DE102013111852A1

DE102013111852A1 - Schneideinsatz-Baugruppe und Komponenten davon

Info

Publication number: DE102013111852A1
Application number: DE201310111852
Authority: DE
Inventors: Nicholas J. Henry; Shi Chen; Kent P. Mizgalski
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2033-10-29
Also published as: SE1351355A1; CN103817356A; DE102013111852B4

Abstract

Schneidbaugruppe zur spanbildenden Materialabtragung von einem Werkstück an der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche. Die Schneidbaugruppe besitzt eine Halterung mit einem Kühlmittelkanal und einem Sitz. Als eine Option erstreckt sich ein Bolzen von dem Sitz weg und ermöglicht, dass Kühlmittel zu einer Einsatzverriegelungskappe fließt, die an dem Bolzen befestigt ist. Die Einsatzverriegelungskappe leitet das Kühlmittel in Richtung der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche. Als weitere Option besitzt eine Umlenkplatte eine untere Oberfläche mit einer Wanne und eine bogenförmige vordere Oberfläche mit einer oder mehreren Öffnungen. Kühlmittel fließt aus dem Kühlmittelkanal in die Wanne und tritt durch mindestens eine Öffnung in der gebogenen vorderen Oberfläche in Richtung der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche aus.

Description

QUERVERWEIS AUF FRÜHERE PATENTANMELDUNGEN
Die vorliegende Patentanmeldung ist eine Teilfortführungsanmeldung der anhängigen US-Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 12/874,591, die unter dem Titel CUTTING INSERT ASSEMBLY AND COMPONENTS THEREOF am 2. September 2010 von Chen et al. eingereicht wurde. Die Anmelder beanspruchen hiermit Priorität basierend auf der besagten US-Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 12/874,591, die unter dem Titel CUTTING INSERT ASSEMBLY AND COMPONENTS THEREOF am 2. September 2010 von Chen et al. eingereicht wurde. Ferner nehmen die Anmelder die besagte US-Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 12/874,591, die unter dem Titel CUTTING INSERT ASSEMBLY AND COMPONENTS THEREOF am 2. September 2010 von Chen et al. eingereicht wurde, insgesamt in dieses Patent auf.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Der Erfindungsgegenstand betrifft eine Metallzerspanungsanlage und speziell eine Metallzerspanungsanlage, die dafür ausgelegt ist, eine verbesserte Zuführung von Kühlmittel an die Grenzfläche zwischen dem Schneideinsatz und dem Werkstück (d. h. die Einsatz-Span-Grenzfläche) zu ermöglichen, um eine übermäßige Wärmeentwicklung an der Einsatz-Span-Grenzfläche bei der spanbildenden Materialabtragung von einem Werkstück zu verringern. Der Erfindungsgegenstand betrifft ferner Komponenten derartiger Metallzerspanungsanlagen. Derartige Komponenten beinhalten beispielsweise einen Verriegelungsstift, eine Klemmenbaugruppe, eine Halterung, eine Unterlegplatte und einen Schneideinsatz.
Metallzerspanungswerkzeuge zur Durchführung von Metallbearbeitungsoperationen umfassen allgemein einen Schneideinsatz, der eine Oberfläche aufweist, die an einer Schneide endet, und eine Werkzeughalterung mit einem Sitz, der zur Aufnahme des Einsatzes geeignet ist. Der Schneideinsatz gelangt mit einem Werkstück in Eingriff, um Material abzutragen, und bildet während des Prozesses Späne des Materials. Übermäßige Wärmeentwicklung an der Einsatz-Span-Grenzfläche kann sich negativ auf die Werkzeuglebensdauer des Schneideinsatzes auswirken (d. h., sie verringern oder verkürzen).
Beispielsweise kann manchmal ein von dem Werkstück erzeugter Span (z. B. durch Verschmelzen) an der Oberfläche des Schneideinsatzes anhaften. Die Ansammlung von Spanmaterial an dem Schneideinsatz auf diese Weise ist unerwünscht und kann sich negativ auf die Leistung des Schneideinsatzes und somit auf den Materialabtragungsvorgang insgesamt auswirken. Ein Kühlmittelstrom zur Einsatz-Span-Grenzfläche verringert das Risiko einer solchen Verschmelzung. Es wäre daher wünschenswert, übermäßige Wärmeentwicklung an der Einsatz-Span-Grenzfläche zu reduzieren, um die Ansammlung von Spanmaterial zu vermeiden oder zu verringern.
Als weiteres Beispiel kann es bei einem Arbeitsvorgang zur spanbildenden Materialabtragung vorkommen, dass die Späne den Bereich der Einsatz-Span-Grenzfläche nicht verlassen, wenn der Span an dem Schneideinsatz anhaftet. Verlässt ein Span den Bereich der Einsatz-Span-Grenzfläche nicht, besteht die Möglichkeit, dass der Span noch einmal geschnitten wird. Es ist nicht wünschenswert, dass der Fräseinsatz einen bereits vom Werkstück abgehobenen Span erneut schneidet. Ein Kühlmittelstrom zur Einsatz-Span-Grenzfläche erleichtert das Entfernen von Spänen von der Einsatz-Span-Grenzfläche und minimiert somit das Risiko, dass ein Span nochmals geschnitten wird.
