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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Schneidwerkzeug mit Presspassung mit einem Werkzeughalteabschnitt
und einem darin montierten Werkzeug.
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Diese Beschreibung basiert auf in
Japan angemeldeten Patentanmeldungen (den japanischen Patentanmeldungen
Nr. 10-350404 und
11-123211), und die Beschreibungen in den japanischen Anmeldungen
werden in diese Beschreibung aufgenommen.
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Hintergrund
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Bisher war ein Schneidwerkzeug bekannt
als Beispiel dieser Art von Schneidwerkzeug, bei welchem ein Vorsprung
in entweder einem Kantenabschnitt oder einem Schaftabschnitt ausgeformt
ist, eine Ausnehmung in dem anderen Abschnitt ausgeformt ist und
der Vorsprung und die Ausnehmung durch Schrumpfpassen zusammengefügt werden.
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Falls das Schneidwerkzeug beispielsweise ein
Fräswerkzeug
wie beispielsweise ein Schaftfräser
ist, besteht der Schaftabschnitt beispielsweise aus Stahl, und der
Kantenabschnitt besteht aus zementiertem Karbid oder ähnlichem
und ist lösbar
und austauschbar durch Schrumpfpassen eingepasst. Dadurch, dass
der Kantenabschnitt austauschbar ist, können Kantenabschnitte mit unterschiedlichen
Arten von Schneidkanten montiert werden.
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Bei der Herstellung eines solchen
Schneidwerkzeugs durch Schrumpfpassen werden die Ausnehmung und
ein Vorsprung des Kantenabschnitts zusammengefügt, während der Schaftabschnitt mit einer
Ausnehmung mit einem recht hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
erwärmt
wird. In diesem Fall wird, wenn der Schaftabschnitt mit der Ausnehmung
auf beispielsweise ungefähr
200°C erhitzt
wird, die Ausnehmung erweitert, so dass der Innendurchmesser die
Passung zum Einpassen des Vorsprungs überschreitet, und so wird ein
Zusammenfügen
möglich.
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Wenn der Kantenabschnitt von dem
Schaftabschnitt in dem zusammengefügten Schneidwerkzeug gelöst werden
soll, wird jedoch, wenn der Schaftabschnitt mit der Ausnehmung erhitzt
wird, der Kantenabschnitt mit den Vorsprung ebenfalls erhitzt und
dehnt sich thermisch aus. Daher muss der Schaftabschnitt auf über ungefähr 300°C erhitzt
werden, um den Kantenabschnitt zu lösen, und dies ist ineffizient.
Wenn es einen kleinen Unterschied zwischen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des
Materials des Kantenabschnitts und des Materials des Schaftabschnitts
gibt, ist es außerdem
noch schwieriger, den Kantenabschnitt zu lösen.
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Als Verfahren zum Überwinden
solcher Probleme ist eine Technik in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung
Nr. 10-34408 offenbart und vorgeschlagen worden.
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Bei diesem Verfahren wird ein Raum über den
gesamten Außenumfang
eines Passabschnitts zwischen einem Vorsprung und einer Ausnehmung eines
Kantenabschnitts und eines Werkzeughalters ausgeformt, die zusammengefügt werden,
der Kantenabschnitt wird durch Hydraulikdruck in den Raum während des
Erwärmens
hineingedrückt,
und wird dadurch von dem Werkzeughalter gelöst. Ein anderes Mittel ist
auch vorgeschlagen worden, bei welchem eine Werkzeughalterung mit
einer Verbindungsöffnung
versehen ist, die sich bis zu einem Passabschnitt erstreckt, und
eine Stange wird in die Verbindungsöffnung in einem erwärmten Zustand eingeführt und mit
einem Hammer geschlagen, um einen Stoß auszuüben und so den Kantenabschnitt zu
lösen.
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Bei dem oben beschriebenen Löseverfahren mit
hydraulischem Druck wird jedoch durch das Erhitzen ein Hochtemperaturzustand
aufgebaut, wenn der Kantenabschnitt gelöst wird, und es besteht die
Gefahr, dass Öl
sich entzündet,
und eine Entsorgung von Altöl
ist notwendig. Bei dem Verfahren mit der Stange zum Stoßen kann,
da die Verbindungsöffnung
während
des Schneidens einen Raum bildet, die Steifigkeit und Festigkeit
des Werkzeugs sich verschlechtern, die Rotationsbalance kann gestört werden,
und durch die Schwingung kann ein Verwirbeln erzeugt werden. Außerdem besteht
die Gefahr, dass der Kantenabschnitt absplittert aufgrund des Stoßes, der
sich durch den Hammerschlag ergibt, dass sich die Lebensdauer verkürzt und
sich ein Bediener verbrennt.
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Die
DE
36 07 938 , auf welche die Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche 1 und
5 zurückgehen,
offenbart ein Planwerkzeug, dessen Schneidelement durch Presspassen
an einem konischen Schaft angebracht wird. Zum Entfernen des Schneidelements
von dem Schaft wird ein stangenartiges Werkzeug in eine Durchgangsöffnung eingeführt, welch
in dem Schaft ausgeformt ist, um von hinten auf das Schneidelement
zu drücken.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung
ist es, ein sicheres Schneidwerkzeug mit Presspassung zu schaffen,
das die Umwelt nicht beeinträchtigt
und die Lebensdauer des Werkzeugs nicht verkürzt.
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Ein anderes Ziel der vorliegenden
Erfindung ist es, die Bearbeitbarkeit beim Austauschen eines Werkzeugs,
eines Werkzeughalteabschnitts oder ähnlichem bei einem Schneidwerkzeug
zu verbessern.
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Diese Ziele werden erreicht durch
ein Schneidwerkzeug mit Presspassung gemäß dem Anspruch 1 und durch
ein Schneidwerkzeug mit Presspassung gemäß dem Anspruch 5.
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Beim Lösen des Werkzeugs nach dem
Presspassen wird die Passfestigkeit durch das Erwärmen oder
Abkühlen
des Presspassabschnitts geschwächt,
das Werkzeug und/oder der Werkzeughalteabschnitt wird direkt oder
indirekte durch Betätigen des
Drückabschnitts
gedrückt,
und entweder das Werkzeug oder der Werkzeughalteabschnitt wird von dem
anderen getrennt, wodurch das Werkzeug oder der Werkzeughalteabschnitt
gelöst
werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, beansprucht im Anspruch 1, hat das Werkzeug
oder der Werkzeughalteabschnitt eine Vorsprung, und das andere Element
hat einen Öffnungsbereich,
der auf den Vorsprung aufgepasst werden kann. Der Vorsprung oder
der Öffnungsbereich
hat eine Passung, und ein Presselement, das als Pressabschnitt dient,
ist in dem Werkzeug oder dem Werkzeughalteabschnitt angebracht,
um gegen das andere Element zu pressen.
