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Technisches Gebiet
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Die vorliegenden Ausführungsformen betreffen einen Einsatz bzw. Schneideinsatz, ein Schneidwerkzeug und ein Verfahren des Herstellens eines maschinell- bzw. spanabhebend-bearbeiteten Produkts.
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Hintergrund
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Ein Einsatz, welcher in
JP H05 - 104 310 A beschrieben ist, ist als ein Einsatz bekannt, welcher für einen Schneidvorgang verwendet wird. Der darin beschriebene Einsatz hat an einer oberen Fläche davon eine Insel, welche eine geneigte Spanbrecherfläche (eine erste geneigte Fläche) dort herum angeordnet hat, ein Pad (Spanfluss-Verzögerungspad), welches an einem Eckabschnitt der Insel mit der ersten geneigten Fläche verbunden ist, und eine geneigte Spanfluss-Verzögerungsfläche (zweite geneigte Fläche), welche um das Pad herum angeordnet ist. Wenn ein Schneidvorgang unter Verwendung des in
JP H05 - 104 310 A beschriebenen Einsatzes ausgeführt wird, können Späne an der zweiten geneigten Fläche auf das Pad aufwärts geschoben werden und dann am Pad auf die erste geneigte Fläche aufwärts geschoben werden.
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Der in
JP H05 - 104 310 A beschriebene Einsatz ist in der Lage, einen Schneidvorgang mit einer hohen Zustellrate und einer großen Schnitttiefe angemessen auszuführen. Unterdessen besteht ein Bedarf für einen Einsatz, welcher in einem Schneidvorgang mit einer geringen Schnitttiefe angemessen verwendbar ist, wie in dem Fall des Verwendens von lediglich Eckteilen einer oberen Fläche als eine Schneidkante. Mit anderen Worten besteht ein Bedarf für einen Einsatz, welcher in der Lage ist, ein Werkstück angemessen in sowohl einem Schneidvorgang mit einer geringen Zustellrate als auch in einem Schneidvorgang mit einer hohen Zustellrate in dem Fall einer geringen Schnitttiefe zu schneiden.
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Weiter ist aus
WO 2014 / 192 798 A1 ein Einsatz bekannt, aufweisend eine obere Fläche, welche zumindest einen Eckteil und eine Mehrzahl von Seitenteilen aufweist, und eine Seitenfläche, welche zur oberen Fläche benachbart ist, wobei die obere Fläche einen Eckbereich aufweist, welcher sich ausgehend vom Eckteil in Richtung zu einem mittleren Teil an der oberen Fläche erstreckt, der Eckbereich eine erste Eckfläche, eine zweite Eckfläche, eine dritte Eckfläche und eine vierte Eckfläche aufweist, welche in dieser Reihenfolge ausgehend von einer Seite des Eckteils angeordnet sind, die erste Eckfläche abwärts geneigt ist, so wie sie sich vom Eckteil entfernt, die zweite Eckfläche aufwärts geneigt ist, so wie sie sich von der ersten Eckfläche entfernt, die dritte Eckfläche aufwärts geneigt ist, so wie sie sich von der zweiten Eckfläche entfernt, und die vierte Eckfläche aufwärts geneigt ist, so wie sie sich von der dritten Eckfläche entfernt.
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Ein weiterer Schneideinsatz ist aus
JP S61 - 20 204 U bekannt.
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Kurzerläuterung
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Mittel zum Lösen der Probleme
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen Einsatz mit den Merkmalen gemäß einem jeden der Ansprüche 1 bis 6. Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Schneidwerkzeug mit den Merkmalen gemäß dem Anspruch 13. Die Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts mit den Merkmalen gemäß dem Anspruch 14. Weitergehende Ausgestaltungen des Einsatzes sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Einsatz in einer der Ausführungsformen zeigt,
- 2 ist eine Draufsicht des Einsatzes, welcher in der 1 gezeigt ist,
- 3 ist eine Seitenansicht aus einer A1-Richtung des Einsatzes betrachtet, welcher in der 2 gezeigt ist,
- 4 ist eine Seitenansicht aus einer A2-Richtung des Einsatzes betrachtet, welcher in der 2 gezeigt ist,
- 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs B1, welcher in der 1 gezeigt ist,
- 6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs B2, welcher in der 2 gezeigt ist,
- 7 ist eine vergrößerte Ansicht, welche den gleichen Bereich zeigt, wie der Bereich, welcher in der 6 gezeigt ist,
- 8 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C1-C1 des Einsatzes, welcher in der 7 gezeigt ist,
- 9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C2-C2 des Einsatzes, welcher in der 7 gezeigt ist,
- 10 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C3-C3 des Einsatzes, welcher in der 7 gezeigt ist,
- 11 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C4-C4 des Einsatzes, welcher in der 7 gezeigt ist,
- 12 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein Schneidwerkzeug in einer der Ausführungsformen zeigt,
- 13 ist eine schematische Darstellung, welche einen Schritt in einem Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts in einer der Ausführungsformen zeigt,
- 14 ist eine schematische Darstellung, welche einen Schritt in dem Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts in einer der Ausführungsformen zeigt, und
- 15 ist eine schematische Darstellung, welche einen Schritt in dem Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts in einer der Ausführungsformen zeigt.
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Ausführungsformen
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Ein Schneideinsatz (nachfolgend ebenfalls als „Einsatz“ bezeichnet) in einer der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und ein Schneidwerkzeug, welches den Schneideinsatz aufweist, sind nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Zum Zwecke der Beschreibung zeigen die Zeichnungen, auf welche nachfolgend Bezug genommen wird, in einer vereinfachter Form lediglich Hauptelemente, welche zur Beschreibung der Ausführungsformen erforderlich sind. Der Einsatz und das Schneidwerkzeug in der vorliegenden Offenbarung sind deshalb in der Lage, irgendwelche strukturellen Elemente aufzuweisen, welche in den bezogenen Zeichnungen nicht gezeigt sind. Größen der Elemente in einer jeden der Zeichnungen repräsentieren nicht wahrheitsgetreu Größen der tatsächlichen strukturellen Elemente und Größenverhältnisse dieser Elemente. Diese Punkte treffen ebenfalls für ein Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts zu, welches nachfolgend beschrieben ist.
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Einsatz
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Zuerst wird der Einsatz 1 in einer der Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Der Einsatz 1 der vorliegenden Ausführungsformen ist als ein Einsatz in einem Schneidwerkzeug mit austauschbarer Schneidkante angemessen verwendbar, beispielsweise bei einem Außendrehvorgang.
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Der Einsatz 1 der vorliegenden Ausführungsformen weist eine obere Fläche 3, eine untere Fläche 5 und eine Seitenfläche auf, wie es in der 1 und dergleichen gezeigt ist. Die obere Fläche 3 ist eine Fläche, von welcher zumindest ein Teil als eine Spanfläche wirkt. Wie es in der 2 gezeigt ist, hat die obere Fläche 3 in etwa eine Polygonalgestalt und hat zumindest einen Eckteil 3a und eine Mehrzahl von Seitenteilen 3b. In den vorliegenden Ausführungsformen hat die obere Fläche 3 eine in etwa viereckige Gestalt und hat vier Eckteile und vier Seitenteile. Die vier Eckteile sind aus zwei Eckteilen, von welchen jeder einen Spitzenwinkel hat, und aus zwei Eckteilen gebildet, von welchen jeder einen stumpfen Winkel hat. In den 1 bis 4 sind die Eckteile, welche den Spitzenwinkel haben, Eckteile 3a, und sind die Seitenteile, welche sich jeweilig ausgehend von diesen Eckteilen 3a erstrecken, die Seitenteile 3b.
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Wie es in der 2 und dergleichen gezeigt ist, sind in den vorliegenden Ausführungsformen die Eckteile 3a an der oberen Fläche 3 nicht genau Ecken, sondern haben eine gerundete Gestalt. Die Seitenteile 3b an der oberen Fläche 3 sind nicht streng auf eine geradlinige Gestalt beschränkt, sondern können einen Bereich aufweisen, welcher eine gekrümmte Gestalt hat.