Es ist allgemein anerkannt, dass eine kürzere Werkzeuglebensdauer die Betriebskosten erhöht und die Produktionseffizienz insgesamt verringert. Übermäßige Wärmeentwicklung an der Einsatz-Span-Grenzfläche trägt zum Verschmelzen des Spanmaterials und nochmaligen Schneiden von Spänen bei, was beides der Produktionseffizienz abträglich ist. Mit der Verringerung der Wärmeentwicklung an der Einsatz-Span-Grenzfläche sind offenkundige Vorteile verbunden, wobei ein Weg zur Verringerung der Temperatur darin besteht, der Einsatz-Span-Grenzfläche ein Kühlmittel zuzuführen.
Bisher werden Anlagen betrieben, um die Temperatur des Schneideinsatzes während des Schneidens zu senken. Beispielsweise kommen in manchen Anlagen externe Düsen zum Einsatz, um Kühlmittel an die Schneide des Einsatzes zu transportieren. Das Kühlmittel dient nicht nur dazu, die Temperatur des Einsatzes zu senken, sondern auch zum Entfernen der Späne aus dem Schnittbereich. Die Düsen sind häufig in einem Abstand von 2 bis 30 Zentimetern (1 bis 12 Zoll) von der Schneide entfernt angeordnet. Diese Entfernung ist für eine wirksame Kühlung zu groß. Je weiter die Wege, die das Kühlmittel zurücklegen muss, desto mehr vermischt sich das Kühlmittel mit Luft und desto weniger wahrscheinlich trifft es auf die Werkzeug-Span-Grenzfläche.
Das US-Patent Nr. 6,053,669 an Lagerberg mit dem Titel CHIP FORMING CUTTING INSERT WITH INTERNAL COOLING erörtert die Bedeutung des Reduzierens der Wärmeentwicklung an der Einsatz-Span-Grenzfläche. Lagerberg erwähnt, dass, wenn ein aus Sinterkarbid gefertigter Schneideinsatz eine bestimmte Temperatur erreicht, seine Widerstandsfähigkeit gegen plastische Verformung abnimmt. Eine Abnahme der Widerstandsfähigkeit gegen plastische Verformung erhöht die Gefahr, dass der Schneideinsatz bricht. Das US-Patent Nr. 5,775,854 an Wertheim mit dem Titel METAL CUTTING TOOL weist darauf hin, dass ein Anstieg der Arbeitstemperatur zu einer Abnahme der Härte des Schneideinsatzes führt. Als Folge ergibt sich ein erhöhter Verschleiß des Schneideinsatzes.
Andere Patentbeschreibungen offenbaren verschiedene Möglichkeiten oder Anlagen, um Kühlmittel der Einsatz-Span-Grenzfläche zuzuführen. Beispielsweise betrifft das US-Patent Nr. 7,625,157 an Prichard et al. mit dem Titel MILLING CUTTER AND MILLING INSERT WITH COOLANT DELIVERY einen Schneideinsatz, der einen Schneidkörper mit einem zentralen Kühlmitteleinlass aufweist. Der Schneideinsatz weist ferner ein positionierbares Umlenkstück auf. Das Umlenkstück besitzt eine Kühlmittelrinne, die Kühlmittel an eine bestimmte Schnittstelle leitet.
Das US-Patent Nr. 6,045,300 an Antoun mit dem Titel TOOL HOLDER WITH INTEGRAL COOLANT PASSAGE AND REPLACEABLE NOZZLE offenbart eine Bereitstellung von Kühlmittel mit hohem Druck und großem Volumen zur Bekämpfung der Wärmeentwicklung an der Einsatz-Span-Grenzfläche. US-Patent Nr. 6,652,200 an Kraemer mit dem Titel TOOL HOLDER WITH COOLANT SYSTEM offenbart Rinnen zwischen dem Schneideinsatz und einer Deckplatte. Kühlmittel fließt durch die Rinnen, um die Wärmeentwicklung an der Einsatz-Span-Grenzfläche zu bekämpfen. US-Patent Nr. 5,901,623 an Hong mit dem Titel CRYOGENIC MACHINING offenbart ein Kühlmittelzuführungssystem zum Aufbringen von flüssigem Stickstoff auf die Einsatz-Span-Grenzfläche.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der/Die Erfinder hat/haben die Probleme erkannt, die mit herkömmlichen Kühlvorrichtungen einhergehen, und eine Einsatzbaugruppe entwickelt, die mit einem herkömmlichen Kühlsystem zusammenarbeitet, um einem Schneideinsatz Kühlmittel zuzuführen, und die Probleme des bisherigen Stands der Technik löst.