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Durch Drücken des Vorsprungs oder des Öffnungsbereichs
mittels des Presselements, während der
gepasste Bereich zwischen dem Vorsprung und den Öffnungsbereich erhitzt und
abgekühlt
wird, können
das Werkzeug und der Werkzeughalteabschnitt voneinander getrennt
werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist das Presselement im Gewindeeingriff mit
einer in dem Werkzeughalteabschnitt ausgeformten Gewindeöffnung und
kann gegen das Werkzeug drücken.
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Da das Schneiden durchgeführt wird,
während
des Presselement im Gewindeeingriff mit der Gewindeöffnung ist,
werden die Steifigkeit und Festigkeit des Werkzeugs nicht verschlechtert.
Im Fall eines Fräswerkzeugs
ist es möglich,
die Gefahren zu vermeiden, die durch das Stören der Rotationsbalance und
durch Verwirbelungen aufgrund von Schwingungen entstehen. Das Lösen des
Werkzeugs ist sicher und führt
nicht zu dem Problem des Entsorgens von Altöl und ähnliche, weil kein Hydraulikmechanismus
oder ähnliches
verwendet wird. Da das Werkzeug mittels des Presselements gedrückt wird,
ohne dass auf das Werkzeug geschlagen wird, wird es außerdem nicht
splittern, und seine Lebensdauer wird sich nicht verkürzen.
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Gemäß einer anderen bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Zwischenelement in einem Raum
zwischen dem Werkzeug und dem Werkzeughalteabschnitt vorgesehen, und
das Presselement ist so platziert, dass es gegen das Zwischenelement
drückt,
und dass es den Werkzeughalteabschnitt und/oder das Werkzeug über das Zwischenelement
drückt.
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Durch Vorsehen des Zwischenelements
in dem Raum ist es möglich,
das Presselement klein auszugestalten und das Werkzeug und/oder
den Werkzeughalteabschnitt herauszuziehen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, beansprucht in Anspruch 5, haben sowohl
das Werkzeug als auch der Werkzeughalteabschnitt Vorsprünge, und
beide Vorsprünge sind
mittels eines Verbindungselements miteinander verbunden und zusammengefügt. Die
Vorsprünge oder
das Verbindungselement haben eine Passung, und ein als Passabschnitt
dienendes Presselement ist in dem Verbindungselement, dem Werkzeug
oder dem Werkzeughalteabschnitt angebracht, um den Werkzeughalteabschnitt
und/oder das Werkzeug zu pressen.
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Daher können das Werkzeug oder der
Werkzeughalteabschnitt gelöst
werden, indem das Presselement betätigt wird, um das Werkzeug
oder den Werkzeughalteabschnitt zu drücken, während das Verbindungselement
erhitzt oder einem anderen Vorgang unterzogen wird. Da kein Hydraulikmechanismus
oder ähnliches
bei dem Lösen
des Werkzeugs oder des Werkzeughalteabschnitts verwendet wird, ist
der Betrieb sicher, und das Problem des Entsorgens von Altöl tritt
nicht auf. Da außerdem
das Werkzeug oder ähnliches
mittels des Presselements gedrückt
wird, ohne dass auf das Werkzeug geschlagen wird, wird es nicht
splittern, und seine Lebensdauer wird sich nicht verkürzen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Zwischenelement in einem Raum
zwischen den Vorsprüngen
des Werkzeugs und des Werkzeughalteabschnitts und dem Verbindungselement
vorgesehen, und das Presselement ist so platziert, dass es gegen das
Zwischenelement drückt
und den Werkzeughalteabschnitt und/oder das Werkzeug über das
Zwischenelement drücken
kann.
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Das Platzieren des Zwischenelements
in dem Raum ermöglicht
es, das Presselement klein zu machen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Längsschnittansicht,
die den Hauptteil eines Kugelschaftfräsers gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine Schnittansicht, die den Hauptteil eines Kugelschaftfräsers gemäß einer
zweiten Ausführungsform
zeigt.
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3 ist
eine Schnittansicht, die den Hauptteil eines Kugelschaftfräsers gemäß einer
dritten Ausführungsform
zeigt.
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4 ist
eine Schnittansicht, die den Hauptteil eines Kugelschaftfräsers gemäß einer
vierten Ausführungsform
zeigt.
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5 ist
eine Schnittansicht, die den Hauptteil eines Kugelschaftfräsers gemäß einer
fünften Ausführungsform
zeigt.
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6 ist
eine Schnittansicht, die den Hauptteil eines Kugelschaftfräsers gemäß einer
sechsten Ausführungsform
zeigt.
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7 ist
eine Längsschnittansicht
eines Kugelfräsers,
der nicht Teil der Erfindung ist.
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8 ist
eine Längsschnittansicht
eines Kugelschaftfräsers,
der nicht Teil der Erfindung ist.
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9 ist
eine Längsschnittansicht,
die einen Zustand zeigt, in welchem mittels des Kugelschaftfräsers in 8 ein Hebeschneiden durchgeführt wird.
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10 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine Modifizierung des Kugelschaftfräsers gemäß 8 zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine erste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird nun mit Bezug auf die 1 beschrieben.
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Ein in 1 gezeigter
Kugelschaftfräser 1 besteht
aus einer Kombination aus einem Kantenabschnitt 2 und einem
Schaftabschnitt 3, die in einem Passabschnitt 4 schrumpfgepasst
sind.
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Der Kantenabschnitt 2 besteht
beispielsweise aus einem Material mit hoher Härte, wie beispielsweise zementiertem
Karbid, Cermet oder Keramik, und er ist im wesentlichen zylindrisch.
Ein vorderer Endbereich 2a des Abschnitts 2 ist
im wesentlichen halbkugelförmig.
Der vordere Endbereich 2a ist mit einer Schneidkante versehen,
die beispielsweise im wesentlichen die Gestalt eines Viertelbogens
hat. In einem Basisendbereich 2b ist ein Vorsprung 8 mit
im wesentlichen zylindrischer Gestalt ausgeformt, der einen kleineren
Durchmesser hat als eine äußere Umfangsfläche 2c,
und der Außenumfangsbereich hat
eine ringförmige
Kontaktfläche 9.
Der Vorsprung 8 ist koaxial mit der Mittelachse O1 des
Kantenabschnitts 2 ausgeformt.