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Die untere Fläche 5 ist eine Fläche, welche an einer Seite entgegengesetzt zur oberen Fläche 3 angeordnet ist und welche als eine Sitzfläche mit Bezug auf eine Tasche wirkt, wenn der Einsatz 1 der vorliegenden Ausführungsformen an einem Halter befestigt ist. Auf gleiche Art wie die obere Fläche 3 hat in den vorliegenden Ausführungsformen die untere Fläche 5 in etwa eine Polygonalgestalt, insbesondere in etwa eine viereckige Gestalt. Die untere Fläche 5 in den vorliegenden Ausführungsformen hat die gleiche Gestalt wie die obere Fläche 3. In einer Draufsicht überlappt die obere Fläche 3 mit der unteren Fläche 5. Deshalb ist die Seitenfläche zur oberen Fläche 3 und zu unteren Fläche 5 orthogonal, wie es in den 3 und 4 gezeigt ist. Alternativ kann die untere Fläche 5 etwas kleiner als die obere Fläche 3 ausgebildet sein. In diesem Fall ist die untere Fläche 5 in der gleichen Gestalt wie die obere Fläche 3 ausgeführt und ist die Seitenfläche in Richtung zu einer zentralen Achse O1, welche später beschrieben ist, geneigt, so wie sie sich von der oberen Fläche 3 entfernt.
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Die Gestalten der oberen Fläche 3 und der unteren Fläche 5 sind nicht auf die obige Ausführungsformen beschränkt. Obwohl die obere Fläche 3 im Einsatz 1 der vorliegenden Ausführungsformen in der Draufsicht in etwa die viereckige Gestalt hat, kann die obere Fläche 3 beispielsweise in der Draufsicht eine Polygonalgestalt haben, wie beispielsweise eine Dreieckgestalt, eine Fünfeckgestalt und eine Sechseckgestalt. In Fällen, in welchen die obere Fläche 3 eine Viereckgestalt hat, kann die obere Fläche 3 eine Rechteckgestalt, eine Parallelogrammgestalt, eine Rautengestalt oder eine Quadratgestalt haben.
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Die Seitenfläche ist eine Fläche, von welcher zumindest ein Teil als eine Flankenfläche bzw. Freifläche wirkt. Die Seitenfläche ist zur oberen Fläche 3 benachbart. Wie es in den 3 und 4 gezeigt ist, ist in den vorliegenden Ausführungsformen die Seitenfläche zwischen der oberen Fläche 3 und der unteren Fläche 5 angeordnet und ist mit einer jeden von der oberen Fläche 3 und der unteren Fläche 5 verbunden. Die Seitenteile 3b korrespondieren zu einem Kamm zwischen der oberen Fläche 3 und der unteren Fläche 5. Die Seitenfläche im Einsatz 1, welcher in der 1 gezeigt ist, weist vier flache Bereiche 7b und vier gekrümmte Bereiche 7a auf, welche jeweilig zwischen den flachen Bereichen angeordnet sind (nachfolgend die Eckteile 3a).
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Als ein Material des Einsatzes 1 ist zum Beispiel Hartmetall oder Cermet verwendbar. Beispiele für Zusammensetzungen des Hartmetalls können WC-Co, WC-TiC-Co und WC-TiC-TaC-Co aufweisen. Das WC-Co wird hergestellt durch Hinzugeben von Cobaltpulver (Co-Pulver) zu Wolframcarbid (WC), gefolgt von Sintern. Das WC-TiC-Co wird hergestellt durch Hinzugeben von Titancarbid (TiC) zu WC-Co. Das WC-TiC-TaC-Co wird hergestellt durch Hinzugeben von Tantalcarbid (TaC) zu WC-TiC-Co.
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Das Cermet ist ein gesintertes Verbundmaterial, welches erhaltbar ist durch Zusammensetzen von Metall und einem keramischen Bestandteil. Ein spezifisches Beispiel des Cermets ist eines, welches hauptsächlich aus einer Titanzusammensetzung besteht, wie beispielsweise Titancarbid (TiC) oder Titannitrid (TiN).
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Eine Oberfläche des Einsatzes 1 kann mit einer Beschichtungsschicht unter Verwendung eines Verfahrens einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) oder eines Verfahrens einer physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) beschichtet sein. Als eine Zusammensetzung der Beschichtungsschicht gibt es z.B. Titancarbid (TiC), Titannitrid (TiN), Titankohlenstoffnitrid (TiCN) und Aluminiumoxid (Al2O3).
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Der Einsatz 1 weist ein Durchgangsloch 9 auf, wie es in der 1 und 2 gezeigt ist. Das Durchgangsloch 9 tritt zwischen einer Mitte der oberen Fläche 3 und einer Mitte der unteren Fläche 5 hindurch. Das Durchgangsloch 9 ist für den Zweck des Fixierens des Einsatzes 1 am Halter des Schneidwerkzeugs bereitgestellt. Insbesondere ist das Durchgangsloch 9 bereitgestellt zum Einsetzen einer Schraube darin, wenn der Einsatz 1 am Halter des Schneidwerkzeugs verschraubt wird. Ein Verfahren des Fixierens des Einsatzes 1 am Halter ist nicht auf das oben beschriebene Verschrauben beschränkt. Beispielsweise ist das Durchgangsloch 9 ebenfalls verwendbar, wenn der Einsatz 1 am Halter durch eine Klammer oder einen Hebel fixiert ist. In diesem Fall muss das Durchgangsloch 9 die untere Fläche 5 nicht erreichen.
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Die zentrale Achse O1 des Durchgangslochs 9 fällt mit einer imaginären geraden Linie zusammen, welche durch die Mitte der oberen Fläche 3 und die Mitte der unteren Fläche 5 hindurch tritt. Eine Richtung der zentralen Achse O1 des Durchgangslochs 9, mit anderen Worten, eine Eindringrichtung des Durchgangslochs 9, ist zur oberen Fläche 3 und zu unteren Fläche 5 orthogonal.
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Das Durchgangsloch 9 ist nicht auf ein solches beschränkt, welches ausgehend von der Mitte der oberen Fläche 3 zur Mitte der unteren Fläche 5 kontinuierlich angeordnet ist. Beispielsweise kann das Durchgangsloch 9 zwischen flachen Bereichen 7b an der Seitenfläche angeordnet sein, welche zueinander entgegengesetzt angeordnet sind.
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In einer Draufsicht ist im Einsatz 1 der vorliegenden Ausführungsformen eine maximale Breite der oberen Fläche 3 beispielsweise 6 bis 25 mm. Hier bezeichnet die maximale Breite der oberen Fläche 3 in der Draufsicht eine Distanz zwischen den Eckteilen 3a in der 2. Eine Höhe zwischen der unteren Fläche 5 und der oberen Fläche 3 ist beispielsweise 1 bis 10 mm. Die Höhe zwischen der unteren Fläche 5 und der oberen Fläche 3 bezeichnet eine Länge in einer Richtung parallel zur zentralen Achse O1 zwischen einem oberen Ende der oberen Fläche 3 und einem unteren Ende der unteren Fläche 5.
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Zumindest ein Teil des Kamms, an welchem die obere Fläche 3 die Seitenfläche schneidet, ist als eine Schneidkante 31 in einem Schneidvorgang eines Werkstücks verwendbar. Mit anderen Worten korrespondiert die Schneidkante 31 zum Eckteil 3a und zu zumindest einem Teil des Seitenteils 3b, welcher mit dem Eckteil 3a verbunden ist. Alternativ kann der gesamte Seitenteil 3b als die Schneidkante 31 verwendet werden.
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Die Schneidkante 31, d.h., der Kamm, an welchem die obere Fläche 3 die Seitenfläche schneidet, muss nicht spitz zulaufend sein. Eine Schneidleistungsfähigkeit kann verbessert werden, wenn die Schneidkante 31 spitz zulaufend ist. Alternativ kann die Schneidkante 31 (der Kamm, an welchem die obere Fläche 3 die Seitenfläche schneidet) eine etwas gekrümmte Flächengestalt haben. Eine Haltbarkeit der Schneidkante 31 kann verbessert werden, wenn die Schneidkante 31 die gekrümmte Flächengestalt hat. Die gekrümmte Flächengestalt der Schneidkante 31 ist erhaltbar durch beispielsweise Anwenden eines gut bekannten Hohnvorgangs an einer Anordnungsposition der Schneidkante 31.
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In den vorliegenden Ausführungsformen weist die obere Fläche 3 einen Eckbereich 10 auf, welcher sich ausgehend von einem jeden der Eckteile 3a in Richtung zu einem mittleren Teil an/auf der oberen Fläche erstreckt, wie es in den 5 und 6 gezeigt ist. Hier kann der mittlere Teil beispielsweise als die zentrale Achse O1 angesehen werden. Der Eckbereich 10 weist eine erste Eckfläche 11, eine zweite Eckfläche 12, eine dritte Eckfläche 13 und eine vierte Eckfläche 14 in dieser Reihenfolge ausgehend von einer Seite des Eckteils 3a auf.
