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Hintergrund
der Erfindung
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schneidwerkzeug und einen
Wegwerfeinsatz für das
Schneidwerkzeug. Der Wegwerfeinsatz ist auf ein im Wesentlichen
Spitzen-Ende eines Halters des Schneidwerkzeugs mit einer Klemmschraube
sicher geklemmt.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Bei
einer Kategorie von automatischen Drehmaschinen, wie beispielsweise
einer automatischen Drehmaschine des Kurventyps, einer NC-(numerisch gesteuerten)
automatischen Drehmaschine und dergleichen ist eine spanbearbeitende
Ausrüstung
enthalten, die mit einer Vielzahl von Revolverköpfen bereitgestellt wird. Die
Revolverköpfe
der spanbearbeitenden Ausrüstung
spannen Schneidwerkzeuge ein. Die Schneidwerkzeuge sind radial angeordnet,
wenn sie in einer Richtung entlang der Rotationsachse eines in das
Spannfutter eingespannten Werkstücks (Schneidmaterial)
betrachtet werden.
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Insbesondere,
wie aus der 8 zu sehen ist, ist die spanbearbeitende
Ausrüstung
mit fünf
Revolverköpfen 1 bis 5 bereitgestellt,
die um eine Rotationsachse eines Werkstücks W angeordnet sind. Wenn
in die Richtung entlang der Rotationsachse des Werkstücks W gesehen
wird, sind die fünf Spannköpfe 1 bis 5 radial
angeordnet. Jeder der Spannköpfe 1 bis 5 klemmt
einen der jeweiligen Schneidwerkzeuge 11 bis 15.
Jeder der Schneidwerkzeuge 11 bis 15 weist eine
Schneidklinge auf, dessen Spitzen-Ende von dem Werkstück W in
einem einsatzbereiten Zustand beabstandet ist, namentlich, wenn
eine Spanbearbeitung nicht stattfindet. Auf der anderen Seite, wenn
die Spanbearbei tung stattfindet, wird (werden) das (die) (einzelne oder
mehrzahlige) Schneidwerkzeuge) mit der Schneidklinge für die Spanbearbeitung
in einer Richtung rechtwinklig zur Rotationsachse des Werkstücks W und
gegen einen Mittelpunkt der Rotationsachse des Werkstücks W transportiert.
Das Werkstück
W wird mit dem (den) somit transportierten Schneidwerkzeug(en) in
einer vorher bestimmten Weise spanend bearbeitet. Das (die) Schneidwerkzeuge)
wird (werden) so gesteuert, um zum ursprünglichen Punkt nach der Spanbearbeitung
zurückzukehren.
Nach diesem Verfahren wird (werden) das (die) Schneidwerkzeuge)
{einzeln oder mehrere in der Anzahl (mehrere Schneidwerkzeuge werden
gleichzeitig transportiert)} eins nach dem anderen für die erforderliche
Spanbearbeitung transportiert.
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Von
den oben erwähnten
automatischen Drehmaschinen verwendet diejenige zum Bearbeiten eines
Schaftteils (mit kleinem Durchmesser), das beispielsweise in eine
Armbanduhr, eine Uhr, eine Camera, einen Instrumentenmesser (ein
Messgerät) und
einen Computer eingesetzt wird, ein Schneidwerkzeug, das von einem
Typ ist, dessen Halter mit einem (mit einer Schneidkante ausgebildeten)
Einsatz hartgelötet
ist.
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Die
Verwendung des Schneidwerkzeugs mit dem obigen „hartgelöteten Einsatz" anstatt eines „Wegwerfeinsatzes" ist wahrscheinlich
den in den folgenden drei Absätzen
beschriebenen Ursachen zu zuschreiben:
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Die
Schneidwerkzeuge, die auf den Revolverköpfen der obigen automatischen
Drehmaschine montiert sind, sind radial auf einer flachen Oberfläche angeordnet,
die zur Rotationsachse des Werkstücks rechtwinklig ist, dadurch
sind, wie in der 8 zu sehen ist, je kleiner das
Werkstück
W im Aussendurchmesser ist, desto näher die Spitzen-Enden (der Schneidwerkzeuge)
sowohl im einsatzbereiten Zustand, als auch wenn die Spanbearbeitung
durchgeführt
wird, zueinander angeordnet.
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Vom
Aspekt des Schneidwerkzeugs mit dem Wegwerfeinsatz her ist folgendes
zu sagen: Das Werkstück
W mit dem Aussendurchmesser von nicht mehr als 15,0 mm ist gewöhnlich nicht
verwendbar. Dies steht im Zusammenhang mit einer Überschneidung
der Schneidwerkzeuge (Kollision miteinander), von dem jedes den
mit einer Klemmschraube geklemmten Wegwerfeinsatz aufweist. (Die Überschneidung
wird sogar verursacht, obwohl das Schneidwerkzeug ein vergleichsweise
kompaktes Spitzen-Ende aufweist).
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Unter
dem Aspekt eines Schneidwerkzeugs mit dem hartgelöteten Einsatz
ist zu sagen: Im Gegensatz zum Schneidwerkzeug mit dem Wegwerfeinsatz
kann das Schneidwerkzeug mit dem hartgelöteten Einsatz einem Schleifen
unterzogen werden (bei dem Spitzen-Ende des Schneidwerkzeugs, das
den hartgelöteten
Einsatz enthält),
um die Überschneidung
(Kollision) ohne verursachende Störungen, wie beispielsweise
ein Absenken bei der im Eingriff stehenden Festigkeit des hartgelöteten Einsatzes,
zu verhindern. Damit ist das Schneidwerkzeug mit dem hartgelöteten Einsatz
verwendbar.