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Der Schaftabschnitt 3 hat
ein Material mit einem höheren
thermischen Ausdehnungskoeffizienten (Koeffizient der linearen Ausdehnung)
als der Kantenabschnitt 2, beispielsweise Stahl, und ist
im wesentlichen zylindrisch. Der äußere Durchmesser einer äußeren Umfangsfläche 3c des
Abschnitts 3 ist fast gleich dem Außendurchmesser der äußeren Umfangsfläche 2c des
Kantenabschnitts 2. In einem vorderen Endbereich 3a ist
ein Öffnungsbereich 10 mit beispielsweise
einer im wesentlichen zylindrischen Gestalt ausgeformt, der einen
kleineren Durchmesser hat als die äußeren Umfangsfläche 3c,
und eine ringförmige
Kontaktfläche 11 ist
auf der Seite des äußeren Umfangs
ausgeformt. Der Öffnungsbereich 10 beinhaltet
eine zylindrische Umfangsfläche 10a und eine
kreisförmige
Bodenfläche 10b.
Der Öffnungsbereich 10 ist
koaxial mit der Mittelachse O2 des Schab s 3 ausgeformt.
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Der Vorsprung 8 des Kantenabschnitts 2 und der Öffnungsbereich 10 des
Schaftabschnitts 3 bilden den Passabschnitt 4,
wo sie durch Schrumpfpassung zusammengepasst sind. Ein äußerer Durchmesser
d1 des Vorsprungs 8 in dem Kantenabschnitt 2 ist
so gewählt,
dass er geringfügig
größer ist
als ein innerer Durchmesser d2 des Öffnungsbereichs 10 in dem
Schaftabschnitt 3, und der Größenunterschied d1 – d2 dient
als Passung beim Schrumpfpassen des Vorsprungs 8 in dem Öffnungsbereich 10.
Die Tiefe des Öffnungsbereichs 10 in
dem Schaftabschnitt 3 in Richtung der Mittelachse O2 ist
so gewählt,
dass sie geringfügig
größer ist
als die Länge
des Vorsprungs 8 in dem Kantenabschnitt entlang der Mittelachse O1.
In einem in 1 gezeigten
gepassten Zustand, in welchem die Kontaktflächen 9 und 11 des
Kantenabschnitts 2 und des Schaftabschnitts 3 miteinander in
Kontakt sind, besteht ein kleiner Zwischenraum 13 zwischen
der Endfläche 8b des
Vorsprungs 8 und der Bodenfläche 10b des Öffnungsbereichs 10.
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In dem Schaftabschnitt 3 ist
eine Einführöffnung 14 koaxial
mit der Mittelachse O2 ausgeformt, so dass sie zwischen einer Basisendfläche 3b und der
Bodenfläche 10b des Öffnungsbereichs 10 am vorderen
Ende hindurchtritt. Die Einführöffnung 14 besteht
aus einem Einführbereich 14a auf
der Basisendseite und einer Gewindeöffnung 14b auf der
vorderen Endseite. Eine stangenartige Stellschraube 15,
die als Presselement dient, ist im Gewindeeingriff mit der Einführöffnung 14,
die beispielsweise über ihre
gesamte Länge
hinüber
ein Außengewinde
trägt. Ein
vorderer Endbereich 15a der Stellschraube 15 steht
in den Raum 13 des Passabschnitts
4 hervor, indem
die Stellschraube 14 dort hineingeschraubt wird, und sie
drückt
so die Endfläche 8b des
Vorsprungs 8 in den Kantenabschnitt 2 hinein.
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Der Kugelschaftfräser 1 dieser Ausführungsform
ist wie oben beschrieben aufgebaut. Nun wird das Einpassen und Lösen beschrieben.
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In einem Zustand, in welchem der
Kantenabschnitt 2 und der Schaftabschnitt 3 voneinander
getrennt sind, wird der innere Durchmesser d2 des Öffnungsbereichs 10 in
dem Schaftabschnitt 3 vergrößert, so dass er größer ist
als der Außendurchmesser d1
des Vorsprungs 8, und zwar indem er Schaftabschnitt 3 auf
oberhalb der normalen Temperatur erhitzt wird. In diesem Zustand
werden der Vorsprung 8 und der Öffnungsbereich 10 bis
zu einer Position zusammengepasst, wo die Kontaktflächen 9 und 11 sich
berühren,
und dadurch wird die Presspassung herbeigeführt.
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Wenn der Kantenabschnitt 2 und
der Schaftabschnitt 3 zur normalen Temperatur zurückkehrten, zieht
sich der Öffnungsbereich 10 zusammen
und senkt seinen Durchmesser. Daher wird der Vorsprung 8 fest
in den Öffnungsbereich 10 schrumpfgepasst
durch den Passdruck, der dem Unterschied d1 – d2 des Durchmessers zwischen
dem Vorsprung 8 und dem Öffnungsbereich 10 entspricht.
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Auf diese Art und Weise wird der
in 1 gezeigte Kugelschaftfräser 1 hergestellt.
In diesem Zustand werden die Mittelachsen O1 und O2 koaxial gemacht
und fallen mit der Mittelachse O des Kugelschaftfräsers 1 zusammen.
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Beim Austauschen des Kantenabschnitts 2 aufgrund
von Verschleiß,
einer anderen Verwendung oder aus anderen Gründen werden sowohl der Kantenabschnitt 2 als
auch der Schaftabschnitt 3 thermisch erweitert, indem der
Passabschnitt 4 des Kugelschaftfräsers 1 erhitzt wird.
Da der Schaftabschnitt 3 einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten
hat, dehnt sich der Öffnungsbereich 10 stärker aus
als der Vorsprung 8. Aus diesem Grund ist die Passfestigkeit
gering, selbst wenn der innere Durchmesser d2 des Öffnungsbereichs 10 kleiner
ist als der Außendurchmesser
d1 des Vorsprungs 8.
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Durch Einschrauben der Stellschraube 15 von
der Einführöffnung 14 an
der Basisendfläche 3b des
Schaftabschnitts 3 mit einem Werkzeug wie beispielsweise
einem Schraubenzieher oder Schraubendreher in einen Zustand, in
welchem der innere Durchmesser d2 des Öffnungsbereichs 10 geringfügig größer ist
als der Außendurchmesser
d1 des Vorsprungs 8, kann die Endfläche 8b des Vorsprungs 8 mittels
des vorderen Endbereichs 15a in einer Richtung gedrückt werden,
in welcher sie von dem Öffnungsbereich 10 gelöst wird,
und der Kantenabschnitt 2 kann leicht von dem Schaftabschnitt 3 getrennt
werden.
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Wie oben beschrieben, kann gemäß dieser Ausführungsform,
wenn der Kantenabschnitt 2 von dem Schaftabschnitt 3 gelöst wird,
er leicht gelöst werden
in einem Zustand, in welchem die Passfestigkeit geschwächt ist,
indem er mittels der Stellschraube 15 gedrückt wird,
die in Gewindeeingriff mit dem Schaftabschnitt 3 ist, selbst
wenn der innere Durchmesser d2 des Öffnungsbereichs 10 nicht
ausreichend größer ist
als der Außendurchmesser
d1 des Vorsprungs 8.