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Der Eckbereich 10 ist nachfolgend mit Bezug auf die 8 beschrieben. Die 8 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C1-C1 der 7. Die 8 zeigt einen Querschnitt, welcher eine Halbierende des Eckteils 3a und die zentrale Achse O1 des Durchgangslochs 9 aufweist. Die erste Eckfläche 11 ist eine Fläche, welche abwärts geneigt ist, so wie sie sich vom Eckteil 3a entfernt. In den vorliegenden Ausführungsformen ist die erste Eckfläche 11 im Querschnitt entlang der Linie C1-C1 in einer geradlinigen Gestalt dargestellt. Obwohl es nicht besonders dargestellt ist, ist die erste Eckfläche 11 in solch einer Gestalt geformt, um eine konkave Gestalt in einem Querschnitt orthogonal zur Halbierenden des Eckteils 3a zu haben. Die erste Eckfläche 11 im Einsatz 1 wirkt ebenfalls als eine Spanfläche, entlang welcher Späne während eines Schneidvorgangs fließen.
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Die zweite Eckfläche 12 ist eine Fläche, welche näher am mittleren Teil als die erste Eckfläche 11 angeordnet ist und welche aufwärts geneigt ist, so wie sie sich von der ersten Eckfläche 11 entfernt. In den vorliegenden Ausführungsformen wirkt die zweite Eckfläche 12 hauptsächlich als eine Fläche, welche die Späne veranlasst, sich zu kringeln. Die zweite Eckfläche 12 ist in den vorliegenden Ausführungsformen eine flache Fläche. Insbesondere ist die zweite Eckfläche 12 in dem Querschnitt entlang der Linie C1-C1 in einer geradlinigen Gestalt dargestellt und ist ebenfalls in einem Querschnitt orthogonal zur Halbierenden des Eckteils 3a in einer geradlinigen Gestalt dargestellt. Die zweite Eckfläche 12 muss mit der ersten Eckfläche 11 nicht notwendigerweise kontinuierlich sein. Mit anderen Worten kann eine andere Fläche zwischen der ersten Eckfläche 11 und der zweiten Eckfläche 12 angeordnet sein. Beispielsweise kann ein flacher Flächenbereich, welcher zur unteren Fläche 5 parallel ist, zwischen der ersten Eckfläche 11 und der zweiten Eckfläche 12 angeordnet sein.
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Die dritte Eckfläche 13 ist eine Fläche, welche näher am mittleren Teil als die zweite Eckfläche 12 angeordnet ist und welche aufwärts geneigt ist, so wie sie sich von der zweiten Eckfläche 12 entfernt. Die dritte Eckfläche 13 ist in den vorliegenden Ausführungsformen dafür gedacht, um einen Raum zwischen der zweiten Eckfläche 12 und der vierten Eckfläche 14 bereitzustellen. Die dritte Eckfläche 13 ist in den vorliegenden Ausführungsformen eine flache Fläche. Insbesondere ist die dritte Eckfläche 13 in dem Querschnitt entlang der Linie C1-C1 in einer geradlinigen Gestalt dargestellt und ist ebenfalls in dem Querschnitt orthogonal zur Halbierenden des Eckteils 3a in einer geradlinigen Gestalt dargestellt. Die dritte Eckfläche 13 muss mit der zweiten Eckfläche 12 nicht notwendigerweise kontinuierlich sein. Mit anderen Worten kann zwischen der zweiten Eckfläche 12 und der dritten Eckfläche 13 eine weitere Fläche angeordnet sein. Beispielsweise kann ein gekrümmter Flächenbereich, welcher die zweite Eckfläche 12 und die dritte Eckfläche 13 miteinander verbindet, dazwischen angeordnet sein.
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Die vierte Eckfläche 14 ist eine Fläche, welche näher am mittleren Teil als die dritte Fläche 13 angeordnet ist und welche aufwärts geneigt ist, so wie sie sich von der dritten Fläche 13 entfernt. In den vorliegenden Ausführungsformen wirkt die vierte Eckfläche 14 ebenfalls als eine Fläche, welche die Späne veranlasst, sich zu kringeln. In den vorliegenden Ausführungsformen ist die vierte Eckfläche 14 eine flache Fläche. Insbesondere ist die vierte Eckfläche 14 in dem Querschnitt entlang der Linie C1-C1 in einer geradlinigen Gestalt dargestellt und ist ebenfalls in dem Querschnitt orthogonal zur Halbierenden des Eckteils 3a in einer geradlinigen Gestalt dargestellt. Die vierte Eckfläche 14 muss mit der dritten Eckfläche 13 nicht notwendigerweise kontinuierlich sein. Mit anderen Worten kann eine andere Fläche zwischen der dritten Fläche 13 und der vierten Eckfläche 14 angeordnet sein. Beispielsweise kann ein gekrümmter Flächenbereich, welcher die dritte Eckfläche 13 und die vierte Eckfläche 14 miteinander verbindet, dazwischen angeordnet sein.
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Der wie oben verwendete Begriff „flache Fläche“ muss nicht eine genaue flache Flächengestalt haben. Beispielsweise kann die „flache Fläche“ in der obigen Beschreibung eine Flächengestalt haben, welche in dem Querschnitt orthogonal zum Eckteil 3a, wie es in der 8 gezeigt ist, durch eine sanft gekrümmten Linie gegeben ist, deren Krümmungsradius 5 mm oder mehr ist, oder kann alternativ eine (Ober-)Flächengestalt haben, welche eine arithmetisch-gemittelte Oberflächenrauheit von in etwa 0,5 µm hat.
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Die 8 zeigt einen Neigungswinkel (einen ersten Neigungswinkel) 811 der ersten Eckfläche 11, einen Neigungswinkel (einen zweiten Neigungswinkel) 012 der zweiten Eckfläche 12, einen Neigungswinkel (einen dritten Neigungswinkel) 013 der dritten Eckfläche 13 und einen Neigungswinkel (einen vierten Neigungswinkel) 014 der vierten Eckfläche 14. In den vorliegenden Ausführungsformen ist der zweite Neigungswinkel 012 größer als der dritte Neigungswinkel 813, und der vierte Neigungswinkel 014 ist größer als der zweite Neigungswinkel 012. Da der zweite Neigungswinkel 012 größer ist als der dritte Neigungswinkel 813, ist der vierte Neigungswinkel 014 nicht nur größer als der zweite Neigungswinkel 012 sondern auch als der dritte Neigungswinkel 013.
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Die Neigungswinkel der Eckflächen 11, 12, 13 und 14 korrespondieren zu Winkeln, welche jeweilig mit einer imaginäre flache Fläche geformt sind, welche parallel zu einer flachen Fläche ist, wenn der Einsatz 1 auf die flache Fläche gesetzt ist, so dass die untere Fläche 5 damit in Kontakt gelangt. Mit anderen Worten kann ein Winkel, welcher mit der imaginären flachen Fläche, die zur unteren Fläche 5 parallel geformt ist, als ein Neigungswinkel angenommen werden. Die imaginäre flache Fläche ist als eine Referenzlinie S in dem Querschnitt dargestellt, welcher in der 8 dargestellt ist. Alternativ kann in den vorliegenden Ausführungsformen eine Linie, welche zu einer imaginären geraden Linie orthogonal ist, die durch die Mitte der oberen Fläche 3 und durch die Mitte der unteren Fläche 5 (die zentrale Achse O1 des Durchgangslochs 9) hindurch tritt, als die Referenzebene S angenommen werden.
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Späne habe eine Gestalt mit einer geringen Breite und einer geringen Dicke in einem Schneidvorgang, welcher mit einer geringeren Schnitttiefe und einer geringen Zustellrate ausgeführt wird, beispielsweise in Fällen, in welchen nur der Eckteil 3a der oberen Fläche 3 als die Schneidkante 31 verwendet wird. Für die Späne, welche die obige Gestalt haben, ist es im Allgemeinen wahrscheinlich, sich zu verformen und instabil zu werden. In dieser Situation treten die Späne an der ersten Eckfläche 11 vorbei, welche als die Spanfläche wirkt, und fließenden dann in Richtung zur zweiten Eckfläche 12. Hier ist in den vorliegenden Ausführungsformen der zweite Neigungswinkel 012 der zweiten Eckfläche 12, welche näher am Eckteil 3a ist als die dritte Eckfläche 13, größer als der dritte Neigungswinkel 013 der dritten Eckfläche 13. Dementsprechend können die Späne, für welche es wahrscheinlich ist, sich zu verformen und instabil zu werden, stabil an der zweiten Eckfläche 12 gekringelt werden.