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Der
hartgelötete
Einsatz ist jedoch in den Kosten hoch und bringt eine Erhöhung der
Bearbeitungskosten mit sich. Außerdem
wird das Schneidwerkzeug mit dem hartgelöteten Einsatz durch das Schleifen
ausgebildet, das verantwortlich für die Senkung der Präzision (und/oder
Genauigkeit) des Mittelpunkts (die Einstellposition der Schneidklinge) während des
Ersetzens des Schneidwerkzeugs mit dem hartgelöteten Einsatz ist. Dies bringt
weitere Vorbereitungschritte mit sich.
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Aus
Sicht der obigen Eigenschaften des Schneidwerkzeugs mit dem hartgelöteten Einsatz wird
die Verwendung des Schneidwerkzeugs mit dem Wegwerfeinsatz sogar
in solchen Anwendungen bevorzugt, wie beispielsweise bei der Spanbearbeitung
von Schaftteilen (mit kleinem Durchmesser) durch Vorrichtungen der
automatischen Drehmaschine.
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Aus
der
DE 1 246 360 ist
ein Schneidwerkzeug mit einem Klemmhalter mit einer Öffnung zur Aufnahme
eines Wegwerfeinsatzes bekannt. Der Einsatz ist am Klemmhalter durch
Mittel eines Klemmbolzens befestigt, der den Einsatz gegen Grenzwände der Öffnung presst,
um den Einsatz mit Bezug zu den drei spanenden Drücken sicher
zu hal ten, das heißt
einen Hauptschnittdruck, einen Zustelldruck und einen Gegendruck.
Dadurch wird ein Bruch des Einsatzes in Folge einer plötzlich auftretenden
Last verhindert. Der Klemmhalter umfasst einen stangenähnlichen
Schaft und einen Kopf, der dicker als der Schaft ist. Der Einsatz
ist am Kopf eingesetzt und quer angeordnet oder signifikant mit
Bezug zur longitudinalen Richtung des Klemmhalters geneigt.
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Kurzzusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schneidwerkzeug
mit einem Wegwerfeinsatz zur Spanbearbeitung eines Schaftteils zu
schaffen, das durch einen kleinen Aussendurchmesser definiert ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Aufgabe durch ein Schneidwerkzeug mit den Merkmalen
des unabhängigen
Anspruchs 1 gelöst.
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Insbesondere
ist das Schneidwerkzeug in der Anzahl mehrfach, von denen jedes
in einem von einer Vielzahl von Revolverköpfen eingespannt ist, die radial
angeordnet sind, bei Betrachtung in einer Richtung entlang einer
Rotationsachse eines eingespannten Werkstücks. Das Schneidwerkzeug (mit dem
Wegwerfeinsatz) ist dasjenige, das für eine automatische Drehmaschine
verwendet wird, wie beispielsweise eine automatische Drehmaschine
des Kurventyps, einer automatischen NC-Drehmaschine und Ähnlichen.
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Es
kann ein Schneidwerkzeug auf einem Revolverkopf angeordnet bereitgestellt
werden. Das Schneidwerkzeug umfasst einen Halter mit einem Spitzen-Ende
und einen Wegwerfeinsatz, der auf das Spitzen-Ende des Halters mit
einer Klemmschraube geklemmtist. Der Halter umfasst: eine Bodenfläche und
eine Spitzen-Endfläche,
die eine Ecke des Halters definiert. Die Ecke des Halters bildet
eine abgefaste Fläche
aus. Der Wegwerfeinsatz umfasst: eine Bodenfläche und eine Abhebefläche, die
eine Ecke des Wegwerfeinsatzes definiert. Die Ecke des Wegwerfeinsatzes
bildet eine abgefaste Fläche
aus.
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Es
kann eine automatische Drehmaschine zum spanenden Bearbeiten eines
runden Stabwerkstücks
bereitgestellt werden, das auf der automatischen Drehmaschine gespannt
ist und einen Außendurchmesser
von nicht mehr als 5,0 mm vor einer Spanbearbeitung aufweist. Die
automatische Drehmaschine umfasst: eine Vielzahl von Revolverköpfen, die
auf der automatischen Drehmaschine so angeordnet sind, um einen
Strahl auszubilden, wenn die Vielzahl von Revolverköpfen in
einer ersten Richtung entlang einer Rotationsachse des Werkstücks betrachtet
werden; und eine Vielzahl von Schneidwerkzeugen ist auf der Vielzahl
von Revolverköpfen in
solch einer Weise angeordnet, um ein radiales Winkelintervall von
45° zwischen
zwei benachbarten Schneidwerkzeugen zu definieren. Jedes der Schneidwerkzeuge
umfasst: einen Halter mit einem Spitzen-Ende; und einen Wegwerfeinsatz,
der auf dem Spitzen-Ende des Halters mit einer Klemmschraube geklemmt
ist. Der Halter umfasst eine Bodenfläche und eine Spitzen-Endfläche, die
eine Ecke des Halters definiert. Die Ecke des Halters bildet eine abgefaste
Fläche
aus, um die Schneidwerkzeuge benachbart zueinander am Verursachen
einer Überschneidung
untereinander zu verhindern, wenn bei den Schneidwerkzeugen zumindest
eines davon in einer einsatzbereiten Position und eines zumindest
in der Spanbearbeitung ist. Der Wegwerfeinsatz umfasst die Bodenfläche und
eine Abhebefläche,
die eine Ecke des Wegwerfeinsatzes definiert. Die Ecke des Wegwerfeinsatzes
bildet eine abgefaste Fläche aus,
um die zueinander benachbarten Schneidwerkzeuge am Verursachen der Überschneidung
untereinander zu verhindern, wenn die Schneidwerkzeuge zumindest
in der einsatzbereiten Position und eines zumindest in der Spanbearbeitung
ist.