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Da außerdem kein Hydraulikmechanismus oder ähnliches
beim Lösen
des Kantenabschnitts 2 verwendet wird, besteht keine Gefahr
des Entzündens,
und die Entsorgung von Altöl
ist nicht notwendig.
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Da außerdem der Kantenabschnitt 2 gelöst werden
kann, ohne dass ein Stoß auf
ihn ausgeübt wird,
wird er nicht zersplittern, und seine Lebensdauer wird sich nicht
verkürzen.
Außerdem
wird sich ein Bediener nicht verbrennen.
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Nun werden andere Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die gleichen oder ähnliche
Komponente wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform werden mit den gleichen
Bezugsziffern bezeichnet.
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Bei einem Kugelschaftfräser 20,
der in 2 gezeigt ist,
gemäß einer
zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, bestehen sowohl ein Kantenabschnitt 2 als
auch ein Schaftabschnitt 21 aus zementiertem Karbid, Cermet,
Keramik oder ähnlichem.
Durch Ausgestalten des Schaftabschnitts 21 aus einem Material
mit hoher Härte
und hoher Festigkeit, beispielsweise zementiertem Karbid, wird ein
Schwingungsisolierungseffekt verbessert während des Rotationsschneidens.
Der Kantenabschnitt 2 hat den gleichen Aufbau wie in der
ersten Ausführungsform,
und er ist mit einem Vorsprung 8 in einem Basisendbereich 2b versehen.
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In einem vorderen Endbereich 21a des Schaftabschnitts 21 steht
ein zweiter Vorsprung 22 koaxial mit der Mittelachse O2
hervor. Der zweite Vorsprung 22 ist wie ein Zylinder gestaltet,
der fast den gleichen Außendurchmesser
d1 hat wie der Vorsprung 8 in dem Kantenabschnitt 2,
und er beinhaltet eine zylindrische Außenumfangsfläche 22a und
eine Endfläche 22b.
Eine ringförmige
zweite Kontaktfläche 23 ist
an der äußeren Umfangsseite
des zweiten Vorsprungs 22 ausgeformt. Außerdem dringt
eine Einführöffnung 14,
die den Schaftabschnitt 21 koaxial mit der Mittelachse
O2 durchdringt, auch koaxial mit der Endfläche 22b des zweiten
Vorsprungs 22 hindurch. Eine Stellschraube 15 ist
in zurückziehbarem Gewindeeingriff
mit der Einführöffnung 14, und
ein vorderer Endbereich 15a der Schraube 15 kann
von der Endfläche 20b des
zweiten Vorsprungs 22 hervorstehen.
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In einem Passabschnitt 4 ist
ein im wesentlichen zylindrisches Verbindungselement 24 vorgesehen,
um den Vorsprung 8 des Kantenabschnitts 2 und
den zweiten Vorsprung 22 des Schaftabschnitts 21 einander
gegenüberliegend
schrumpf zu passen. Das Verbindungselement 24 besteht aus
einem Material mit einem höheren
thermischen Ausdehnungskoeffizienten als der des Materials des Kantenabschnitts 2 und
des Schaftabschnitts 21, beispielsweise Stahl. Der innere
Durchmesser d3 einer inneren Umfangsfläche 24a ist so gewählt, dass
er kleiner ist als der äußeren Durchmesser
d1 der Vorsprünge 8 und 22 bei
normaler Temperatur, und der Unterschied d1 – d3 dient als Übermaß für die Schrumpfpassung.
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Die Länge L des Verbindungselements 24 entlang
der Mittelachse O3 hat eine Beziehung, die durch den Ausdruck L ≥ L1 + L2 gegeben
wird, mit der Länge
L1 des Vorsprungs 8 und der Länge L2 des zweiten Vorsprungs 22 in
der gleichen Richtung. Mit Bezug auf 2 ist
L größer gewählt als
die Summe von L1 und L2. In einem schrumpfgepassten Zustand ist
ein Raum 13 zwischen der inneren Umfangsfläche 24a des
Verbindungselements 24 und den Vorsprüngen 8 und 22 geformt,
und der vordere Endbereich 15a der Stellschraube 15 kann
in den Raum 13 hervorstehen.
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Die Mittelachsen O1, O2 und O3 sind
koaxial und fallen mit der Mittelachse des Kugelschaftfräsers 20 zusammen.
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Da diese Ausführungsform wie oben beschrieben
aufgebaut ist, werden der Vorsprung 8 des Kantenabschnitts 2 und
der zweite Vorsprung 22 des Schaftabschnitts 21 von
beiden Enden aus in das Verbindungselement 24 in einem
eingeführt,
in welchem das Verbindungselement 24 erhitzt ist und sein Durchmesser
daher vergrößert ist.
Durch Abkühlen und
Zusammenziehen des Verbindungselements 24 werden der Kantenabschnitt 2 und
der Schaftabschnitt 21 beide den Vorsprüngen 8 und 22 schrumpfgepasst.
In diesem Fall sind die Kontaktflächen 9 und 23 des
Kantenabschnitts 2 und des Schaftabschnitts 21 in
Kontakt mit beiden Endflächen 24b und 24c des Verbindungselements 24,
und der Raum 13 ist zwischen den Vorsprüngen 8 und 22 ausgeformt.
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Um den Kantenabschnitt 2 zu
lösen,
wird die Stellschraube 15 in die Einführöffnung 14 des Schaftabschnitts 21 hineingeschraubt,
während
das Verbindungselement 24 erhitzt wird. Dadurch wird der
Kantenabschnitt 2, dessen Passung durch das Verbindungselement 24 gelockert
worden ist, mittels des vorderen Endbereichs 15a gedrückt und
gelöst.
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Daher kann diese Ausführungsform
gleich arbeiten und die gleichen Vorteile bieten wie die oben beschriebene
erste Ausführungsform.
Außerdem
haben sowohl der Kantenabschnitt 2 als auch der Schaftabschnitt 22 eine
hohe Steifigkeit und einen starken Vibrationseffekt.
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Nun wird eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 3 beschrieben.