In einer Ausführungsform davon ist die Erfindung eine Schneidbaugruppe zur spanbildenden Materialabtragung von einem Werkstück an der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche. Die Schneidbaugruppe umfasst eine Halterung, die einen Kühlmittelkanal und einen Sitz enthält. Es ist ein Bolzen vorhanden, der in dem Kühlmittelkanal aufgenommen wird, wobei sich der Bolzen von dem Sitz weg erstreckt. Die Baugruppe weist ferner einen Schneideinsatz auf, der eine geneigte Oberfläche und eine zentrale Öffnung besitzt, wobei sich der Bolzen durch die zentrale Öffnung des Schneideinsatzes erstreckt. Die Baugruppe weist eine Einsatzverriegelungskappe auf, die mit dem Bolzen in Eingriff gelangt und eine Vorspannkraft gegen die geneigte Oberfläche des Schneideinsatzes ausübt, sodass der Schneideinsatz sicher im Sitz festgehalten wird. Die Einsatzverriegelungskappe enthält eine seitliche Öffnung, die in Kommunikationsverbindung mit der zentralen Öffnung des Schneideinsatzes steht. Der Bolzen enthält eine äußere Längsrinne mit einem Eingang in dem Kühlmittelkanal und einem Ausgang neben der seitlichen Öffnung, wodurch Kühlmittel aus dem Kühlmittelkanal in die äußeren Längsrinnen fließt und in die zentrale Öffnung des Schneideinsatzes austritt und in die seitliche Öffnung hineinfließt und aus dieser in Richtung der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche gesprüht wird.
In einer anderen Ausführungsform davon ist die Erfindung eine Schneidbaugruppe zur spanbildenden Materialabtragung von einem Werkstück an der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche. Die Schneidbaugruppe umfasst eine Halterung, die einen Kühlmittelkanal und einen Sitz enthält. Die Baugruppe enthält einen Gewindebolzen, der an einem unteren Gewindeabschnitt davon in Gewindeeingriff in dem Kühlmittelkanal aufgenommen wird und sich von dem Sitz weg erstreckt. Die Baugruppe weist einen Schneideinsatz auf, der eine geneigte Oberfläche und eine zentrale Öffnung besitzt, wobei sich ein oberer Gewindeabschnitt des Gewindebolzens durch die zentrale Öffnung des Schneideinsatzes erstreckt. Es ist eine Einsatzverriegelungskappe vorhanden, die mit dem oberen Gewindeabschnitt des Gewindebolzens in Eingriff gelangt, wodurch die Einsatzverriegelungskappe eine Vorspannkraft gegen die geneigte Oberfläche des Schneideinsatzes ausübt, sodass der Schneideinsatz sicher im Sitz festgehalten wird. Die Einsatzverriegelungskappe enthält eine Verriegelungskappen-Querbohrung und einen äußeren Ausgang, der in Kommunikationsverbindung mit der Verriegelungskappen-Querbohrung steht. Die Einsatzverschlusskappe enthält eine äußere, ringförmige Nut, die durch den äußeren Ausgang in Kommunikationsverbindung mit der Verriegelungskappen-Querbohrung steht. Ein einstellbarer Kühlmittelring wird an der Einsatzverriegelungskappe so aufgenommen, dass er die äußere, ringförmige Nut umspannt. Der Kühlmittelring enthält eine innere Nut, die zusammen mit der äußeren, ringförmigen Nut einen Kühlmittelkanal bildet. Der Kühlmittelring enthält eine Öffnung, die in Kommunikationsverbindung mit dem Kühlmittelkanal steht. Der Gewindebolzen enthält eine zentrale Längsbohrung mit einem Eingang in dem Kühlmittelkanal und einem Ausgang in der Nähe der Verriegelungskappen-Querbohrung, wodurch Kühlmittel aus dem Kühlmittelkanal und in die zentrale Längsbohrung fließt, in die Verriegelungskappen-Querbohrung austritt und in den Kühlmittelkanal hineinfließt, wodurch Kühlmittel aus der Öffnung in Richtung der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche gesprüht wird.
