN

1: Halter
1a: Körper
11: Schaft
12: Deckel
12b: Aussparungsabschnitt
12c: Erstes Loch
12d: Vorstehabschnitt
12e: Untere Fläche
12f: Innere Umfangsfläche
12g: Erste Verbindungsfläche
12h: Dritte Verbindungsfläche
13: Gewicht
14: Erstes elastisches Element
15: Zweites elastisches Element
17: Drittes elastisches Element
18: Viertes elastisches Element
16: Befestigungselement
2: Kopf (Kopfabschnitt)
21: Befestigungsabschnitt
22: Anbringungsabschnitt
22a: Tasche
24: konvexer Abschnitt
24a: Obere Fläche
24b: Äußere Umfangsfläche
24c: Zweite Verbindungsfläche
25: Zweites Loch
3: Einsatz
3a: Schneidkante
10: Schneidwerkzeug

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2020/049167 [0004]

Claims

Ein Halter mit einer Stabform, die sich entlang einer Mittelachse von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt, wobei der Halter aufweist: einen Körper, der sich entlang der Mittelachse erstreckt, einen Kopfabschnitt, der näher an einer Seite des ersten Endes angeordnet ist als der Körper und an dem ein Schneideinsatz angebracht sein kann, und ein elastisches Element in Kontakt mit dem Körper und dem Kopfabschnitt, wobei der Körper aufweist einen Aussparungsabschnitt, der an der Seite des ersten Endes angeordnet ist und in Richtung des zweiten Endes ausgespart ist, und ein erstes Loch, das sich von dem Aussparungsabschnitt in Richtung des zweiten Endes erstreckt, der Kopfabschnitt aufweist einen konvexen Abschnitt, der an einer Seite des zweiten Endes angeordnet ist, in Richtung des zweiten Endes vorsteht und in den Aussparungsabschnitt eingepasst ist, und ein zweites Loch, das sich von dem konvexen Abschnitt in Richtung des ersten Endes erstreckt und mit dem ersten Loch verbunden ist, der Aussparungsabschnitt aufweist eine Bodenfläche orthogonal zur Mittelachse, eine innere Umfangsfläche und eine erste Verbindungsfläche, die die innere Umfangsfläche und die Bodenfläche verbindet und zur Seite des ersten Endes in Bezug auf die Bodenfläche geneigt ist, der konvexe Abschnitt aufweist eine obere Fläche orthogonal zur Mittelachse, eine äußere Umfangsfläche und eine zweite Verbindungsfläche, die die äußere Umfangsfläche und die obere Fläche verbindet und in Richtung der Seite des ersten Endes in Bezug auf die obere Fläche geneigt ist, und das elastische Element in Kontakt mit jeder der ersten Verbindungsfläche und der zweiten Verbindungsfläche ist.
Der Halter gemäß Anspruch 1, wobei das elastische Element in Kontakt mit der unteren Fläche ist.
Der Halter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das elastische Element in Kontakt mit der oberen Fläche ist.
Der Halter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das elastische Element mit der inneren Umfangsfläche in Kontakt ist.
Der Halter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das elastische Element in Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche ist.
Der Halter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Verbindungsfläche in einem Querschnitt entlang der Mittelachse parallel zur zweiten Verbindungsfläche verläuft.
Der Halter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das elastische Element eine Ringform hat und ein Innendurchmesser des elastischen Elements kleiner ist als ein Innendurchmesser des ersten Lochs und ein Außendurchmesser des elastischen Elements größer ist als der Innendurchmesser des ersten Lochs.
Ein Schneidwerkzeug, aufweisend: den Halter gemäß Anspruch 1 oder 2 und einen Schneideinsatz, der an dem Kopfabschnitt im Halter angebracht ist.
Ein Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts, wobei das Verfahren aufweist: Drehen eines Werkstücks, In-Kontakt-Bringen des Schneidwerkzeugs gemäß Anspruch 8 mit dem Werkstück, welches sich dreht, und Separieren des Schneidwerkzeugs von dem Werkstück.