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Bei einem in 3 gezeigten Kugelschaftfräser 30 hat
ein Schaftabschnitt 21 die gleiche Struktur wie in der
zweiten Ausführungsform,
und er besteh aus einem Material mit hoher Härte wie beispielsweise aus
zementiertem Karbid, Cermet oder Keramik. Ein Kantenabschnitt 31 besteht
jedoch aus einem Material mit einem höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten
als der des Materials des Schaftabschnitts 21, beispielsweise
aus Stahl. Ein Öffnungsbereich 32 mit
beispielsweise im wesentlichen zylindrischen Gestalt und mit einem
kleineren Durchmesser als die äußere Umfangsfläche 2 ist
in einem Basisendbereich 31b ausgeformt, und eine ringförmige Kontaktfläche 33 ist
an dem Außenumfang
ausgeformt. Der Öffnungsbereich 32 beinhaltet eine
zylindrische Umfangsfläche 32a und
eine kreisförmige
Bodenfläche 32b.
Der Öffnungsbereich 32 ist koaxial
mit der Mittelachse O1 des Kantenabschnitts 31 ausgeformt.
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Außerdem ist der Innendurchmesser
d4 des Öffnungsbereichs 32 so
gewählt,
dass er kleiner ist als der Außendurchmesser
d1 eines zweiten Vorsprungs 22 des Schaftabschnitts 21,
und der Größenunterschied
d1 – d4
dient als Übermaß für die Schrumpfpassung.
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In dieser Ausführungsform wird der Innendurchmesser
des Öffnungsbereichs 32 durch
Erhitzen des Kantenabschnitts 31 vergrößert, so dass der Öffnungsbereich 32 auf
den Vorsprung 22 des Schaftabschnitts 21 schrumpfgepasst
werden kann. Beim Lösen
des Kantenabschnitts 31 wird die Stellschraube 15 hineingeschraubt,
so dass der vordere Endbereich 15a die Bodenfläche 32b des Öffnungsbereichs 32 in
einem Zustand drückt,
in welchem der Kantenabschnitt 31 erhitzt ist, und seine
Passfestigkeit geschwächt
ist. Dies ermöglicht
ein leichtes Lösen
des Kantenabschnitts 31 von dem Schaftabschnitt 21.
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Nun wird eine vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 4 beschrieben.
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Bei einem in 4 gezeigten Kugelschaftfräser 40 hat
ein Kantenabschnitt 2 fast den gleichen Aufbau wie in der
ersten Ausführungsform,
und er besteht aus einem Material mit hoher Härte wie beispielsweise zementiertem
Karbid, Cermet oder Keramik. Ein Schaftabschnitt 41 besteht
aus einem Material mit einem höheren
thermischen Ausdehnungskoeffizienten als dem des Materials des Kantenabschnitts 2,
beispielsweise aus Stahl, und er hat fast den gleichen Aufbau wie
in der ersten Ausführungsform,
außer
dass die Einführöffnung 14 und
die Stellschraube 15 hier nicht vorgesehen sind.
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Eine Gewindeöffnung 42, die als
Einführöffnung dient,
ist in den Schaftabschnitt 41 hineingebohrt, so dass sie
sich von einer äußeren Umfangsfläche 3c einwärts in Richtung
der Mittelachse O2 erstreckt, d. h. in radialer Richtung. Die Gewindeöffnung 42 durchdringt
eine innere Umfangsfläche 10a und
kommuniziert mit einem Öffnungsbereich 10. Eine
kopflose Schraube 43, die als Presselement dient, ist in
Gewindeeingriff mit der Gewindeöffnung 42 vorgesehen,
so dass sie in den Öffnungsbereich 10 hinein
hervorsteht und sich daraus zurückzieht.
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In einem Zustand, in welchem ein
Vorsprung 8 des Kantenabschnitts 2 und der Öffnungsbereich 10 des
Schaftabschnitts 41 schrumpfgepasst sind, so dass die Kontaktflächen 9 und 11 sich
berühren,
wird ein im wesentlichen zylindrischer Raum 44 durch die innere
Umfangsfläche 10a und
eine Bodenfläche 10b des Öffnungsbereichs 10 sowie
eine Endfläche 8b des
Vorsprungs 8 definiert. In diesem Raum 44 wird ein
Block 45 gleitend gehalten, der im wesentlichen zylindrisch
ist. Eine Endfläche 45a des
Blocks ist fast orthogonal zur Mittelachse O1 (O2), und sie weist
zur Endfläche 8b des
Vorsprungs 8 hin oder berührt sie. Die andere Endfläche ist
zu einer geneigten Fläche 45b ausgebildet,
die in einer Richtung geneigt ist, die die Endfläche 45 in spitzem
Winkel schneidet.
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Die Gewindeöffnung 42 öffnet sich
an der Stelle an der inneren Umfangsfläche 10a, die fast
der geneigten Fläche 45b gegenüberliegt.
Der vordere Endbereich der kopflosen Schraube 43, der von
der Gewindeöffnung 42 hervorsteht,
presst die geneigte Fläche 45b des
Blocks 45, drückt
den Block 45 und drückt
den Vorsprung 8 des Kantenabschnitts 2 in eine
Richtung, in welcher sich der Kantenabschnitt 2 aus dem Öffnungsbereich 10 löst.
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Vorzugsweise ist eine konkave Nut 46 entlang
der Mittelachse O2 an einer äußeren Umfangsfläche 45c des
Blocks 45 ausgeformt, so dass die Umfangsposition der geneigten
Fläche 45b bezüglich der
kopflosen Schraube 43 sich nicht verändert, und eine Rippe 47 ist
an der inneren Umfangsfläche 10a des Öffnungsbereichs 10 ausgeformt,
so dass sie gleitend in die konkave Nut 46 eingepasst ist.
Die Rippe 47 ist innerhalb des Öffnungsbereichs 10 ausgeformt,
solange sie nicht den schrumpf zu passenden Vorsprung 8 kontaktiert,
das heißt
innerhalb des Raums 44.
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Der Block 45 und der Kantenabschnitt 2 können integral
ausgeformt sein.
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Da diese Ausführungsform die oben beschriebene
Ausgestaltung hat, wird, um das Schrumpfpassen durchzuführen, der
Schaftabschnitt 41 in einem Zustand erhitzt, in welchem
der Block 45 zuvor in den Öffnungsbereich 10 des
Schaftbereichs 41 eingeführt worden ist und die konkave
Nut 46 des Blocks 45 auf die Rippe 47 gepasst
ist, und der Vorsprung 8 des Kantenabschnitts 2 wird
in dem Öffnungsbereich 10 schrumpfgepasst.
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Beim Lösen des Kantenabschnitts 2 wird, während der Öffnungsbereich 10 des
Schaftabschnitts 41 erwärmt
wird, um die Passfestigkeit des Vorsprungs 8 zu schwächen, die
kopflose Schraube 42 von der äußeren Umfangsfläche 3c des
Schaftabschnitts 41 her eingeschraubt, so dass der vordere Endbereich
in den Öffnungsbereich 10 hinein
hervorsteht und die geneigte Fläche 45b des
Blocks 45 presst. Da die geneigte Fläche 45b sich in einem Winkel
bezüglich
der kopflosen Schraube 42 befindet, wird sie gedrückt, um
gegen den Vorsprung 8 zu pressen, und sie löst so den
Kantenabschnitt 2 von dem Schaftabschnitt 41.