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Im
folgenden wird der TiCN-Überzug
genauso wie die Oberflächenrauheit
von Wegwerfeinsätzen beschrieben.
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Gemäß der dargestellten,
erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist der Ausgangswerkstoff (oder Grundwerkstoff) des Wegwerfeinsatzes
mit einer Oberflächenrauheit
Ra (nach dem JIS = Japanischer Industriestandard) von nicht mehr
als 0,3 μm äußerst glatt.
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Hierin
ist Ra technisch als „Oberflächenmittelrauheit
(center-line mean roughness)" bezeichnet. Der
Ra(-Wert) wird auch als „arithmetische
Mittelrauheit" bezeichnet,
der einer der Oberflächenrauheiten ist,
die von JIS B 0601 (1994) definiert sind.
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Die
Oberfläche
des Ausgangswerkstoffs des Wegwerfeinsatzes ist mit einer dünnen TiCN-Schicht von
nicht mehr als 2 μm
in der Dicke überzogen.
Dadurch ist die Oberfläche
(TiCN-Überzug)
von einem Klingenende des Wegwerfeinsatzes in der Unregelmäßigkeit
klein. Das somit ausgebildete Klingenende des Wegwerfeinsatzes nimmt
ohne eine große
Verformung zu verursachen zu und ist deshalb stabil verschweißt. Als
Ergebnis wird sogar ein Automatenstahl genau und / oder präzise geschnitten
(Maßtoleranz: ± 0,01
mm), um dadurch Werkstücke
in einer großen
Anzahl spanend zu bearbeiten.
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Hierin
ist die (nicht mehr als 2 μm
dicke) TiCN-Überzugsschicht
gemäß der dargestellten,
erfindungsgemäßen Ausführungsform
dünner
als eine konventionelle Überzugsschicht
(mit zum Beispiel 3 μm
bis 5 μm).
Trotz der Feinheit der TiCN-Überzugsschicht
gemäß der dargestellten,
erfindungsgemäßen Ausführungsform
weist das Schneidwerkzeug eine lange Lebensdauer auf. Diese lange
Lebensdauer ist der oben erwähnten
stabilen Schweißnaht des
Klingenendes des Wegwerfeinsatzes zu zuschreiben und diese stabile
Schweißnaht
wird vorzugsweise beibehalten.
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Der
Ausgangswerkstoff des Wegwerfeinsatzes, gemäß der dargestellten, erfindungsgemäßen Ausführungsform,
ist aus verschiedenen Werkstoffen, wie beispielsweise Hartmetall
(oder Sintercarbid), Keramik, Cermet (einem Akronym für Ceramisches
Metall – gemäß dem von
der Akademischen Presse herausgegebenen Wörterbuch Science and Technology),
Hochgeschwindigkeitsstahl und Ähnliche.
Das Hartmetall ist jedoch vorzugsweise dasjenige, dessen Rohmaterial
aus einem ultrafeinen-Partikel von nicht mehr als 1 μm in der
Korngröße besteht. (Im
folgenden wird solch ein Hartmetall als „ultrafeines-Partikelhartmetall" bezeichnet). Wie
im Vergleich mit einem gewöhnlichem Hartmetall
ist das ultrafeine-Partikelhartmetall, gemäß der dargestellten, erfindungsgemäßen Ausführungsform,
in der Belastbarkeit und Härte
hoch und besitzt dadurch einen guten Klingenstand (mit anderen Worten,
eine gute Zerspanbarkeit bildet ein spitzes Klingenende des Wegwerfeinsatzes
aus). Außerdem
ist das ultrafeine-Partikelhartmetall im Verschleißwiderstand,
genauso wie in der Ausfallwiderstandsfähigkeit ausgezeichnet.
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Die
(nicht mehr als 0,3 μm
hohe) Oberflächenmittelrauheit
Ra, gemäß der dargestellten,
erfindungsgemäßen Ausführungsform,
ist nicht ein Muß für die vollständige Oberfläche des
Ausgangswerkstoffes des Wegwerfeinsatzes. Mit anderen Worten „nicht
mehr als 0,3 μm" sollte zumindest
auf das Klingenende des Wegwerfeinsatzes angewendet werden.
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Außerdem kann
gemäß der dargestellten, erfindungsgemäßen Ausführungsform
die TiCN-Überzugsschicht
einfach oder mehrfach sein. Um die TiCN-Überzugsschicht mit einer Dicke
von nicht mehr als 2 μm
auszubilden, ist eine kürzere Dampfsedimentationszeit
(als beim konventionellen Verfahren) bevorzugt.
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Das
Obige faßt
eine Beschreibung vom TiCN-Überzug
und ebenso gut von der Oberflächenrauheit
zusammen.
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Die
anderen Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden Beschreibung mit Bezug zu den beiliegenden Zeichnungen
verstanden.