In noch einer anderen Ausführungsform ist die Erfindung eine Umlenkplatte zur Verwendung mit einer Schneidbaugruppe, welche eine Halterung mit einem Kühlmittelkanal besitzt, zur spanbildenden Materialabtragung von einem Werkstück an der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche. Die Umlenkplatte umfasst eine untere Oberfläche, wobei die untere Oberfläche eine Wanne enthält. Die Umlenkplatte enthält ferner eine gebogene vordere Oberfläche, die eine Öffnung (380, 452) enthält. Kühlmittel fließt aus dem Kühlmittelkanal in die Wanne und tritt dann durch die Öffnung in der gebogenen vorderen Oberfläche in Richtung der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche aus.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden werden kurz die Zeichnungen beschrieben, die Teil der vorliegenden Patentanmeldung sind:
ist eine isometrische Ansicht einer ersten spezifischen Ausführungsform einer Schneideinheitbaugruppe;
ist eine Draufsicht der Schneideinheitbaugruppe von , in der der Schneideinsatz und die Unterlegplatte entfernt wurden;
ist eine Querschnittsansicht der Schneideinheitbaugruppe von , bei der der Schneideinsatz und die Unterlegplatte entfernt wurden, entlang der Schnittlinie 3-3 von ;
ist eine Querschnittsansicht der Schneideinheitbaugruppe von , bei der der Schneideinsatz und die Unterlegplatte entfernt wurden, entlang der Schnittlinie 4-4 von ;
ist eine Draufsicht der Unterlegplatte, die Teil der Schneideinheitbaugruppe von ist;
ist eine Querschnittsansicht der Unterlegplatte von entlang der Schnittlinie 6-6 von ;
ist eine Draufsicht des runden Schneideinsatzes, der Teil der Schneideinheitbaugruppe von ist;
ist eine isometrische Ansicht des runden Schneideinsatzes von ;
ist eine Querschnittsansicht des runden Schneideinsatzes von entlang der Schnittlinie 9-9 von ;
ist eine isometrische Ansicht der Einsatzverriegelungskappe, die Teil der Schneideinheitbaugruppe von ist;
ist eine Seitenansicht der Einsatzverriegelungskappe von ;
ist eine Querschnittsansicht der Einsatzverriegelungskappe von entlang der Schnittlinie 12-12 von ;
ist eine isometrische Ansicht des Bolzens, der Teil der Schneideinheitbaugruppe von ist;
ist eine Draufsicht auf den Bolzen von ;
ist eine Querschnittsansicht des Bolzens entlang der Schnittlinie 15-15 von ;
ist eine isometrische Ansicht der Schneideinheitbaugruppe von , die die Schneideinheitbaugruppe in einer bestimmten Ausrichtung zeigt;
ist eine schematische Querschnittsansicht einer bestimmten Ausführungsform der Schneideinheitbaugruppe von , die den Weg des Kühlmittels zeigt;
ist eine isometrische Ansicht der Einsatzverriegelungskappe, die Teil einer zweiten spezifischen Ausführungsform einer Schneideinheitbaugruppe ist;
ist eine Seitenansicht der Einsatzverriegelungskappe von ;
ist eine Draufsicht auf die Einsatzverriegelungskappe von ;
ist eine Querschnittsansicht der Einsatzverriegelungskappe von entlang der Schnittlinie 21-21 von ;
22 ist eine Seitenansicht des Kühlmittelrings, der Teil einer zweiten spezifischen Ausführungsform einer Schneideinheitbaugruppe ist;
ist eine Draufsicht des Kühlmittelrings;
ist eine Querschnittsansicht des Kühlmittelrings von entlang der Schnittlinie 24-24 von ;
ist eine isometrische Ansicht einer spezifischen Ausführungsform eines Gewindebolzens, der Teil einer zweiten spezifischen Ausführungsform einer Schneideinheitbaugruppe ist;
ist eine Draufsicht auf den Gewindebolzen von ;
ist eine Querschnittsansicht des Gewindebolzens von entlang der Schnittlinie 27-27 von ;
ist eine isometrische Ansicht der zweiten spezifischen Ausführungsform einer Schneideinheitbaugruppe, die die Schneideinheitbaugruppe in einer bestimmten Ausrichtung bezogen auf das Sprühen von Kühlmittel in Richtung der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche darstellt;
ist eine isometrische Ansicht der zweiten spezifischen Ausführungsform einer Schneideinheitbaugruppe, die die Schneideinheitbaugruppe in einer anderen Ausrichtung bezogen auf das Sprühen von Kühlmittel in Richtung der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche darstellt;
ist eine schematische Querschnittsansicht der zweiten spezifischen Ausführungsform der Schneideinheitbaugruppe von , die den Weg des Kühlmittels durch die Schneideinheitbaugruppe zeigt;
ist eine isometrische Ansicht einer dritten spezifischen Ausführungsform einer Schneideinheitbaugruppe;
ist eine Draufsicht auf die Schneideinheitbaugruppe von ;
ist eine isometrische Ansicht in Richtung der oberen Oberfläche einer spezifischen Ausführungsform einer Umlenkplatte zur Verwendung in der dritten spezifischen Ausführungsform der Schneideinheitbaugruppe von ;
ist eine isometrische Ansicht in Richtung der unteren Oberfläche der spezifischen Ausführungsform einer Umlenkplatte von ;
ist eine isometrische Ansicht der Klemmenbaugruppe der dritten spezifischen Ausführungsform von , wobei die Umlenkplatte von entfernt von der Schrauben-Klemmenarm-Baugruppe dargestellt ist;
ist eine Draufsicht auf die Umlenkplatte von ;
ist eine Querschnittsansicht der Unterlegplatte von entlang der Schnittlinie 36-36 von ;
ist eine Untersicht der Umlenkplatte von ;
ist eine Draufsicht einer zweiten spezifischen Ausführungsform einer Umlenkplatte zur Verwendung in der dritten spezifischen Ausführungsform der Schneideinheitbaugruppe von ;
ist eine Querschnittsansicht der Umlenkplatte von entlang der Schnittlinie 39-39 von ;
ist eine Untersicht der Umlenkplatte von ;
ist eine isometrische Ansicht in Richtung der oberen Oberfläche der Umlenkplatte von ;
ist eine isometrische Ansicht in Richtung der unteren Oberfläche der spezifischen Ausführungsform einer Umlenkplatte von ;
ist eine schematische Querschnittsansicht der dritten spezifischen Ausführungsform einer Schneideinheitbaugruppe mit der Umlenkplatte von , die den Weg des Kühlmittels durch die Schneideinheitbaugruppe zeigt;
ist eine Querschnittsansicht der Halteschraube der Unterlegplatte der dritten spezifischen Ausführungsform der Schneidbaugruppe;
ist eine Draufsicht eines runden Schneideinsatzes zur Verwendung in der dritten spezifischen Ausführungsform der Schneideinheitbaugruppe von ; und
ist eine Querschnittsansicht des runden Schneideinsatzes von entlang der Schnittlinie 45-45 von .