Gemäß dieser
Ausführungsform
sind die Längen
der Gewindeöffnung 42 und
der kopflosen Schraube 43, die in der radialen Richtung vorgesehen
sind, kürzer
als die der Einführöffnung 14 und
der Stellschraube 15, die in der Richtung der Mittelachse
O der oben beschriebenen Ausführungsform
vorgesehen sind, was die Bearbeitung erleichtert und die Kosten
weiter reduziert.
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Nun wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf die 5 beschrieben.
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Bei einem Kugelschaftfräser 50 in 5 haben ein Kantenabschnitt 2,
ein Schaftabschnitt 21 sowie ein Verbindungselement 24 den
gleichen Aufbau wie in der zweiten Ausführungsform. Der Kantenabschnitt 2 und
der Schaftabschnitt 21 bestehen aus zementiertem Karbid,
Cermet, Keramik oder ähnlichem,
und das Verbindungselement 24 besteht aus einem Material
mit einem höheren
thermischen Ausdehnungskoeffizienten als dem des Materials des Kantenabschnitts 2 und
des Schaftabschnitts 21, beispielsweise aus Stahl. Der
Schaftabschnitt 21 ist nicht mit der Einführöffnung 14 und
der Stellschraube 15 versehen.
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Bei diesem Kugelschaftfräser 50 ist,
während
ein Vorsprung des Kantenabschnitts 2 und des Schaftabschnitts 21 mittels
des Verbindungselements 24 schrumpfgepasst sind, ein Raum 41 mit beispielsweise
einer im wesentlichen zylindrischen Gestalt, der definiert ist durch
eine Endfläche 8b des Vorsprungs 8,
eine vordere Endfläche 22b eines zweiten
Vorsprungs 22 sowie eine innere Umfangsfläche 22a des
Verbindungselements 24, koaxial mit der Mittelachse O3
ausgeformt. In der Mitte des Verbindungselements 24 ist
eine Gewindeöffnung 52 (Einführöffnung)
in Richtung der Mittelachse O3 in radialer Richtung ausgeformt.
Eine kopflose Schraube 53 (ein Presselement) ist in Gewindeeingriff
mit der Gewindeöffnung 52,
so dass ihr vorderer Endbereich in den Raum 51 hervorstehen
und sich daraus zurückziehen
kann.
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In dem Raum 51 sind ein
erster Block 54 und ein zweiter Block 55 mit einer
im wesentlichen zylindrischen Gestalt in Kontakt miteinander gehalten. Eine
Endfläche 54a des
ersten Blocks 54 ist fast orthogonal bezüglich der
Mittelachse O3 platziert und in Kontakt mit der vorderen Endfläche 22b des
zweiten Vorsprungs 22, und die andere gegenüberliegende
Endfläche
ist zu einer geneigten Führungsfläche 54b ausgeformt,
die bezüglich
der Mittelachse O3 geneigt ist. Außerdem ist eine zylindrische
Umfangsfläche 54c des
ersten Blocks 54 mit einer konkaven Nut 46 versehen,
und die innere Umfangsfläche 24a des
Verbindungselements 24 ist mit einer Rippe 57 ausgestattet,
die ein Gleiten des ersten Blocks 54 ohne Auslenken seiner
Umfangsposition ermöglicht.
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Der zweite Block 55 ist
so ausgeformt, dass sein A/D-Umsetzer kleiner ist als der des ersten Blocks 54.
Eine Endfläche 54a ist
orthogonal zur Mittelachse O3 und in Kontakt mit der Endfläche 8b des Vorsprungs 8 in
dem Kantenabschnitt 2 platziert, und die andere gegenüberliegende
Endfläche
ist zu einer geneigten Fläche 55b geformt,
die bezüglich
der Mittelachse O3 geneigt ist und zu der geneigten Führungsfläche 54b des
ersten Blocks 54 hinweist.
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Der vordere Endbereich des kopflosen Schraube
53 im Gewindeeingriff mit der Gewindeöffnung 52 des Verbindungselements 24 kann
die äußeren Umfangsfläche 55c des
zweiten Blocks 55 in dem Raum 51 in der radialen
Richtung drücken.
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Daher wird, um den Kantenabschnitt 2 in dem
Kugelschaftfräser 50 schrumpfgepasst
zu lösen, wie
in 5 gezeigt, in dieser
Ausführungsform
die kopflose Schraube 53 hineingeschraubt, so dass sie in
den Raum 51 hervorsteht, und so dass sie in radialer Richtung
gegen den zweiten Block 55 drückt, während ein Passabschnitt 4 unter
Verwendung des Verbindungselements 24 erhitzt wird. Dadurch
wird der zweite Block 55 in Richtung des Kantenabschnitts 2 entlang
der geneigten Führungsfläche 54b des
ersten Blocks 54 gedrückt,
und er drückt
den Vorsprung 8, wodurch der Kantenabschnitt 2 in
geschwächtem
Eingriff mit dem Verbindungselement 24 gelöst werden
kann.
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Gleichzeitig wird der Schaftabschnitt 21,
in welchem der zweite Vorsprung 22 über den ersten Block 54,
der von dem zweiten Block 55 gedrückt wird, gedrückt wird,
auch von dem Verbindungselement 24 gelöst.
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Während
der erste und der zweite Block 54 und 55 von dem
Kantenabschnitt 2 und dem Schaftabschnitt 21 getrennt
in dieser Ausführungsform
ausgeformt sind, kann der erste Block 54 auch integral mit
dem Schaftabschnitt 21 ausgeformt sein.
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Nun wird eine sechste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 6 beschrieben.
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Bei einem in 6 dargestellten Kugelschaftfräser 60 haben
ein Kantenabschnitt 31 und ein Schaftabschnitt 21 fast
den gleichen Aufbau wie bei der dritten Ausführungsform, und der Schaftabschnitt 21 besteht
aus einem Material mit hoher Härte,
wie beispielsweise zementiertem Karbid, Cermet oder Keramik. Der
Kantenabschnitt 31 besteht aus einem Material mit einem
höheren
thermischen Ausdehnungskoeffizienten als dem des Materials des Schaftabschnitts 21,
wohingegen er nicht mit der Einführöffnung 14 und
der Stellschraube 15 versehen ist.