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Kurzbeschreibung
von einigen Ansichten der Zeichnungen
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Die 1 zeigt
eine Vielzahl von Schneidwerkzeugen 101 bis 105,
von denen jedes in einem jeweiligen Revolverkopf 1 bis 5 einer
automatischen Drehmaschine aus der Sicht in einer Richtung entlang
einer Rotationsachse eines Werkstücks W, gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, eingespannt ist;
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die 2 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Spitzen-Endes von einem Halter 111 nach der 1;
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die 3 ist
eine vergrößerte Ansicht,
die einen Bereich in der Umgebung des Werkstücks W in der 2 in
einem einsatzbereiten Zustand zeigt;
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die 4 zeigt
ein Spitzen-Ende des Schneidwerkzeugs 101, das in der Richtung
entlang der Rotationsachse des Werkstücks W in der 3 betrachtet
wird;
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die 5 zeigt
das Spitzen-Ende des Schneidwerkzeugs 101, das von einer
Spanfläche 153 vom
Halter 111 betrachtet wird;
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die 6 zeigt
einen Spanhohlraum 121 beim Spitzen-Ende des Schneidwerkzeugs 101,
das von einer Stangen-Seitenfläche 113 vom
Halter 111 gesehen wird;
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die 7 zeigt
das Spitzen-Ende des Schneidwerkzeugs 101, das von einer
Spitzen-Endfläche 138 vom
Halter 111 gesehen wird; und
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die 8 zeigt
eine Vielzahl von Schneidwerkzeugen 11 bis 15,
von denen jedes in einem der jeweiligen Revolverköpfe 1 bis 5 von
der automatischen Drehmaschine bei Betrachtung in der Richtung entlang
der Rotationsachse des Werkstücks
W, gemäß dem Stand
der Technik, eingespannt ist.
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Detaillierte Beschreibung
der Ausführungsform
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Wie
aus den 1 bis 7 zu sehen
ist, wird ein Schneidwerkzeug gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
bereitgestellt. Die 1 bis 4 zeigen
das (die) Schneidwerkzeug(e) bei Betrachtung in einer Richtung entlang
der Rotationsachse von einem Werkstück W, das in einem Zustand so
eingespannt ist, dass das (die) Schneidwerkzeug(e) in einer Vielzahl
von Revolverköpfen
von einer automatischen Drehmaschine eingespannt ist (sind). Jede
der 1 bis 4 zeigt einen einsatzbereiten
Zu stand vor der Spanbearbeitung (Schneidbearbeitung). Jede mit 1 bis 5 bezeichnete
Nummer ist ein Revolverkopf. Die Revolverköpfe 1 bis 5 sind radial
mit regelmäßigen Winkelintervallen
von 45° (Winkelintervall α) angeordnet,
wenn in die Richtung entlang der Rotationsachse des Werkstücks W gesehen
wird, das auf der (nicht gezeigten) automatischen Drehmaschine eingespannt
ist. Wie in der 1 zu sehen ist, sind die Revolverköpfe 1 bis 5 schematisch
mit zweipunktierten Linien gekennzeichnet. Jede der Revolverköpfe 1 bis 5 spannt
eines der jeweiligen Schneidwerkzeuge 101 bis 105 gemäß der Ausführungsform
ein. Somit sind die Schneidwerkzeuge 101 bis 105 auch
radial in regelmäßigen Winkelintervallen
von 45° (Winkelintervall α) angeordnet,
wenn in die Richtung entlang der Rotationsachse des Werkstücks W gesehen
wird.
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Gemäß der Ausführungsform
weist jedes der Schneidwerkzeuge 101 bis 105,
die auf einem der jeweiligen Revolverköpfe 1 bis 5 montiert
sind, einen (gleichen) Halter 111 auf. Jeder der benachbarten Schneidwerkzeuge 101 bis 105 klemmt
einen der jeweiligen Wegwerfeinsätze 51 bis 55 ein
(von denen jeder eine Spanfläche 153 und
eine Bodenfläche 154 gegenüberliegend
zur Spanfläche 153 aufweist,
wie aus der 4 zu sehen ist). Die Schneidwerkzeuge 101 bis 105 sind
radial angeordnet, wenn sie in der Richtung entlang der Rotationsachse
des Werkstücks
W {hier im folgenden auch als "(in)
der Frontansicht" bezeichnet}
betrachtet werden. Außerdem sind
die Schneidwerkzeuge 101 bis 105 in einem Zustand
zueinander benachbart angeordnet, so dass die Spanfläche 153 (von
einem der Wegwerfeinsätze 51 bis 55)
der Bodenfläche 154 (von
den benachbarten anderen Wegwerfeinsätzen 51 bis 55)
gegenübersteht.
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Hierin
sind die Schneidwerkzeuge 101 bis 105 unter dem
Aspekt der Konfiguration und Struktur grundsätzlich untereinander gleich
(bzw. gewöhnlich),
außer
bei der Konfiguration einer Schneidklinge von den darauf geklemmten
Wegwerfeinsätzen 51 bis 55.
Deshalb ist im Folgenden das Schneidwerkzeug 101, wie es
in der 4 zu sehen ist, nur im Detail beschrieben.
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Insbesondere
ist der das Schneidwerkzeug 101 bildende Halter 111,
im Wesentlichen in einer sich gerade erstreckenden Stange geformt
und weist einen im Wesentlichen in einem Rechteck geformten Querschnitt
auf, wobei das Rechteck vier Seiten definiert, von der jede (zum
Beispiel) 9 mm lang ist. Der Halter 111 definiert eine
Stangen-Seitenfläche 113, die
auf einer Seite positioniert ist, die die Spannfläche 153 vom
Wegwerfeinsatz 51 definiert. Die Stangen-Seitenfläche 113 definiert
eine flache endnahe Fläche 113A,
die zur Stangen-Seitenfläche 113 parallel
ist und leicht niedriger im Niveau (etwa 0,5 mm aufwärts in der 4)
ist, als die Stangen-Seitenfläche 113.