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bei einem Arbeitsvorgang zur spanbildenden Materialabtragung gelangt der Schneideinsatz mit einem Werkstück in Eingriff, um von dem Werkstück Material abzutragen, üblicherweise in Form von Spänen. Ein Materialabtragungsvorgang, bei dem Material von dem Werkstück in Form von Spänen abgetragen wird, ist Fachleuten auf diesem Gebiet der Technik üblicherweise als Arbeitsvorgang zur spanbildenden Materialabtragung bekannt. Das Buch Machine Shop Practice [Industrial Press Inc., New York, New York (1981)] von Moltrecht liefert auf den Seiten 199–204, inter alia, eine Beschreibung der Spanbildung sowie verschiedener Spanarten (d. h., Fließspan, Bröckelspan, Reißspan). Bei Moltrecht ist [teilweise] auf den Seiten 199–200 zu lesen: „Wenn das Schneidwerkzeug erstmals das Metall berührt, komprimiert es das vor der Schneide liegende Metall. Wenn das Werkzeug vorrückt, wird das Metall vor der Schneide bis zu dem Punkt vorgespannt, an dem es intern schert, wodurch die Körner des Metalls verformt werden und plastisch entlang einer Ebene, der so genannten Scherebene, fließen ... Wenn das zerspante Metall formbar ist, beispielsweise Stahl, läuft der Span als ununterbrochenes Band ab ...”. Moltrecht beschreibt im weiteren Verlauf die Bildung eines Bröckelspans und eines Reißspans. Als weiteres Beispiel enthält der Text auf den Seiten 302–315 des ASTE Tool Engineers Handbook, McGraw Hill Book Co., New York, New York (1949) eine ausführliche Beschreibung der Spanbildung bei der Metallzerspanung. Auf Seite 303 stellt das ASTE-Handbuch die eindeutige Verbindung zwischen Spanbildung und maschinellen Arbeitsvorgängen wie Drehen, Fräsen und Bohren her. Die folgenden Patentdokumente erörtern die Bildung von Spänen bei Materialabtragungsvorgängen: US-Patent Nr. 5,709,907 an Battaglia et al. (erteilt an Kennametal Inc.), US-Patent Nr. 5,722,803 an Battaglia et al. (erteilt an Kennametal Inc.), US-Patent Nr. 6,161,990 an Oles et al. (erteilt an Kennametal Inc.).
Es wird nun Bezug genommen auf die Zeichnungen einschließlich ohne Einschränkung die – ; eine erste spezifische Ausführungsform einer Schneideinheitbaugruppe wird allgemein mit 50 bezeichnet. Die Schneideinheitbaugruppe 50 weist eine Halterung 52 auf, die ein vorderes Arbeitsende 54 und ein hinteres Ende 56 besitzt. Die Halterung 52 besitzt einen vergrößerten Kopfteil 58, der dem vorderen Arbeitsende 54 benachbart ist und der eine Sitzoberfläche oder einen Sitz 60 aufweist, welcher dafür ausgelegt ist, eine Unterlegplatte 74 und einen Schneideinsatz 75 aufzunehmen, wobei die Unterlegplatte 74 und der Schneideinsatz 75 an dem Sitz 60 befestigt sind, wie im Folgenden noch beschrieben wird. Der Sitz 60 ist von einer aufrechten, halbrunden Wand 62 umgeben, die in einem Winkel von 90 Grad bezogen auf die Oberfläche des Sitzes 60 angeordnet ist, wobei die Wand 62 nach einer Richtung eine Stütze für die Unterlegplatte 74 und den Schneideinsatz 75 bereitstellt, wenn sie auf dem Sitz 60 angeordnet und an diesem befestigt werden. Die Halterung 52 weist ferner einen Schaft 64 an dem hinteren Ende 56 davon auf. Die Schneideinheitbaugruppe wird an dem Schaft 64 an einer größeren Werkzeugmaschine befestigt.