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In einem Zustand, in welchem ein
zweiter Vorsprung 22 des Schaftabschnitts 21 in
einem Öffnungsbereich 22 des
Kantenabschnitts 31 schrumpfgepasst ist, wird ein im wesentlichen
zylindrischer Block 45 gleitend in einem im wesentlichen
zylindrischen Raum 61 gehalten, der definiert wird durch eine
innere Umfangsfläche 32a und
eine Bodenfläche 32b des Öffnungsbereichs 22 sowie
eine vordere Endfläche 22b des
zweiten Vorsprungs 22. Eine Endfläche 45a des Blocks 45 senkrecht
zur Mittelachse O1 ist in Kontakt mit der vorderen Endfläche 22b des zweiten
Vorsprungs 22, und eine gegenüberliegende geneigte Fläche 45b weist
zu der Bodenfläche 32b hin.
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Eine Gewindeöffnung 62 ist in den
Kantenabschnitt 31 hineingebohrt, so dass sie sich von
einer äußeren Umfangsfläche 2c in
Richtung der Mittelachse O1 einwärts
erstreckt, d. h. in radialer Richtung. Die Gewindeöffnung 62 durchdringt
die innere Umfangsfläche 32a des Öffnungsbereichs 32 und kommuniziert
mit dem Raum 61. Eine kopflose Schraube 63 (ein
Presselement) ist im Gewindeeingriff mit der Gewindeöffnung 62 (Einführöffnung),
und sie ist so platziert, dass sie in den Raum 61 hervorsteht
und sich daraus zurückzieht.
Der vordere Endbereich der kopflosen Schraube 62 presst
gegen die geneigte Fläche 45b des
Blocks 45 innerhalb des Raums 61 und drückt den
Block 45 in Richtung des Schaftabschnitts 21.
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Damit die Umfangsposition der geneigten Fläche 45b bezüglich der
kopflosen Schraube 63 sich nicht verändert, ist eine konkave Nut 46 an
der äußeren Umfangsfläche 45c des
Blocks 45 entlang der Mittelachse O1 ausgeformt, und eine
Rippe 47 ist an der inneren Umfangsfläche 32a des Öffnungsbereichs 32 innerhalb
des Raums 61 ausgeformt, so dass sie gleitend in die konkave
Nut 46 eingepasst ist.
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Der Block 45 und der Schaftabschnitt 21 können integral
ausgeformt sein.
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Diese Ausführungsform hat die oben beschriebene
Ausgestaltung. Wenn der Kantenabschnitt 31 in einem in 6 gezeigten schrumpfgepassten
Zustand gelöst
werden soll, wird der Öffnungsbereich 32 des
Kantenabschnitts 31 erhitzt, um die Passfestigkeit mit
dem zweiten Vorsprung 22 zu schwächen, die kopflose Schraube 63 wird
von der äußeren Umfangsfläche 2c des
Kantenabschnitts 31 her eingeschraubt, und ihr vordere
Endbereich steht in den Öffnungsbereich 61 hervor,
um gegen die geneigte Fläche 45b des
Blocks 45 zu pressen. Dann wird die geneigten Fläche 45b bezüglich der
kopflosen Schraube 63 gedrückt, um gegen den zweiten Vorsprung 22 zu
drücken,
wodurch der Kantenabschnitt 31 von dem Schaftabschnitt 21 gelöst werden kann.
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Während
der Schaftabschnitt 3 oder 21 mit der Einführöffnung 14 versehen
ist und die Stellschraube 15 in der ersten bis dritten
Ausführungsform,
die oben beschrieben sind, damit im Gewindeeingriff ist, brauchen
die Einführöffnung 14 und
die Stellschraube 15 nicht unbedingt in dem Schaftabschnitt
ausgeformt zu sein, und sie können
auch koaxial in dem Kantenabschnitt 2 oder 31 ausgeformt sein.
Die Einführöffnung 14 und
die Stellschraube 15 brauchen nicht immer koaxial mit den
Mittelachsen O2 und O1 des Schaftabschnitts 3 oder 21 oder
des Kantenabschnitts 2 oder 31 ausgeformt zu sein,
und sie können
auch exzentrisch sein, solange sie gegen die vordere Endfläche des
Vorsprungs 8 oder des zweiten Vorsprungs 22 oder
die Bodenfläche
des Öffnungsbereichs 10 drücken können.
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Während
der Kantenabschnitt oder der Schaftabschnitt aus zementiertem Karbid,
Cermet oder Keramik besteht und der andere Abschnitt beispielsweise
aus Stahl, sind die Materialien nicht auf diese beschränkt, und
verschiedene andere Materialien können verwendet werden. Außerdem brauchen die
Abschnitte nicht immer aus Materialien mit unterschiedlichen thermischen
Ausdehnungskoeffizienten zu sein, und sie können auch aus dem gleichen
Material bestehen. Selbst wenn sie aus dem gleichen Material bestehen,
sind, da der innere Durchmesser des Öffnungsbereichs größer ist
als der Außendurchmesser
des Vorsprungs, das Lösen
und Austauschen der Schrumpfpassung möglich. Die vorliegende Erfindung
ist auch anwendbar auf einen Fall, in welchem der Schaftabschnitt 3, 21 oder 41 ausgetauscht
wird.
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7 ist
eine Längsschnittansicht
eines Kugelschaftfräsers,
der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Ein Kugelschaftfräser 100 besteht
hauptsächlich
aus einem Kantenabschnitt 111, einem Schaftabschnitt 113 sowie
einem Verbindungselement 112 zum Verbinden dieser Abschnitte
entlang dieser Achse O.
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Der Kantenabschnitt 111 besteht
beispielsweise aus zementiertem Karbid und ist zusammengesetzt aus
einem im wesentlichen halbkugelförmigen
vorderen Endbereich 11a, einem wie ein zylindrischer Schaft
geformten Basisendbereich 111b sowie einem Vorsprung 111c mit
einem kleineren Durchmesser als der Basisendbereich 111b,
gestaltet wie ein zylindrischer Schaft. In dem vorderen Endbereich 11a sind
zumindest eine Schneidkante (nicht dargestellt) vorgesehen, die
im wesentlichen die Gestalt eines Viertelbogens haben. Der Vorsprung 112c ist
ein Bereich, der dazu dient, eine Verbindung mit dem Verbindungselement 112 einzugehen,
erstreckt sich koaxial zu dem Basisendbereich 111b und
hat einen geringfügig
größeren Durchmesser
als der Innendurchmesser des Verbindungselements 112.
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Das Verbindungselement 112 besteht
aus einem Material mit einem höheren
thermischen Ausdehnungskoeffizienten als der Kantenabschnitt 111 und
der Schaftabschnitt 113, beispielsweise aus Stahl. Das
Verbindungselement 112 ist gestaltet wie ein hohler Zylinder.
Der äußere Durchmesser ϕd
des Elements 112 ist kleiner als der Außendurchmesser ϕD
des Basisendbereichs 111b, und der innere Durchmesser ist
geringfügig
kleiner als der Außendurchmesser
des Vorsprungs 111c.