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Insbesondere wenn die zweite Eckfläche 12 eine flache Fläche ist, ist es möglich, die Späne mit der zweiten Eckfläche 12 in dem obigen Schneidvorgang stabil in Kontakt zu bringen.
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Da Späne mit steigender Zustellrate eine größere Dicke haben, als wenn die Schnitttiefe gering ist, werden die zweite Eckfläche 12 und die dritte Eckfläche 13 einer größeren Belastung ausgesetzt. In den vorliegenden Ausführungsformen ist nachfolgend zur zweiten Eckfläche 12 die dritte Eckfläche 13 aufwärts geneigt. Deshalb hat ein Teil des Eckbereichs 10, welcher aus der zweiten Eckfläche 12 und der dritten Eckfläche 13 gemacht ist, eine hohe Festigkeit, was zu dem Einsatz 1 mit der guten Haltbarkeit führt.
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In den vorliegenden Ausführungsformen ist der vierte Neigungswinkel Θ14 größer als ein jeder vom zweiten Neigungswinkel 012 und vom dritten Neigungswinkel Θ13. Folglich ist es für die Späne weniger wahrscheinlich, unter den Schneidbedingungen über die vierte Eckfläche 14 hinaus zu steigen, d.h., bei einer geringen Schnitttiefe und einer großen Zustellerrate. Dies ermöglicht es, die Späne entlang der vierten Eckfläche 14 stabil zu kringeln.
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Die Späne, welche entlang der vierten Eckfläche 14 gekringelt werden, tendieren dazu, einen großen Kringeldurchmesser bei einem Schneidvorgang mit einer hohen Zustellerrate zu haben. In den vorliegenden Ausführungsformen ist die dritte Eckfläche 13, deren Neigungswinkel kleiner ist als ein jeder vom zweiten Neigungswinkel Θ12 und vom vierten Neigungswinkel Θ14, zwischen der zweiten Eckfläche 12 und der vierten Eckfläche 14 angeordnet. Dies stellt einen großen Raum zwischen dem Eckteil 3a und der vierten Eckfläche 14 bereit. Folglich ist es weniger wahrscheinlich, dass ein Spanverstopfen auftritt, wodurch die Späne stabil gekringelt werden.
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Da der zweite Neigungswinkel Θ12 der zweiten Eckfläche 12 kleiner ist als der vierte Neigungswinkel Θ14 der vierten Eckfläche 14, ist es für die Späne weniger wahrscheinlich, entlang der zweiten Eckfläche 12 während des Schneidvorgangs gekringelt zu werden, welcher mit einer hohen Zustellerrate ausgeführt wird, sogar, falls die Späne mit der zweiten Eckfläche 12 in Kontakt gelangen. Es ist weniger wahrscheinlich, dass das Spanverstopfen auftritt, da die Späne, welche einen großen Kringeldurchmesser haben, weniger wahrscheinlich an der zweiten Eckfläche 12 auftreten, welche nahe am Eckteil 3a angeordnet ist.
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Aus den vorhergehenden Gründen ist der Einsatz 1 der vorliegenden Ausführungsformen, welcher den Eckbereich 10 aufweist, in der Lage, ein Werkstück sowohl in dem Schneidvorgang mit niedriger Zustellerrate als auch dem Schneidvorgang mit der hohen Zustellerrate angemessen zu schneiden, wenn die Schnitttiefe gering ist.
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In den vorliegenden Ausführungsformen können Größen L von individuellen Eckflächen (Längen der individuellen Eckflächen) in einer Richtung entlang der Halbierenden des Eckteils 3a in der Draufsicht wie folgt festgelegt sein. Beispielsweise ist 0,2 bis 0,35 mm eine Größe L11 der ersten Eckfläche 11, ist 0,2 bis 0,3 mm eine Größe L12 der zweiten Eckfläche 12, ist 0,8 bis 1,1 mm eine Größe L13 der dritten Eckfläche 13 und ist 0,2 bis 0,4 mm eine Größe L14 der vierten Eckfläche 14. Hier kann die Größe L13 der dritten Eckfläche 13 größer sein als eine jede der Größen L11, L12 und L14 der anderen Eckflächen. Dies stellt einen großen Raum zwischen dem Eckteil 3a und der vierten Eckfläche 14 bereit. Folglich ist es weniger wahrscheinlich, dass ein Spanverstopfen auftritt, wodurch die Späne stabil gekringelt werden.
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In den vorliegenden Ausführungsformen können Größen W der individuellen Eckflächen (Bereiten der individuellen Eckflächen) in einer Richtung orthogonal zu Halbierenden des Eckteils 3a in einer Draufsicht wie folgt festgelegt sein. Beispielsweise ist 0,2 bis 0,35 mm eine Größe W11 der ersten Eckfläche 11, ist 0,2 bis 0,5 mm eine Größe W12 der zweiten Eckfläche 12, ist 0,3 bis 0,7 mm eine Größe W13 der dritten Eckfläche 13 und ist 0,3 bis 0,6 mm eine Größe W14 der vierten Eckfläche 14. Hier kann die Größe W12 der zweiten Eckfläche 12 größer sein als eine jede der Größen W11, W13 und W14 der anderen Eckflächen. Hier, wenn sich die Größen W der individuellen Eckflächen entlang der Halbierenden des Eckteils 3a ändern, können die Größen W der individuellen Eckflächen jeweilige Maximalwerte der Größen der individuellen Eckflächen in der Richtung orthogonal zu Halbierenden des Eckteils 3a sein. In den vorliegenden Ausführungsformen erreicht die Größe W12 der zweiten Eckfläche 12 in der Richtung orthogonal zur Halbierenden des Eckteils 3a ein Maximum an einer Seite des Eckteils 3a und erreicht ein Minimum an einer Seite des mittleren Teils.
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Wie es in der 6 gezeigt ist, kann die Größe W13 der dritten Eckfläche 13 zunehmen, so wie sie in Richtung zum mittleren Teil der oberen Fläche 13 verläuft, und kann die Größe W14 abnehmen, so wie sie sich von der dritten Eckfläche 13 entfernt. In diesem Fall ist es für erzeugte Späne weniger wahrscheinlich herüberzugelangen, da die vierte Eckfläche 14, deren Größe ausgehend von der unteren Fläche 5 relativ groß ist, zu nahe an dem Seitenteil 3b angeordnet ist. Es ist deshalb möglich, die Späne durch den Eckbereich 10 und einen Seitenbereich 20 stabil zu kringeln.
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Wie es in den 5 und 6 dargestellt ist, kann die obere Fläche 3 in den vorliegenden Ausführungsformen den Seitenbereich 20 aufweisen, welcher entlang des Seitenteils 3b angeordnet ist. Hier weist der Seitenbereich 20 eine erste Fläche 21, eine zweite Fläche 22, eine dritte Fläche 23 und eine vierte Fläche 24 in dieser Reihenfolge ausgehend von einer Seite des Seitenteils 3b auf. Die erste Fläche 21 erstreckt sich in Richtung zur ersten Eckfläche 11. Die zweite Fläche 22 erstreckt sich in Richtung zur zweiten Eckfläche 12. Die vierte Eckfläche 24 erstreckt sich in Richtung zur vierten Eckfläche 14. Die dritte Fläche 23 ist zwischen der zweiten Fläche 22 und der vierten Fläche 24 angeordnet. Alternativ kann der Seitenbereich 20 an beiden Seiten des Eckbereichs 10 angeordnet sein. Mit anderen Worten kann die obere Fläche 3 ein Paar von Seitenbereichen 20 aufweisen.
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Ein Bereich der oberen Fläche 3, welcher aus dem Seitenbereich 20 gemacht ist, insbesondere der ersten Fläche 21, der zweiten Fläche 22, der dritten Fläche 23 und der vierten Fläche 24, ist ausgehend vom Seitenteil 3b in Richtung zum mittleren Teil der oberen Fläche 3 angeordnet. Die dritte Fläche 21 ist eine Fläche, welche abwärts geneigt ist, so wie sie sich vom Seitenteil 3b entfernt. In den vorliegenden Ausführungsformen wirkt die erste Fläche 21 als eine Spanfläche, entlang welcher Späne während eines Schneidvorgangs fließen.