Die endnahe Fläche 113A definiert
einen eingebeulten Spanhohlraum 121.
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Der
Wegwerfeinsatz 51 weist eine konstante Dicke in einem Bereich
von 1 mm bis 3,5 mm (etwa 2,5 mm gemäß der Ausführungsform) auf. Wie in der 5 zu
sehen ist, ist der Wegwerfeinsatz 51 eben und ist im Wesentlichen
in einem Rhombus geformt, der einen gedachten einschreibenden Kreis
(6,35 mm im Durchmesser) von der Spanfläche 153 definiert.
Außerdem
weist der Wegwerfeinsatz 51 zwei Nasen 155 auf,
von denen jede einen gedachten spitzen Winkel von 35° des Rhombuses
definiert. Eine Nase (links in der 5) von den
zwei Nasen 155 ist im Spanhohlraum 121 aufnehmbar.
Der Spanhohlraum 121 weist (links in der 4)
einen Boden auf, der mit einem Ausschnitt 123 (5)
zum Aussparen der einen (links in der 5) von den
zwei Nasen 155 ausgebildet ist.
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Wie
es in der 6 zu sehen ist, ist der Spanhohlraum 121 aus
einer Einsatzsitzfläche 125 und
einem Paar von ersten Wandflächen 126 und
einer zweiten Wandfläche 127 ausgebildet.
Die Einsatzsitzfläche 125 ist
flach und die erste Wandfläche 126 und
die zweite Wandfläche 127 begrenzen
den Wegwerfeinsatz 51. Wie in den 5, 6 und 7 zu
sehen ist, definiert die Einsatzsitzfläche 125 ein Schraubloch 128 (Durchgangsloch)
für eine Klemmschraube 130.
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Wie
in der 4 zu sehen ist, weist der Halter 111 eine
Bodenfläche 114 und
eine abgefaste Fläche 132 (wie
sie im Folgenden im Detail beschrieben wird) benachbart zur Bodenfläche 114 auf.
Das Schraubloch 128 erstreckt sich auf die abgefaste Fläche 132 und öffnet im
Wesentlichen einen Mittelpunktsbereich der abgefasten Fläche 132 in
einer longitudinalen Richtung vom Halter 111.
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Dadurch
ist der (flache, rhombusförmige
und ein Loch definierende) Wegwerfeinsatz 51 auf die Einsatzsitzfläche 125 vom
Spanhohlraum 121 mit der Bodenfläche 154, die auf die
Einsatzsitzfläche 125 stößt, gesetzt,
während
zwei (begrenzte Flächen) Umfangsflächen jeweils
auf die erste Wandfläche 126 und
die zweite Wandfläche 127 stoßen. Die Klemmschraube 130 ist
eine Flachkopfschraube {z.B. M2,5 nach dem JIS (= Japanischen Industriestandard)
und 5 mm in der Länge
gemäß der Ausführungsform}
und ist in das Schraubloch 128 zur Befestigung eingeschraubt,
das im Wesentlichen im Mittelpunkt der Spanfläche 153 definiert
ist.
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Hierin
weist die Klemmschraube 130 einen Schraubkopf auf, der
so gesenkt ist, um (in der 4, aufwärts) mehr
als die Spanfläche 153 im
Niveau eingesenkt zu werden. Außerdem
ist die Spanfläche 153 des
Wegwerfeinsatzes 51 so konstruiert, um (in der 4 aufwärts) mehr
als die Stangen-Seitenfläche 113 des
Halters 111 im Niveau einzusinken. Vorzugsweise sinkt die
Spanfläche 153 von
der Stangen-Seitenfläche 113 in
einem Bereich von 0,05 mm bis 0,3 mm ein. Gemäß der Ausführungsform sinkt die Spanfläche 153 von
der Stangen-Seitenfläche 113 um
0,1 mm ein. Mit der obigen Konfiguration ist das Schneidwerkzeug 101 im
Revolverkopf 1 glatt (eingefügt) eingespannt und wird aus
dem Revolverkopf entfernt (herausgezogen).
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Wie
in den 4 und 5 zu sehen ist, weist der geklemmte
Wegwerfeinsatz 51 ein Spitzen-Ende auf {, das die Nase 155 (Schneidklinge) enthält}, das
sich von der Einsatzsitzfläche 125 erstreckt
und eine Hervorhebung von der Spitzen-Endfläche 138 (von dem Halter 111)
ausbildet, wobei die Dicke 1 bis 1,5 mal
die Dicke des Wegwerfeinsatzes 51 aufweist. Gemäß der Ausführungsform
ist die Hervorhebung zum Beispiel etwa 2 mm.
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Außerdem ist
eine abgefaste Fläche 152 an einer
Ecke ausgebildet, die zwischen einer Abhebefläche 158 und der Bodenfläche 154 des
Wegwerfeinsatzes 51 definiert ist. Wie in der 4 (in
der Vorderansicht) zu sehen ist, ist die abgefaste Fläche 152 im
We sentlichen plan (flache Fläche),
die gerade geschnitten ist und 0,3 mm bis 1,5 mm (in einer Richtung
der Dicke von der Spanfläche 153,
namentlich in einer Richtung rechtwinklig zur Spanfläche 153)
für die
Abhebefläche 158 zulässt. Gemäß der Ausführungsform
ist etwa 0,5 mm für
die Abhebefläche 158 gelassen.
Die abgefaste Fläche 152 ist
konstruiert, um einen ersten Abfasewinkel θ1 von 45° relativ zur Spanfläche 153 in
der Vorderansicht auszubilden. Der Winkel 81 ist jedoch
in einem Bereich von 35° bis 45° erlaubt.