Die Halterung 52 enthält ferner einen Kühlmittelkanal 66, der einen Eingang 68 nahe dem Schaft 64 und einen Ausgang 70 am Sitz 60 besitzt. Wie an späterer Stelle noch beschrieben wird, tritt unter Druck stehendes Kühlmittel durch den Eingang 68 in den Kühlmittelkanal 66 ein und tritt durch den Ausgang 70 am Sitz 60 direkt in die Komponentenbaugruppe aus, die die Einsatzverriegelungskappe 80, den Bolzen 120, die Unterlegplatte 74 und den Schneideinsatz 75 umfasst. Kühlmittel tritt aus dieser Schneideinheitbaugruppe aus und trifft auf die Schnittstelle zwischen dem Schneideinsatz und dem Werkstück, d. h. die Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche. Die Halterung 52 weist eine Stellschraubenbohrung 78 auf, die eine Stellschraube 76 aufnimmt, wobei die Stellschraube 76 dazu beiträgt, den Bolzen 120 in Position zu halten, wie nachstehend noch beschrieben wird.
Es wird nun Bezug genommen auf die Zeichnungen einschließlich ohne Einschränkung die und ; die Unterlegplatte 74 der Schneideinsatzbaugruppe 50 weist ferner einen Unterlegplattenkörper 158 auf, wobei der Unterlegplattenkörper 158 eine obere Oberfläche 160 und eine untere Oberfläche 162 besitzt. Der Unterlegplattenkörper 158 weist ferner eine zentrale Unterlegplattenbohrung 164 auf, die einen Eingang 168 und einen Ausgang 166 besitzt. Die zentrale Unterlegplattenbohrung 164 besitzt einen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 170 nahe dem Ausgang 166 und einen Abschnitt mit verkleinertem Durchmesser 172 nahe dem Eingang 168. Der Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 170 und der Abschnitt mit verkleinertem Durchmesser 172 sind durch einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 174 verbunden.
Es wird nun Bezug genommen auf die Zeichnungen einschließlich ohne Einschränkung die – ; der Schneideinsatz 75 der Schneideinheitbaugruppe 50 weist einen runden Schneideinsatzkörper 180 auf, der eine geneigte Oberfläche 182, eine seitliche Oberfläche 184 und eine untere Oberfläche 186 besitzt. An der Stoßstelle zwischen der geneigten Oberfläche 182 und der seitlichen Oberfläche 184 ist eine Schneide 187 vorhanden. Der runde Schneideinsatzkörper 180 enthält eine zentrale Bohrung 188, die einen Eingang 190 und einen Ausgang 192 aufweist. Die zentrale Bohrung 188 besitzt außerdem einen oberen Teil 194, der dem Ausgang 192 benachbart ist und einen vergrößerten Durchmesser besitzt, und einen unteren Teil 196, der dem Eingang 190 benachbart ist und einen verkleinerten Durchmesser besitzt.
Wie offensichtlich werden wird, weist die Schneideinsatzbaugruppe 50 eine Einsatzverriegelungskappe 80 und den Bolzen 120 auf, die zusammen die Unterlegplatte 74 und den Schneideinsatz 75 an der Halterung 52 festhalten. Die Baugruppe mit der Einsatzverriegelungskappe 80 und dem Gewindebolzen 120 stellt außerdem ein Mittel bereit, durch das Kühlmittel zur Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche fließt. Es wird nun Bezug genommen auf die Zeichnungen einschließlich ohne Einschränkung die – ; die Einsatzverriegelungskappe 80 besitzt ein axial vorderes Ende 82 und ein axial hinteres Ende 84. Die Einsatzverriegelungskappe 80 besitzt einen Kopfteil 86 nahe dem axial vorderen Ende 82, wobei der Kopfteil 86 eine Mehrzahl (z. B. sechs) Abflachungen 88 aufweist. Diese Abflachungen 88 erleichtern das Befestigen der Einsatzverriegelungskappe 80 an der vorgesehenen Position. Die Einsatzverriegelungskappe 80 besitzt einen Schaftteil 92 nahe dem axial hinteren Ende 84. Der Schaftteil 92 weist eine Schulter 94 auf, die den Kopfteil 86 und den Schaftteil 92 verbindet. Der Schaftteil 92 besitzt ferner eine zylinderförmige Oberfläche 96 und eine kegelstumpfförmige Oberfläche 98. Die Einsatzverriegelungskappe 80 enthält eine zentrale Verriegelungskappenbohrung 100, die einen Eingang 102 und einen Ausgang 104 besitzt. Ein Teil der zentralen Verriegelungskappenbohrung 100 weist Gewinde 106 auf. Die Einsatzverriegelungskappe 80 weist ferner einen ausgesparten Teil 108 auf, der eine integrierte Öffnung 110 und einen bogenförmigen Vorsprung 112 definiert. Die integrierte Öffnung 110 steht in Kommunikationsverbindung mit der Verriegelungskappenbohrung 100.