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Der Schaftabschnitt 113 besteht
beispielsweise aus zementiertem Karbid, und sein Außendurchmesser ϕd
ist gleich dem des Verbindungselements 112.
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Am vorderen Ende des Schaftabschnitts 113 ist
ein Vorsprung 113a koaxial ausgeformt, so dass er eine
Verbindung mit dem Verbindungselement 112 eingeht, und
sein Außendurchmesser
ist geringfügig größer als
der Innendurchmesser des Verbindungselements 112.
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Nun wird der Vorgang des Verbindens
des Kantenabschnitts 111, des Verbindungselements 112 und
des Schaftabschnitts 113 beschrieben.
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Zunächst wird das Verbindungselement 112 erwärmt, um
einen Öffnungsendbereich 112a zu
erweitern, bis der Vorsprung 113a eingefügt werden kann,
und dann wird der Vorsprung 113a in den Öffnungsendbereich 112a eingeführt. Anschließend wird
das Verbindungselement 112 durch Luft abgekühlt oder
gewaltsam abgekühlt,
so dass sich sein Durchmesser verkleinert, und das Verbindungselement 112 und
der Schaftabschnitt 113 werden schrumpfgepasst durch den
Druck des Übermaßes, verursacht
durch den Unterschied zwischen dem Außendurchmesser des Vorsprungs 113a und
dem Innendurchmesser des Öffnungsendbereichs 112a.
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In gleicher Art und Weise wird, wenn
der Schaftabschnitt 113 und der Kantenabschnitt 111 verbunden
werden, das Verbindungselement 112 erwärmt, um einen Öffnungsendbereich 112b thermisch
zu erweitern, bis der Vorsprung 111c eingeführt werden
kann, und der Vorsprung 111c wird in den Öffnungsendbereich 112b eingefügt. Dann
wird der Durchmesser des Öffnungsendbereichs 112b reduziert,
und das Verbindungselement 112 und der Kantenabschnitt 111 werden
durch den Druck des Übermaßes, verursacht
durch den Unterschied zwischen dem Außendurchmesser des Vorsprungs 111c und
dem Innendurchmesser des Öffnungsendbereichs 112b,
schrumpfgepasst.
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Bei dem Kugelschaftfräser 100,
der wie oben beschrieben aufgebaut ist, ist, da der Außendurchmesser ϕd
des Verbindungselements 112 kleiner ist als der Außendurchmesser ϕD
des Basisendbereichs 111b, eine Höhendifferenz zwischen der äußeren Umfangsfläche des
Kantenabschnitts 111 und der äußeren Umfangsfläche des
Verbindungselements 112 ausgeformt, welche einen gestuften
Bereich 114 zwischen dem Kantenabschnitt 111 und dem
Verbindungselement 112 bildet.
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Um den Kantenabschnitt 111 des
Kugelschaftfräsers 100 auszutauschen,
wird das Verbindungselement 112 erwärmt, um den Öffnungsendbereich 112b thermisch
zu erweitern, bis der Vorsprung 111c herausgezogen werden
kann, der gestufte Bereich 114 des Kantenabschnitts 111 wird
gehalten und mittels eines Spannfutters ergriffen, und dann wird
der Kantenabschnitt 111 aus dem Verbindungselement 112 herausgezogen.
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Demzufolge ist bei dem Kugelschaftfräser 100 dieser
Ausführungsform
die Bearbeitbarkeit beim Austauschen des Kantenabschnitts stark
verbessert.
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Da ein Zwischenraum entsprechend
dem gestuften Bereich 114 zwischen dem Schaftabschnitt 113 und
einem Werkstück
sichergestellt ist, ist es möglich,
effektiv zu verhindern, dass der Schaftabschnitt 113 und
das Werkstück
miteinander während des
Schneidens interferieren.
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8 zeig
einen anderen Kugelschaftfräser 120,
der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Elemente und Komponenten,
die solchen in 7 entsprechen,
sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und auf ihre Beschreibung
wird hier verzichtet.
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Dieser Kugelschaftfräser 120 ist
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schneidkante 121 in
einem gestuften Bereich 114 vorgesehen ist, der zwischen
einem Kantenabschnitt 111 und einem Verbindungselement 112 ausgeformt
ist. Die Schneidkante 121 erstreckt sich so, dass der Außendurchmesser
nach und nach in Richtung des vorderen Endes entlang der Achse O
ansteigt, wie in 8 dargestellt.
Die Länge
t entlang der Achse O und der Kreuzwinkel bezüglich der Achse O der Schneidkante 121 können gemäß Schneidbedingungen
oder ähnlichem
geeignet gewählt
werden.
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Auf diese Art und Weise ermöglicht der
Kugelschaftfräser
mit der Schneidkante 121 in dem gestuften Bereich 114 ein
Hebeschneiden mit der Schneidkante 121, während das
Werkzeug angehoben wird, wie in 9 dargestellt.
Aus diesem Grund ist es möglich,
effektiv zu verhindern, dass ein sanftes Anheben dadurch verhindert
wird, dass der gestufte Bereich 114 durch ein Werkstück W gefangen wird,
wenn der Kugelschaftfräser 120 aus
einer Öffnung,
einer Nut oder ähnlichem
angehoben wird.
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10 zeigt
eine Modifikation dieser Ausführungsform.
Bei diesem Kugelschaftfräser 130 ist das
Verbindungselement 112 nicht vorgesehen, ein Öffnungsbereich 132 ist
in einer vorderen Endfläche eines
Schaftabschnitts 131 ausgeformt, und ein Vorsprung 133 ist
am Basisende eines Kantenabschnitts 132 ausgeformt. Der
Vorsprung 133 oder der Öffnungsbereich 132 hat
ein Übermaß, so dass
dazwischen eine Schrumpfpassung hergestellt werden kann.
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Gemäß dem Kugelschaftfräser 130 ist
in einem Zustand, in welchem der Kantenabschnitt 132 in dem
Schaftabschnitt 131 pressgepasst ist, der Außendurchmesser
des Kantenabschnitts 132 am Basisende größer als
der Außendurchmesser
der vorderen Endfläche
des Schaftabschnitts 131. Daher ist ein gestufter Bereich 114 ausgeformt,
und eine Schneidkante 121 ist in einem Teil des gestuften
Bereichs 114 oder in dem gesamten gestuften Bereich 114 ausgeformt.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht
auf den Kugelschaftfräser
begrenzt und auch anwendbar auf verschiedene Arten von Schneidwerkzeugen,
beispielsweise einen Bohrer und andere Fräswerkzeuge und ein Ein-Punkt-Werkzeug
und andere Drehwerkzeuge.