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Außerdem definiert
gemäß der Ausführungsform
die Bodenfläche 154 (des
Wegwerfeinsatzes 51), die sich von der Einsatzsitzfläche 125 erstreckt, eine
kleine (etwa 0,5 mm hohe) Hervorhebung von der Spitzen-Endfläche 138 des
Halters 111.
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Der
Wegwerfeinsatz 51 gemäß der Ausführungsform
weist die zwei Nasen 155 auf, von denen jede die Schneidklinge
ist, die den gedachten spitzen Winkel von 35° definiert. Die Schneidklingen
von den zwei Nasen 155 bilden eine Punktsymmetrie in der Draufsicht,
wie es in der 5 zu sehen ist.
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Außerdem ist
der Wegwerfeinsatz 51 mit TiCN auf einer Oberfläche nach
den folgend beschriebenen sequentiellen Schritten überzogen.
(Die Oberfläche
des Wegwerfeinsatzes 51 schließt jedoch eine Wand des Schraublochs 128 aus):
- 1. Vorbereiten des Ausgangswerkstoffs des Wegwerfeinsatzes 51,
wobei der Ausgangswerkstoff ein ultrafeines Partikelhartmetall ist.
- 2. Polieren der Abhebefläche 158 und
der Spanfläche 153,
die das ineinander übergehende
Ende der Schneidklinge einschließt, sowie um die Abhebefläche 158 und
die Spanfläche 153 mit
der Oberflächenrauhheit
Ra von nicht mehr als 0,3 μm
zu bearbeiten. Hierin ist die Rippe des ineinander übergehenden
Endes der Schneidklinge äußerst spitz.
- 3. Überziehen
der Oberfläche
des Wegwerfeinsatzes 51 mit TiCN mit einer Schichtdicke
von nicht mehr als 2 μm
(gesetzter Wert 1,5 μm).
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Gemäß der dargestellten,
erfindungsgemäßen Ausführungsform
weist der Ausgangswerkstoff des Wegwerfeinsatzes 51 die
Oberflächenmittelrauhheit
Ra von nicht mehr als 0,3 μm
auf, wobei die Rauhheit im Wesentlichen zu einer behandelten Oberfläche einer
Spiegeloberfläche äquivalent
ist. Außerdem
ist gemäß der dargestellten,
erfindungsgemäßen Ausführungsform
der TiCN-Überzug
nicht mehr als 2 μm
dünn. Mit
anderen Worten ist die Überzugsschicht,
die in der Umgebung des ineinander übergehenden Endes (Rippe von
der Schneidklinke) des Wegwerfeinsatzes 51 ausgebildet
ist, extrem glatt. Die extreme Glattheit und die Dünnheit der Überzugsschicht
verteilen sich, um die Oberflächenrauhheit
zu reduzieren, während
der Bildung der Überzugsschicht.
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Das
Obige wird wie folgt zusammengefasst: Das Klingenende des Wegwerfeinsatzes 51 ist
klein (dünn)
und stabil ausgebildet. Deshalb senkt das Schneiden des Automatenstahls
mit dem somit ausgebildeten Klingenende des Wegwerfeinsatzes 51 nicht
die Präzision
und/oder Genauigkeit der Spanbearbeitung des Werkstücks W, das
eine Maßtoleranz
von ±0,01
mm erfordert. Die Oberflächenrauhheit
des Ausgangswerkstoffs des Wegwerfeinsatzes 51 nach dem
Ausbilden der TiCN-Überzugsschicht wird
durch Entfernen der TiCN-Überzugsschicht
mit einem Lösungsmittel überprüft.
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Außerdem weist
der Halter 111 ein Spitzen-Ende auf, das mit der abgefasten
Fläche 132 ausgebildet
ist. Wie in der 4 zu sehen ist, ist die abgefaste
Fläche 132 mit
der Bodenfläche 114 fortlaufend
und ist mit der Einsatzsitzfläche 125 unterbrochen,
die eine Toleranz (etwa 0,5 mm gemäß der Ausführungsform, eine Toleranz zwischen
der abgefasten Fläche 132 und
der Einsatzsitzfläche 125)
für die
Spitzen-Endfläche 138 zulässt. Die
abgefaste Fläche 132 ist
im Wesentlichen eine Ebene (flache Fläche), die in der Vorderansicht
gerade geschnitten ist.
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Gemäß der Ausführungsform
ist ein zweiter Fasenwinkel θ2
ausgebildet, der mit 30° konstruiert ist,
wie in der 4 zu sehen ist. Mit anderen
Worten, in der Vorderansicht bildet die abgefaste Fläche 132 und
die endnahe Fläche 113A (des
Halters 111) einen 30°-Winkel
aus. Außerdem
bildet die abgefaste Fläche 132 und
die Spanfläche 153 (vom
Wegwerfeinsatz 51) einen Winkel von 30° aus. Der zweite Fasenwinkel θ2 ist vorzugsweise
in einem Bereich von 30° bis
45°. Zusätzlich ist
der zweite Fasenwinkel θ2 vorzugsweise
kleiner als der erste Fasenwinkel 81. Ein Spitzen-Ende
(gegenüber
dem Schraubenkopf) der Klemmschraube 130 kann mit etwas
Ausdehnung hervorstehen, wenn das Schraubloch 128 auf der
abgefasten Fläche 132 bei
dem Spitzen-Ende des Halters 111 offen ist. Deshalb kann
der Gewindebereich mit dem zweiten Fasenwinkel θ2 kleiner als der erste Fasenwinkel θ1 effektiv
gesichert werden.