Es wird nun Bezug genommen auf die Zeichnungen einschließlich ohne Einschränkung die – ; der Gewindebolzen 120 besitzt ein axial vorderes Ende 122 und ein axial hinteres Ende 124. Der Bolzen 120 besitzt einen oberen Teil mit verkleinertem Durchmesser 126 nahe dem axial vorderen Ende 122 und einen unteren Teil mit verkleinertem Durchmesser 128 nahe dem axial hinteren Ende 124. Die äußere Oberfläche des Bolzens 120 weist einen Gewindebereich 130 und einen Bereich mit glatter Oberfläche 132 auf. Der Bereich mit glatter Oberfläche 132 weist eine Dreiergruppe von Längsrinnen 134 auf. Jede Längsrinne 134 besitzt einen Eingang 142 und einen Ausgang 144. Der Gewindebereich 130 trifft an einer Schulter 136 auf den glatten Bereich 132 wie in und dargestellt. Jede der Längsrinnen 134 besitzt eine bogenförmige Rinnenoberfläche 138. Eine bogenförmige Oberfläche oder Steg 140 in dem Bereich mit glatter Oberfläche 132 trennt die einzelnen Längsrinnen 134 voneinander. Der Gewindebolzen 120 weist an dem axial vorderen Ende 122 eine sechseckige, geschlossene Bohrung 148 auf. Die sechseckige, geschlossene Bohrung 148 weist eine Öffnung 150 und eine abschließende Oberfläche bzw. ein Ende 152 auf.
Es wird nun Bezug genommen auf die Zeichnungen einschließlich ohne Einschränkung die – ; die Baugruppe und der Betrieb der ersten spezifischen Ausführungsform der Schneideinheitbaugruppe 50 werden nachstehend beschrieben.
ist eine schematische Querschnittsansicht der Baugruppe, die den Weg des Kühlmittels (wie durch die Pfeile dargestellt) von dem Kühlmittelkanal 66 und durch die Baugruppe aus zentraler Verriegelungskappe 100 – Bolzen 120 – Unterlegplatte 74 – Schneideinsatz 75 zeigt. Kühlmittel, das üblicherweise unter Druck steht, fließt von dem Kühlmittelkanal 66 durch die äußeren Längsrinnen 134 des Gewindebolzens 120 in einer Aufwärtsrichtung wie durch die Pfeile in angegeben. Das Kühlmittel tritt aus den Ausgängen 144 (am oberen Ende wie in gezeigt) der äußeren Längsrinnen 134 in das Volumen der zentralen Unterlegplattenbohrung 164 und mindestens einen Teil des Volumens der zentralen Öffnung 188 des Schneideinsatzes 75 aus. Kühlmittel fließt kontinuierlich in den ausgesparten Teil 108 der Einsatzverriegelungskappe 80 und tritt unter Druck durch die seitliche Öffnung 110 aus, sodass es in Richtung der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche gesprüht wird.
Die Position des Gewindebolzens 120 kann in eine vorgewählte Position gedreht werden, indem der Bolzen 120 im Kühlmittelkanal 66 in die gewünschte Position gedreht wird. Der Bolzen 120 kann dann in dieser Position gesichert werden, indem die Stellschraube 76 angezogen wird, bis die Stellschraube 76 fest an dem Gewindebolzen 120 anliegt. Die Einsatzverschlusskappe 80 wird an den Gewinden 106 auf den Gewindebereich 130 des Bolzens 120 so aufgeschraubt, dass die Einsatzverriegelungskappe 80 festgezogen wird und eine signifikante Kompressionsvorspannung gegen den Schneideinsatz 75 wirkt, wodurch der Schneideinsatz 75 und die Unterlegplatte 74 sicher auf dem Sitz 60 der Halterung 52 festgehalten werden. Spezieller ist der Schneideinsatz 75 zwischen der Einsatzverriegelungskappe 80 und die Unterlegplatte 74 zwischen dem Schneideinsatz 75 und dem Sitz oder der Sitzoberfläche 60 angeordnet.
zeigt den Kühlmittelstrahl (KS) in einer Richtung. Wie vorstehend beschrieben ist einzusehen, dass sich die Richtung des Kühlmittelstrahls je nach Position des Bolzens 120 im Kühlmittelkanal 66 ändern kann. Durch eine Änderung der Richtung des Kühlmittelstrahls kann verschiedenen Schneidanwendungen Rechnung getragen werden.
Es wird nun Bezug genommen auf die Zeichnungen einschließlich ohne Einschränkung die – ; dargestellt ist eine zweite spezifische Ausführungsform einer Schneideinheitbaugruppe, die in allgemein mit 200 bezeichnet wird und die eine Halterung 201 aufweist, welche einen Kühlmittelkanal 202 enthält, wobei der Kühlmittelkanal 202 einen Gewindeabschnitt 203 nahe dem Sitz 205 besitzt. Ein Gewindebolzen 278 gelangt nahe dem Ausgang davon mit dem Kühlmittelkanal 202 in Gewindeeingriff. Der Gewindebolzen 278 erstreckt sich durch die Unterlegplatte 74 und den Schneideinsatz 75. Eine Einsatzverriegelungskappe 224 ist an dem Gewindebolzen 278 befestigt, und ein Kühlmittelring 204 umspannt die Einsatzverriegelungskappe 224. Die Einzelheiten der Schneideinheitbaugruppe 200 werden im Folgenden beschrieben.