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Die zweite Fläche 22 ist eine Fläche, welche näher am mittleren Teil als die erste Fläche 21 angeordnet ist und welche aufwärts geneigt ist, so wie sie sich vom Seitenteil 3b entfernt, mit anderen Worten, von der ersten Fläche 21. Die zweite Fläche 22 wirkt in den vorliegenden Ausführungsformen hauptsächlich als eine Fläche, welche die Späne veranlasst, sich zu kringeln. In den vorliegenden Ausführungsformen ist die zweite Fläche 22 eine flache Fläche. Insbesondere ist die zweite Fläche 22 in einem Querschnitt orthogonal zum Seitenteil 3b in einer geradlinigen Gestalt gezeigt und ist ebenfalls in einem Querschnitt parallel zum Seitenteil in einer geradlinigen Gestalt gezeigt. Die zweite Fläche 22 muss nicht notwendigerweise mit der ersten Fläche 21 kontinuierlich sein. Mit anderen Worten kann eine andere Fläche zwischen der ersten Fläche 21 und der zweiten Fläche 22 angeordnet sein. Beispielsweise kann in den vorliegenden Ausführungsformen ein flacher Flächenbereich zwischen der ersten Fläche 21 und der zweite Fläche 22 angeordnet sein, wie es in der 10 gezeigt ist. Mit dieser Konfiguration ist es für Späne weniger wahrscheinlich, heftig zu fließen und in einen starken Kontakt mit der zweiten Fläche 22 zu gelangen.
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Die dritte Fläche 23 ist eine flache Fläche, welche näher am mittleren Teil als die zweite Fläche 22 angeordnet ist. In den vorliegenden Ausführungsformen ist die dritte Fläche 23 dazu gedacht, um einen Raum zwischen der zweiten Fläche 22 und der vierten Fläche 24 sicherzustellen. Die 10 und 11 zeigen einen Neigungswinkel (einen siebten Neigungswinkel) Θ23 der dritten Fläche 23. Die dritte Fläche 23 muss nicht notwendigerweise relativ zur Referenzlinie S geneigt sein, sondern kann zur Referenzlinie S parallel sein (eine imaginäre flache Ebene). Insbesondere kann 0° der siebte Neigungswinkel Θ23 sein. Die dritte Fläche 23 muss nicht notwendigerweise mit der zweiten Fläche 22 kontinuierlich sein. Mit anderen Worten kann eine andere Fläche zwischen der zweiten Fläche 22 und der dritten Fläche 23 angeordnet sein. Beispielsweise kann ein gekrümmter Flächenbereich, welcher mit der zweiten Fläche 22 und der dritten Fläche 23 verbunden ist, dazwischen angeordnet sein.
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Die vierte Fläche 24 ist eine Fläche, welche näher am mittleren Teil als die dritte Fläche 23 angeordnet ist und welche aufwärts geneigt ist, so wie sie sich vom Seitenteil 3b entfernt, d.h., der dritten Fläche 23. Die vierte Fläche 24 wirkt in den vorliegenden Ausführungsformen hauptsächlich als eine Fläche, welche die Späne veranlasst, sich zu kringeln. Die vierte Fläche 24 ist in den vorliegenden Ausführungsformen eine flache Fläche. Insbesondere ist die vierte Fläche 24 in dem Querschnitt orthogonal zum Seitenteil 3b in einer geradlinigen Gestalt dargestellt und ist ebenfalls im Querschnitt parallel zum Seitenteil 3b in einer geradlinigen Gestalt dargestellt. Die vierte Fläche 24 muss mit der dritten Fläche 23 nicht notwendigerweise kontinuierlich sein. Mit anderen Worten kann eine andere Fläche zwischen der dritten Fläche 23 und der vierten Fläche 24 angeordnet sein. Beispielsweise kann ein gekrümmter Flächenbereich, welcher mit der dritten Fläche 23 und der vierten Fläche 24 verbunden ist, dazwischen angeordnet sein.
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Die 11 zeigt einen Neigungswinkel (einen fünften Neigungswinkel) 021 der ersten Fläche 21, einen Neigungswinkel (eine sechsten Neigungswinkel) 822 der zweiten Fläche 22, einen Neigungswinkel (einen siebten Neigungswinkel) 823 der dritten Fläche 23 und einen Neigungswinkel (einen acht Neigungswinkel) 824 der vierten Fläche 24.
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In einem Querschnitt, welcher die erste Fläche 21, die zweite Fläche 22, die dritte Fläche 23 und die vierte Fläche 24 in den vorliegenden Ausführungsformen aufweist, wie es in der 11 gezeigt ist, ist der sechste Neigungswinkel 822 größer als der siebte Neigungswinkel 823 und ist der achte Neigungswinkel 824 größer als der sechste Neigungswinkel 822.
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Die 9 zeigt einen Querschnitt, welcher die erste Fläche 21 und die zweite Fläche 22 aufweist und zu dem Seitenteil 3b orthogonal ist, wie es in der 7 gezeigt ist. Die 10 zeigt einen Querschnitt, welcher die erste Fläche 21, die zweite Fläche 22 und die dritte Fläche 23 aufweist und zum Seitenteil 3b orthogonal ist, wie es in der 7 gezeigt ist. Die 11 zeigt einen Querschnitt, welcher die erste Fläche 21, die zweite Fläche 22, die dritte Fläche 23 und die vierte Fläche 24 aufweist und zum Seitenteil 3b orthogonal ist, wie es in der 7 gezeigt ist. Die 9 bis 11 sind Querschnitte parallel zueinander.
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Späne habe eine Gestalt mit einer großen Breite und einer kleinen Dicke in einem Schneidvorgang, welcher mit einer großen Schnitttiefe und einer geringen Zustellerrate ausgeführt wird, beispielsweise in Fällen, in welchen der Eckteil 3a und der Seitenteil 3b der oberen Fläche 3 als die Schneidkante 31 verwendet werden. Die Späne, welche die obige Gestalt haben, verformen sich gewöhnlich und werden instabil. In dieser Situation treten die Späne an der ersten Fläche 21 vorbei und fließen dann in Richtung zur zweiten Fläche 22. Hier, in den vorliegenden Ausführungsformen, kann der sechste Neigungswinkel 822 der zweiten Fläche 22, welche näher an Seitenteil 3b liegt als die dritte Fläche 23, größer sein als der siebte Neigungswinkel 823 der dritten Fläche 23. Wenn diese Beziehung erfüllt ist, können die Späne, für welche es wahrscheinlich ist, dass sich diese verformen und instabil werden, an der zweiten Fläche 22 stabil gekringelt werden.
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Insbesondere wenn die zweite Fläche 22 eine flache Fläche ist, ist es in dem obigen Schneidvorgang möglich, die Späne mit der zweiten Fläche 22 stabil in Kontakt zu bringen.
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Späne habe eine größere Dicke mit zunehmender Zustellerrate. In den vorliegenden Ausführungsformen kann der achte Neigungswinkel Θ24 größer sein als ein jeder vom sechsten Neigungswinkel Θ22 und vom siebten Neigungswinkel Θ23. Wenn diese Beziehung erfüllt ist, ist es für die Späne weniger wahrscheinlich, unter den Schneidbedingungen über die vierte Fläche 24 hinweg zu gelangen, d.h., mit einer hohen Zustellerrate. Dies ermöglicht es, die Späne entlang der vierten Fläche 24 stabil zu kringeln.
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Insbesondere, wenn die vierte Fläche 24 eine flache Fläche ist, ist es im obigen Schneidvorgang möglich, die Späne mit der vierten Fläche 24 stabil in Kontakt zu bringen.
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Die Späne, welche entlang der vierten Fläche 24 gekringelt werden, tendieren dazu, einen großen Kringeldurchmesser in einem Schneidvorgang zu haben, welcher mit einer hohen Zustellerrate ausgeführt wird. In den vorliegenden Ausführungsformen ist die dritte Fläche 23, deren Neigungswinkel geringer ist als ein jeder vom sechsten Neigungswinkel Θ22 und vom achten Neigungswinkel Θ24, zwischen der zweiten Fläche 22 und der vierten Fläche 24 angeordnet. Dies stellt einen großen Raum zwischen dem Seitenteil 3b und der vierten Fläche 24 sicher. Folglich ist es weniger wahrscheinlich, dass ein Spanverstopfen auftritt, wodurch die Späne stabil gekringelt werden.
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Wenn der Neigungswinkel Θ22 der zweiten Fläche 22 kleiner ist als der Neigungswinkel Θ24 der vierten Fläche 24, ist es für Späne weniger wahrscheinlich, entlang der zweiten Fläche 22 gekringelt zu werden, sogar, wenn die Späne mit der zweiten Fläche 22 in Kontakt gelangen. Es ist deshalb weniger wahrscheinlich, dass das Spanverstopfen auftritt, wenn es für die Späne, welche einen großen Kringeldurchmesser haben, weniger wahrscheinlich ist, an der zweiten Fläche 22 erzeugt zu werden, welche näher an dem Seitenteil 3b angeordnet ist.