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Gemäß der Ausführungsform
bildet ein Spitzen-Ende des Schneidwerkzeugs 101 in der
Gesamtansicht eine größere Fase
aus. Insbesondere, wie in der 4 zu sehen
ist (in der Vorderansicht), bildet die Abhebefläche 158 (beim spitzen
Ende des Wegwerfeinsatzes 51) und die Bodenfläche 114 (des Halters 111)
die größere Fase,
die dazwischenschreitet, aus.
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Jedes
der Schneidwerkzeuge 101 bis 105, das somit aufgebaut
ist, wird zum Beispiel zur Spanbearbeitung des Werkstücks W eines
im Wesentlichen runden Stabs verwendet, dessen Werkstoff einen Außendurchmesser
von 1 mm aufweist. Wie in der 1 bis 5 zu
sehen ist, ist jedes der Schneidwerkzeuge 101 bis 105 auf
einen jeweiligen radial angeordneten Revolverkopf 1 bis 5 eingespannt.
Wie in der 3(der Vorderansicht) zu sehen
ist, ist im einsatzbereiten Zustand (oder Position) vor der Spanbearbeitung
das Spitzen-Ende der Nase 155 (Schneidklinge) von jedem
der Schneidwerkzeuge 101 bis 105 auf einem gedachten
Umfang E angeordnet, der einen Radius von 2 mm um die Rotationsachse
des Werkstücks
W aufweist.
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Jeder
der Wegwerfeinsätze 51 bis 55 von
einem der jeweiligen Schneidwerkzeuge 101 bis 105 ist
mit der abgefasten Fläche 152 ausgebildet,
während
jeder der Halter 111 von einem der jeweiligen Schneidwerkzeuge 101 bis 105 mit
der abgefasten Fläche 132 ausgebildet
ist. Dadurch sind die Schneidwerkzeuge 101 bis 105 frei
von jeder Überschneidung
oder Kollision untereinander. Die Freiheit von der Überschneidung
oder Kollision wird sogar in den folgenden Situationen gesichert:
i) Einsatzbereiter Zustand (oder Position), wie in der 3 zu
sehen ist. ii) Wenn irgendeines der Schneidwerkzeuge 101 bis 105 in
einer Richtung rechtwinklig zur Rotationsachse des Werkstücks W und
gegen einen Mittelpunkt der Rotationsachse des Werkstücks W transportiert
wird, um dadurch die Spanbearbeitung des Werkstücks W zu beginnen. iii) Wenn
eine Vielzahl von Schneidwerkzeugen 101 bis 105 gleichzeitig
in die Richtung rechtwinklig zur Rotationsachse des Werkstücks W und
gegen einen Mittelpunkt der Rotationsachse des Werkstücks W transportiert
werden, um dadurch die Zerspanbearbeitung des Werkstücks W zu
beginnen (in diesem Fall jedoch werden die Schneidwerkzeuge gleichzeitig
transportiert, die nicht zueinander benachbart sind).
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Deshalb
sind die Schneidwerkzeuge 101 bis 105 gemäß der Ausführungsform
in den Revolverköpfen
eingespannt, die auf einer Drehmaschine des Kurventyps oder einer
automatischen NC-Drehmaschine angeordnet sind. Die Revolverköpfe sind
so angeordnet, um einen Strahl auszubilden, wenn in die Richtung
entlang der Rotationsachse des Werkstücks W betrachtet wird. Die
somit montierten Schneidwerkzeuge 101 bis 105 führen die
Spanbearbeitung von den kleinen Schaftteilen effektiv aus, ohne
irgendeine Überschneidung
zwischen den benachbarten Schneidwerkzeugen 101 bis 105 zu
verursachen. In den kleinen Schaftteilen ist das eine mit dem Außendurchmesser
von 1 mm enthaltend.
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Gemäß der beschriebenen
obigen Ausführungsform
sind die fünf
Schneidwerkzeuge in einem regelmäßigen Winkelintervall
von 45° in
der Vorderansicht in einer Vielzahl von Revolverköpfen eingespannt,
die auf einer automatischen Drehmaschine angeordnet sind. Hierin
werden die fünf
Schneidwerkzeuge der Spanbearbeitung zum Zerspanen des Werkstücks mit
einem Außendurchmesser
von 1 mm unterzogen.
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Das
Schneidwerkzeug gemäß der dargestellten,
erfindungsgemäßen Ausführungsform
weist folgende minimale Anforderungen auf:
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Die
Fase an der Ecke des Wegwerfeinsatzes (des Schneidwerkzeugs) und
die Fase an der Ecke des Halters (des Schneidwerkzeugs) sollte einen passenden
Winkel und einen Bereich aufweisen, so dass die benachbarten Schneidwerkzeuge
jede Überschneidung
gemäß den radialen
Winkelintervallen zwischen den Schneidwerkzeugen und mit dem Außendurchmesser
des Werkstücks
verhindern können.
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Der
obigen minimalen Anforderung sollte genügt werden, sowohl, wenn die
Schneidwerkzeuge auf den Revolverköpfen in dem einsatzbereiten
Zustand genügen
als auch, wenn die Spanbearbeitung durchgeführt wird.
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Die
Revolverköpfe
der obigen automatischen Drehmaschine sind in solch einer Weise
angeordnet, dass sie Schneidwerkzeuge, die gewöhnlich auf den Revolverköpfen montiert
sind, radiale Winkelintervalle von 45° zueinander haben. Im Fall der konventionellen
Schneidwerkzeuge ist es wahrscheinlich das eines, das den Wegwerfeinsatz
mit der Klemmschraube geklemmt aufweist, eine Überschneidung verursacht, sogar
wenn das Schneidwerkzeug klein ist, wie im Fall, in dem das Werkstück vor der
Spanbearbeitung nicht mehr als 15 mm im Außendurchmesser aufweist.
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Mit
anderen Worten, der obige Absatz wird wie folgt zusammengefasst:
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Bedingungen:
- i) Die Revolverköpfe sind vorzugsweise in solch einer
Weise angeordnet, dass die in den Revolverköpfen eingespannten Schneidwerkzeuge
radiale Winkelintervalle von 45° aufweisen.
- ii) Das Werkstück
vor der Spanbearbeitung ist nicht mehr als 15 mm im Außendurchmesser.
- iii) Die Schneidwerkzeuge sind im einsatzbereiten Zustand vor
der Spanbearbeitung oder in der Spanbearbeitung auf den Revolverköpfen montiert.
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Nach
den obigen drei Bedingungen i) bis iii) weist jedes der Schneidwerkzeuge
vorzugsweise eine abgefaste Fläche
an einer Ecke des Wegwerfeinsatzes und eine abgefaste Fläche an einer
Ecke des Halters auf, um jegliche Überschneidung (oder Kollision)
zu verhindern, die zwischen den benachbarten Schneidwerkzeugen verursacht
werden kann. Solche Schneidwerkzeuge sind im Allgemeinen verwendbar
und insbesondere bevorzugbar.
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Die Überschneidung
zwischen benachbarten Schneidwerkzeugen wird mit den folgenden zwei Maßnahmen
verhindert (oder ist weniger wahrscheinlich aufzutreten), die zusammengenommen werden:
- i) Senkung des ersten Fasenwinkels θ1 (der abgefasten
Fläche 152)
und des zweiten Fasenwinkels 82 (der abgefasten Fläche 132).
- ii) Vergrößern der
Breite (Schneidbereich) der abgefasten Fläche 132 und der abgefasten
Fläche 152 in
der Vorderansicht.
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Die
zwei oben beschriebenen Maßnahmen sind
jedoch wahrscheinlich, die Festigkeit des Schneidwerkzeugs zu senken.
Deshalb sollte die Senkung (des ersten Fasenwinkels θ1 und des
zweiten Fasenwinkels θ2)
und die Vergrößerung (der Breite
der abgefasten Fläche 132 und
der abgefasten Fläche 152)
vorzugsweise auf solch ein Ausmaß begrenzt werden, dass das
Schneidwerkzeug in der Festigkeit nicht gesenkt wird.
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Außerdem sollte
jeder der auf den Halter montierten Wegwerfeinsätze eine Schneidklinge definieren,
die eine geeignete Konfiguration gemäß der erforderlichen oder benötigten Spanbearbeitung
(wie Nuten, Drehen eines Außendurchmessers
und das Spanen der Rückenseite
eines Flansches) aufweist.
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Der
Wegwerfeinsatz in der Draufsicht ist nicht auf den Rhombus, wie
in der 5 zu sehen ist, begrenzt. Solch ein Rhombus (mit
anderen Worten ein verlängerter" Wegwerfeinsatz,
bei Betrachtung auf die Spanfläche)
gemäß der Ausführungsform
ist jedoch aus dem folgenden Grund vorzuziehen:
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Um
der Fase des Halters zu ermöglichen,
so viele Gewinde des Schraubenlochs (für die Klemmschraube zum Fixieren
des Wegwerfeinsatzes) wie möglich
zu sichern, ist das Schraubloch vorzugsweise (mit anderen Worten
gegen das Bodenende des Halters oder nach links in der 5)
soweit rückwärts wie
möglich
von der Spitzen-Endfläche
des Halters angeordnet.
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Wie
in der 7 zu sehen ist, erstrecken sich die Stangen-Seitenfläche 113 und
die Bodenfläche 114 des
Halters 111 gemäß der dargestellten Ausführungsform
in einer Parallelen zueinander zwischen zwei gegenüberliegenden
Außenflächen, und der
Mittelpunkt des Schrauben(durchgangs)lochs 128 ist auf
einer der zwei gegenüberliegenden
Außenseiten
(an der unteren Fläche,
wie in der 6 dargestellt und an der rechten
Fläche,
wie in der 7 zu sehen ist) angeordnet.
Die Spitzen-Endfläche 138 des
Halters 111 ist nur in einem Bereich zwischen der Position
des Mittelpunkts des Schraubenlochs 128 und der rechten
Außenseitenfläche des Halters 111,
wie in der 7 zu sehen ist, ausgebildet.
Wie in der 6 zu sehen ist, erstreckt sich
die plane endnahe Fläche 113A des
Halters 111 kontinuierlich um den Spanzwischenraum 121 von
einem ersten Ende, das auf einer Seite des Durchgangslochs 128 (auf
der oberen Seite, wie in der 6 zu sehen
ist) auf ein zweites Ende, das auf der anderen Seite des Durchgangslochs 128 (auf
der unteren Seite, wie in der 6 zu sehen
ist) angeordnet ist, so dass der Ausschnitt ähnlich einem Sackloch geformt ist.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung durch Bezugnahme einer Ausführungsform
oben beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf
eine oben beschriebene Ausführungsform
beschränkt. Modifikationen
und Variationen der oben beschriebenen Ausführungsform werden für einen
Fachmann im Licht der obigen Lehre naheliegend erscheinen.
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Der
Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist mit Bezugnahme zu den
folgenden Ansprüchen
definiert.