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Aufgrund der vorhergehenden Gründe ist der Einsatz 1 der vorliegenden Ausführungsformen, welcher den Seitenbereich 20 aufweist, in der Lage, ein Werkstück sowohl beim Schneidvorgang mit einer geringen Zustellerrate als auch beim Schneidvorgang mit einer hohen Zustellerrate angemessen zu schneiden, sogar, wenn die Schnitttiefe groß ist. Wenn ein Paar von Seitenbereiche 20 jeweilig an beiden Seiten des Eckbereichs 10 im Einsatz 1 der vorliegenden Ausführungsformen angeordnet ist, ist es möglich, Späne unter den Schneidbedingungen stabiler auszugeben, das heißt mit einer geringen Schnitttiefe und einer hohen Zustellerrate.
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In den vorliegenden Ausführungsformen können Größen W der individuellen Flächen (Bereiten die individuellen Flächen) in einer Richtung orthogonal zum Seitenteil 3b in einer Draufsicht wie folgt festgelegt sein. Beispielsweise ist 0,2 bis 0,4 mm eine Größe W21 der ersten Fläche 21, ist 0,2 bis 0,3 mm eine Größe W32 der zweiten Fläche 22, ist 0,1 bis 0,2 mm eine Größe W23 der dritten Fläche 23 und ist 0,1 bis 0,3 mm eine Größe W24 der vierten Fläche 14. Hier, wenn sich die Größen W der individuellen Flächen entlang der Halbierenden des Eckteils 3a ändern, können die Größen W der individuellen Eckflächen jeweilige Maximalwerte der Größen der individuellen Flächen in der Richtung orthogonal zum Seitenteil 3b sein.
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Da die Späne dazu tendieren, eine kleinere Breite zu haben, wenn die Schnitttiefe geringer ist als wenn die Schnitttiefe groß ist, tendiert ein Verhalten der Späne dazu, instabiler zu werden. In den vorliegenden Ausführungsformen kann ein oberes Ende der zweiten Eckfläche 12 niedriger als ein oberes Ende der zweiten Fläche 22 angeordnet sein. Mit dieser Konfiguration ist es in dem Fall einer geringen Schnitttiefe und einer hohen Zustellerrate für Späne weniger wahrscheinlich, mit der zweiten Eckfläche 12 in Kontakt zu gelangen, wodurch die Späne stabil veranlasst werden, mit der zweiten Fläche 22 in Kontakt zu gelangen. Es ist deshalb möglich, die Späne stabil zu veranlassen, in Richtung zur dritten Eckfläche 13 und zur vierten Eckfläche 14 zu fließen.
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Hier korrespondiert das obere Ende der zweiten Eckfläche 12 zu einem Teil der zweiten Eckfläche 12, welcher am weitesten von der unteren Fläche 5 in einer Richtung parallel zu einer imaginären geraden Linie weg angeordnet ist, welche durch die Mitte der oberen Fläche 3 und die Mitte der unteren Fläche 5 hindurch tritt (die zentrale Achse O1 des Durchgangslochs 9). Auf gleiche Art korrespondiert das obere Ende der zweiten Fläche 22 zu einem Teil der zweiten Fläche 22, welcher am weitesten von der unteren Fläche 5 in einer Richtung parallel zu der imaginären geraden Linie weg angeordnet ist, welche durch die Mitte der oberen Fläche 3 und die Mitte der unteren Fläche 5 hindurch tritt (die zentrale Achse O1 des Durchgangslochs 9). In den vorliegenden Ausführungsformen sind die zweite Eckfläche 12 und die zweite Fläche 22 geneigte Flächen, welche aufwärts geneigt sind, so wie sie sich vom mittleren Teil entfernen. Das obere Ende der zweiten Eckfläche 12 und das obere Ende der zweiten Fläche 22 können deshalb als ein Innenrandende der zweiten Eckfläche 12 bzw. als ein Innenrandende der zweiten Fläche 22 bezeichnet werden.
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Alternativ kann in den vorliegenden Ausführungsformen ein oberes Ende der dritten Eckfläche 13 oberhalb eines oberen Endes der dritten Fläche 23 angeordnet sein. Mit dieser Konfiguration kann ein Raum zum separaten Anordnenden einer Fläche zwischen der dritten Eckfläche 13 und der dritten Fläche 23 sichergestellt werden. Die Fläche, welche separat angeordnet sein kann, trägt zum stabilen Kringeln der Späne bei, welche in dem Fall eines mittleren Niveaus einer Schnitttiefe und eines mittleren Niveaus einer Zustellrate erzeugt werden. Das obere Ende der dritten Eckfläche 13 und das obere Ende der dritten Fläche 23 können in gleicher Art zum oberen Ende der zweiten Eckfläche 12 und zum oberen Ende der zweiten Fläche 22 definiert werden, wie es oben beschrieben ist.
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Darüber hinaus ist in den vorliegenden Ausführungsformen die dritte Fläche 23 innerhalb des Seitenteils 3b der oberen Fläche 3 angeordnet und ist die dritte Eckfläche 13 innerhalb des Eckteils 3a der oberen Fläche 3 angeordnet. Beispielsweise in dem Fall einer großen Schnitttiefe und einer hohen Zustellerrate ist es für einem Bereich, an welchem die dritte Eckfläche 13 angeordnet ist, deshalb wahrscheinlich, einer größeren Belastung als ein Bereich ausgesetzt zu sein, an welchem die dritte Fläche 23 angeordnet ist. Hier, in den vorliegenden Ausführungsformen, kann der dritte Neigungswinkel 013 der dritten Eckfläche 13 größer sein als der siebte Neigungswinkel 823 der dritten Fläche 23. Wenn diese Beziehung erfüllt ist, kann die Festigkeit des Bereichs, an welchen die dritte Eckfläche 13 angeordnet ist, verbessert werden als der Bereich, an welchem die dritte Fläche 23 angeordnet ist, was zu einem haltbaren Einsatz 1 führt.
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In den vorliegenden Ausführungsformen kann der zweite Neigungswinkel Θ12 der zweiten Eckfläche 12 größer sein als der sechste Neigungswinkel Θ22 der zweiten Fläche 22. Wenn diese Beziehung erfüllt ist, kann der Vorgang des stabilen Kringelns der Späne sogar in dem Fall einer kleinen Schnitttiefe verbessert werden.
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In den vorliegenden Ausführungsformen kann ein jeder vom ersten Neigungswinkel 021 der ersten Fläche 21, vom zweiten Neigungswinkel Θ22 der zweiten Fläche 22 und vom siebten Neigungswinkel Θ23 der vierten Fläche 24 entlang des Seitenteils 3b konstant sein. In diesem Fall kann ein Spankringelvorgang unabhängig von der Größe der Schnitttiefe stabilisiert werden.
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Ein Unterschied zwischen dem zweiten Neigungswinkel 012 der zweiten Eckfläche 12 und dem vierten Neigungswinkel Θ14 der vierten Eckfläche 14 kann kleiner sein als der Unterschied zwischen dem sechsten Neigungswinkel Θ22 der zweiten Fläche 22 und dem achten Neigungswinkel Θ24 der vierten Fläche 24. Wenn diese Beziehung erfüllt ist, ist es für die dritte Eckfläche 13, welche zwischen der zweiten Eckfläche 12 und der vierten Eckfläche 14 angeordnet ist, weniger wahrscheinlich, von dem Eckteil 3a zu weit entfernt zu sein, und ist es möglich, Kringelvorgänge der zweiten Eckfläche 12 und der vierten Eckfläche 14 im Eckbereich 10 sicherzustellen. Dies stellt eine Spanausgabeleistungsfähigkeit bei einer geringen Schnitttiefe und einer hohen Zustellerrate sicher. Darüber hinaus ist es für Späne, welche bei einer großen Schnitttiefe und einer hohen Zustellerrate erzeugt werden, weniger wahrscheinlich, über die vierte Fläche 24 hinweg zu gelangen, wodurch die Spanausgabeleistungsfähigkeit in dem Fall der großen Schnitttiefe und der hohen Zustellerrate sichergestellt wird. Dies führt zu einer stabilen Spanausgabe in dem Fall der hohen Zustellerrate unabhängig von der Größe der Schnitttiefe.
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Der zweite Neigungswinkel Θ12 der zweiten Eckfläche 12 kann größer sein als der Neigungswinkel Θ22 der zweiten Fläche 22. Wenn diese Beziehung erfüllt ist, ist die Länge L12 der zweiten Eckfläche 12 relativ kurz, und ist es deshalb einfach, eine große Länge L13 der dritten Eckfläche 3 sicherzustellen. Dies ermöglicht ein sanftes Führen der Späne zur dritten Eckfläche 13 in dem Fall einer geringen Schnitttiefe und einer hohen Zustellerrate.
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Der Neigungswinkel Θ13 der dritten Eckfläche 13 kann größer sein als der Neigungswinkel Θ23 der dritten Fläche 23, und kann ebenfalls kleiner sein als ein jeder vom Neigungswinkel Θ22 der zweiten Fläche 22 und vom Neigungswinkel Θ24 der vierten Fläche 24. Wenn diese Beziehungen erfüllt sind, kann ein Spankringelvorgang unter den Schneidbedingungen verbessert werden, d.h., einem mittleren Niveau einer Schnitttiefe und einem mittleren Niveau einer Zustellerrate.
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Wie vorhergehend beschrieben ist die Gestalt der unteren Fläche 5 identisch zur Gestalt der oberen Fläche 3, und in den vorliegenden Ausführungsformen kann eine Schneidkante ebenfalls entlang zumindest einem Teil eines Schnitts der unteren Fläche 5 und der Seitenfläche angeordnet sein. In diesem Fall ist der Einsatz 1 für einen Schneidvorgang in einem Zustand verwendbar, in welchem die obere Fläche 3 und die untere Fläche 5 umgedreht sind. Hier, in den vorliegenden Ausführungsformen, kann eine Höhe eines oberen Endes der vierten Eckfläche 14 gleich zu einer Höhe eines oberen Endes der vierten Fläche 24 im Einsatz 1 sein. Es ist deshalb möglich, die obere Fläche 3 stabil als eine Sitzfläche mit Bezug auf die Tasche auszuführen.
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Der Ausdruck, dass „die Höhe des oberen Endes der vierten Eckfläche 14 gleich zur Höhe des oberen Endes der vierten Fläche 24 ist“ bezeichnet, dass beide Höhen nicht streng gleich sein müssen. Beispielsweise kann ein Unterschied von in etwa 2% dazwischen vorliegen. Insbesondere, unter der Annahme, dass die Höhe des oberen Endes der vierten Eckfläche 14 gleich 1 ist, muss die Höhe des oberen Endes der vierten Fläche 24 in etwa 0,98 bis 1,02 sein. Hier können das obere Ende der vierten Eckfläche 14 und das obere Ende der vierten Fläche 24 gleich zum oberen Ende der zweiten Eckfläche 12 und zum oberen Ende der zweiten Fläche 22 definiert sein, wie es oben beschrieben ist. Darüber hinaus ist die Höhe des oberen Endes der vierten Eckfläche 14 eine Größe zwischen der unteren Fläche 5 und dem oberen Ende der vierten Eckfläche 14 in einer Richtung parallel zu der imaginären geraden Linie, welche durch die Mitte der oberen Fläche 3 und die Mitte der unteren Fläche 5 hindurch tritt (die zentrale Achse O1 des Durchgangslochs 9). Auf gleiche Art ist die Höhe des oberen Endes der vierten Fläche 24 eine Größe zwischen der unteren Fläche 5 und dem oberen Ende der vierten Fläche 24 in einer Richtung parallel zur imaginären geraden Linie, welche durch die Mitte der oberen Fläche 3 und die Mitte der unteren Fläche 5 hindurch tritt (die zentrale Achse O1 des Durchgangslochs 9).
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Da die Späne dazu tendieren, eine kleinere Breite zu haben, wenn die Schnitttiefe gering ist, als wenn die Schnitttiefe groß ist, tendiert das Verhalten der Späne dazu, instabiler zu werden. Eine Breite der dritten Eckfläche 13 (eine Größe W der dritten Eckfläche 13) kann ansteigen, so wie sie sich vom Eckteil 3a einer Draufsicht in den vorliegenden Ausführungsformen entfernt. Mit dieser Konfiguration liegt ein Bereich, welcher an einer Seite der dritten Eckfläche 13 angeordnet ist, welche eine Kringelfunktion hat, näher an dem Seitenteil 3b im Schneidvorgang, welcher mit einem mittleren Niveau der Schnitttiefe und einem mittleren Niveau der Zustellerrate ausgeführt wird. Dies ermöglicht es die Späne, welche während des Schneidvorgangs erzeugt werden, mit der dritten Eckfläche 13 stabil in Kontakt zu bringen, wodurch der Spankringelvorgang verbessert wird.
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In einer Draufsicht in den vorliegenden Ausführungsformen kann die Breite der dritten Eckfläche 13 (die Größe W der dritten Eckfläche 13) zunehmen, so wie sie sich vom Eckteil 3a entfernt, und kann die Breite der vierten Eckfläche 14 (die Größe W der vierten Eckfläche 14) abnehmen, so wie sie sich vom Eckteil 3a entfernt. Diese Konfiguration stellt eine Breite in einer Richtung entlang des Seitenteils 3b an der vierten Fläche 24 benachbart zu vierten Eckfläche 14 sicher. Es ist deshalb möglich, die Späne durch die vierte Fläche 24 während eines Schneidvorgangs stabil zu kringeln, welcher mit einer großen Schnitttiefe und einer hohen Zustellerrate ausgeführt wird.
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In den vorliegenden Ausführungsformen kann der Seitenbereich 20 weiter eine fünfte Fläche 25 aufweisen. Hier ist die fünfte Fläche 25 zwischen der dritten Eckfläche 13 und der vierten Eckfläche 14 und zwischen der dritten Fläche 23 und der vierten Fläche 24 angeordnet. Die fünfte Fläche 25 ist abwärts geneigt, so wie sie sich von der dritten Eckfläche 13 und der vierten Eckfläche 14 entfernt, wie es in den 5, 6 und 10 gezeigt ist. Wenn die fünfte Fläche 25 bereitgestellt ist, kann ein stabiler Spankringelvorgang unabhängig von der Größe der Schnitttiefe verbessert werden.
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Die Schneidkante 31 kann in einer Seitenansicht in den vorliegenden Ausführungsformen eine geradlinige Gestalt haben. Hier kann eine Höhe der Schneidkante 31 ausgehend von der unteren Fläche 5 konstant sein.
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Die dritte Fläche 23 kann parallel zur unteren Fläche 5 sein oder kann alternativ abwärts geneigt sein oder kann eine abwärts konvex-gekrümmte Linie sein, so wie sie sich von der Schneidkante 31 in einer Schnittansicht orthogonal zur Schneidkante 31 entfernt. In jedem Fall ist es möglich, einen Spanflussraum zwischen der zweiten Fläche 22 und der vierten Fläche 24 sicherzustellen, und ist es weniger wahrscheinlich, dass ein Spanverstopfen auftritt.
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In den vorliegenden Ausführungsformen kann die obere Fläche 3 weiter einen Stegteil aufweisen, welcher entlang der Schneidkante 31 angeordnet ist. Insbesondere kann die obere Fläche 3 den Stegteil aufweisen, welcher entlang des Eckteils 3a und des Seitenteils 3b angeordnet ist. Insbesondere kann der Stegteil zwischen dem Eckteil 3a und der ersten Eckfläche 11 und zwischen dem Seitenteil 3b und der ersten Fläche 21 an der oberen Fläche 3 angeordnet sein. In diesem Fall kann die Steifigkeit der Schneidkante weiter verbessert werden, um eine exzellente Schneidleistungsfähigkeit sogar unter noch strengeren Schneidbedingungen zu erzielen.
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Obwohl der Einsatz 1 einer der Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben worden ist, sind die Einsätze der vorliegenden Offenbarung nicht auf diese beschränkt, welche die Konfiguration der vorhergehenden Beschreibungen haben, und weisen auch solche auf, welche Modifikationen unterworfen sind, welche nicht im Detail beschrieben sind, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
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Beispielsweise, obwohl die vorliegenden Ausführungsformen die Ausführungsformen beschreiben und darstellen, in welcher die erste Eckfläche 11 eine konkav-gekrümmte Fläche ist, und die zweite Eckfläche 12, die dritte Eckfläche 13 die vierte Eckfläche 14 die flachen Flächen sind, sind die Einsätze der vorliegenden Offenbarung hierauf nicht beschränkt. Insbesondere kann eine jede dieser Flächen in den Einsätzen der vorliegenden Offenbarung irgendeine Gestalt haben, solange die Neigungswinkel dieser Eckflächen, welche den Eckbereich 10 bilden, die vorhergehenden Beziehungen erfüllen. Dies trifft ebenfalls auf die Gestalten der Flächen zu, welche den Seitenbereich 20 bilden.
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Schneidwerkzeug
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Ein Schneidwerkzeug 101 in einer der Ausführungsformen ist nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Wie es in der 12 gezeigt ist, weist das Schneidwerkzeug 101 der vorliegenden Ausführungsformen einen Halter 105, welcher eine Tasche 103 an einer Seite eines vorderen Endes 105a hat, und den Einsatz 1 auf, welcher an der Tasche 103 angeordnet ist. Der Einsatz 1 ist befestigt, so dass ein Teil des Kammteils, welcher als die Schneidkante 31 verwendbar ist, ausgehend vom vorderen Ende des Halters 105 im Schneidwerkzeug 101 der vorliegenden Ausführungsformen vorsteht.
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Der Halter 105 ist ein stangenförmiger Körper, welcher sich lang und schmal erstreckt. Die einzelne Tasche 103 ist an der Seite des vorderen Endes 105a des Halters 105 angeordnet. Die Tasche 103 ist eingerichtet, um den Einsatz aufzunehmen, und ist an einer vorderen Endfläche des Halters 105 offen. Hier ist es einfach, den Einsatz zu befestigen durch Einrichten, so dass die Tasche 103 ebenfalls in einer Seitenfläche des Halters 105 offen ist. Insbesondere weist die Tasche 103 eine Sitzfläche, welche zu einer unteren Fläche (nicht gezeigt) des Halters 105 parallel ist, und eine begrenzende Seitenfläche auf, welche relativ zur Sitzfläche geneigt ist.
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Der Einsatz 1 ist an der Tasche 103 angeordnet. Die untere Fläche des Einsatzes 1 kann mit der Tasche 103 direkt in Kontakt stehen. Alternativ kann eine Platte zwischen dem Einsatz einzelne Tasche 103 gehalten werden.
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Der Einsatz 1 ist befestigt, so dass ein Teil des Kammteils, welcher als die Schneidkante 31 verwendbar ist, auswärts vom Halter 105 vorsteht. In den vorliegenden Ausführungsformen ist der Einsatz 1 am Halter 105 durch eine Fixierschraube 107 befestigt. Insbesondere werden Schraubabschnitte zusammengeschraubt durch Einsetzen der Fixierschraube 107 durch das Durchgangsloch des Einsatzes 1 und durch Einsetzen eines vorderen Endes der Fixierschraube 107 in ein Schraubenloch (nicht gezeigt), welches in der Einsatztasche 103 geformt ist. Somit ist der Einsatz 1 am Halter 105 befestigt.
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Als ein Material des Halters 105 sind beispielsweise Stahl und Gusseisen verwendbar. Von diesen Materialien kann hochfester Stahl als das Material des Halters 105 verwendet werden.
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Die vorliegenden Ausführungsformen zeigen und beschreiben das Schneidwerkzeug, welches für einen so genannten Drehvorgang verwendet wird. Beispiele des Drehvorgangs weisen eine Innendurchmesserbearbeitung, eine Außendurchmesserbearbeitung und einen Nutherstellungsvorgang auf. Das Schneidwerkzeug ist nicht auf diese beschränkt, welche für den Drehvorgang verwendet werden. Beispielsweise kann der Einsatz der obigen Ausführungsformen bei einem Schneidwerkzeug verwendet werden, welches für einen Fräsvorgang verwendet wird.
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Verfahren des Herstellens eines maschinell- bzw. spanabhebend-bearbeiteten Produkts Ein Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts in einer der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist nachfolgend Bezug auf die Zeichnungen durch Darstellen des Falls des Verwendens des Schneidwerkzeugs 101 der vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben.
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Das maschinell-bearbeitete Produkt ist herstellbar durch Ausführen eines Schneidvorgangs eines Werkstücks 201. Das Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts in den vorliegenden Ausführungsformen weist die folgenden Schritte (1) bis (4) auf.
- (1) Rotieren des vorbereiteten Werkstücks 201 (siehe 13),
- (2) Bringen des Schneidwerkzeugs 101 nahe an das Werkstück 201 heran durch Bewegen des Schneidwerkzeugs 101 in einer X1-Richtung in Richtung zum Werkstück 201, welches rotiert wird (siehe die 13),
- (3) Bearbeiten einer Oberfläche des Werkstücks 201 durch näher Heranbringen des Schneidwerkzeugs 101 an das Werkstück 201, so dass die Schneidkante 31 des Schneidwerkzeugs 101 mit einer gewünschten Position an der Oberfläche des Werkstücks 201 in Kontakt gelangt, welches rotiert wird (siehe 14), und
- (4) Bewegen des Schneidwerkzeugs 101 vom Werkstück 201 in einer X2-Richtung weg (siehe 15).
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Beispiele der Materialien des Werkstücks 201, welches im Schritt (1) vorbereitet wird, weisen Aluminium, Kohlenstoffstahl, legierten Stahl, rostfreien Stahl, Gusseisen und Nichteisenmetalle auf.
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Der Schritt (2) ist ausführbar, beispielsweise durch Heranbringen des Schneidwerkzeugs 101 nahe an das Werkstück 201 in einem Zustand, in welchem das Werkstück 201 um die Achse O2 herum rotiert wird. In diesem Schritt müssen das Werkstück 201 und das Schneidwerkzeug 101 relativ zueinander nahe heran gebracht werden. Alternativ kann das Werkstück 201 nahe an das Schneidwerkzeug 101 heran gebracht werden.
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Ebenfalls im Schritt (4) müssen das Werkstück 201 und das Schneidwerkzeug 101 relativ voneinander weg bewegt werden, wie es der Fall im Schritt (2) ist. Beispielsweise kann das Werkstück 201 vom Schneidwerkzeug 101 weg bewegt werden.
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Das maschinell-bearbeitete Produkt ist erhaltbar durch die oben beschriebenen Schritte. Mit dem Verfahren des Herstellens eines maschinell-bearbeiteten Produkts in den vorliegenden Ausführungsformen ermöglicht es die Verwendung des Schneidwerkzeugs 101, den Schneidvorgang in dem Fall einer geringen Schnitttiefe sogar unter Schnittbedingungen angemessen auszuführen, in welchen die Zustellerrate verringert oder gesteigert ist. Dies führt zu einem maschinell-bearbeiteten Produkt mit einer hochpräzise bearbeiteten Oberfläche.
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Wenn der vorhergehende Schneidvorgang des Werkstücks 201 mehrere Male ausgeführt wird, ist es erforderlich, den Schritt des In-Kontakt-Bringens der Schneidkante des Schneidwerkzeugs 101 mit verschiedenen Abschnitten des Werkstücks 201 zu wiederholen, während das Werkstück weiter rotiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Einsatz bzw. Schneideinsatz bzw. Wendeschneidplatte
- 3
- obere Fläche
- 3a
- Eckteil
- 3b
- Seitenteil
- 5
- untere Fläche
- 7a
- gekrümmter Bereich
- 7b
- flacher Bereich
- 9
- Durchgangsloch
- 10
- Eckbereich
- 11
- erste Eckfläche
- 12
- zweite Eckfläche
- 13
- dritte Eckfläche
- 14
- vierte Eckfläche
- 20
- Seitenbereich
- 21
- erste Fläche
- 22
- zweite Fläche
- 23
- dritte Fläche
- 24
- vierte Fläche
- 25
- fünfte Fläche
- 31
- Schneidkante
- 101
- Schneidwerkzeug
- 103
- Tasche
- 105
- Halter
- 107
- Fixierschraube
- 201
- Werkstück
- O1
- zentrale Achse (des Einsatzes)
- O2
- Achse (des Werkstücks)
- Θ11
- erster Neigungswinkel (der ersten Eckfläche)
- Θ12
- zweiter Neigungswinkel (der zweiten Eckfläche)
- Θ13
- dritter Neigungswinkel (der dritten Eckfläche)
- Θ14
- vierter Neigungswinkel (der vierten Eckfläche)
- Θ21
- fünfter Neigungswinkel (der ersten Fläche)
- Θ22
- sechster Neigungswinkel (der zweiten Fläche)
- Θ23
- siebter Neigungswinkel (der dritten Fläche)
- Θ24
- achter Neigungswinkel (der vierten Fläche)