Die Schneideinheitbaugruppe enthält einen Gewindebolzen 278, der ein axial vorderes Ende 280 und ein axial hinteres Ende 282 besitzt. Der Gewindebolzen 278 besitzt einen unteren Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 286 sowie einen integrierten Flansch 288 und besitzt eine nach vorn weisende Schulter 300 und eine nach hinten weisende Schulter 302. Der Gewindebolzen 278 besitzt ferner einen oberen Teil mit verkleinertem Durchmesser 304, der einen unteren Gewindebereich 306 aufweist. Der Gewindebolzen 278 besitzt eine zentrale Längsbohrung 312, die einen Eingang 314 und einen Ausgang 316 besitzt. Die zentrale Längsbohrung 312 besitzt einen kreisförmigen Abschnitt 318 und einen sechseckigen Abschnitt 320.
Die Schneideinheitbaugruppe 200 weist außerdem eine Einsatzverriegelungskappe 224 auf, die ein axial vorderes Ende 226 und ein axial hinteres Ende 228 besitzt. Die Einsatzverriegelungskappe 224 besitzt ferner einen Kopfteil 230 und einen Schaftteil 232. Der Kopfteil 230 besitzt einen zylinderförmigen Teil mit verkleinertem Durchmesser 234 und einen zylinderförmigen Teil mit vergrößertem Durchmesser 236, die durch eine kegelstumpfförmige Schulter 238 miteinander verbunden sind. Der Kopfteil 230 enthält ferner eine ringförmige Nut 240. Der Kopfteil 230 besitzt ferner Gewinde 231. Der Schaftteil 232 weist einen zylinderförmigen Abschnitt 246 auf, der in einem kegelstumpfförmigen Abschnitt 248 endet. Die Einsatzverriegelungskappe 224 enthält eine Verriegelungskappen-Längsbohrung 252, die einen Eingang 254 und eine innere abschließende Oberfläche 256 enthält. Die Einsatzverriegelungskappe 224 besitzt ferner eine Verriegelungskappen-Querbohrung 260, die einen innenliegenden Eingang 262 und einen außenliegenden Ausgang 264 besitzt. Die Einsatzverriegelungskappe 224 besitzt eine obere, geschlossene, sinusförmige Bohrung 268, die einen Eingang 270 und eine abschließende Oberfläche 272 besitzt.
Die Schneideinheitbaugruppe 200 weist außerdem einen Kühlmittelring 204 auf, der eine Oberseite 206 und eine Unterseite 208 besitzt. Der Kühlmittelring 204 besitzt ferner eine äußere Oberfläche 210 und ein inneres Volumen 212, wobei sich in dem Kühlmittelring 204 eine Öffnung 214 befindet. Der Kühlmittelring 204 weist ferner eine innere Nut 216 auf. Es ist einzusehen, dass die innere Nut 216 des Kühlmittelrings 204 mit der ringförmigen Nut 240 der Einsatzverriegelungskappe 224 zusammenwirkt, um einen Kühlmittelkanal 222 zu bilden. Der Kühlmittelring 204 wird an den Gewinden 231 über innenliegende, sehr feine Gewinde auf die Einsatzverriegelungskappe 224 aufgeschraubt.
Es wird Bezug genommen auf die Zeichnungen und ohne Einschränkung auf ; ist eine schematische Querschnittsansicht, die den Weg des Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal 202 durch die Baugruppe aus Kühlmittelring 204 – Einsatzverriegelungskappe 224 – Gewindebolzen 278 – Schneideinsatz 75 – Unterlegplatte 74 zeigt. Bei diesem Baugruppentyp steht das Kühlmittel üblicherweise unter Druck, sodass Kühlmittel in den Kühlmittelkanal 202 hinein und aus diesem heraus in den Eingang 314 der zentralen Längsbohrung 312 des Gewindebolzens 278 fließt. Kühlmittel tritt am Ausgang 316 davon aus der zentralen Längsbohrung 312 aus und fließt dann durch den inneren Eingang 262 davon in die Verriegelungskappen-Querbohrung 260. Danach tritt Kühlmittel in die Verriegelungskappen-Querbohrung 260 ein und fließt weiter in den Kühlmittelkanal 222, wodurch Kühlmittel aus der Öffnung 214 heraus in Richtung der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche gesprüht wird.
Die Einsatzverriegelungskappe 224 wird so weit in den Gewindeabschnitt 306 des Gewindebolzens 278 eingeschraubt, dass sie eine Vorspannung gegen den Schneideinsatz 75 ausübt und dadurch sowohl den Schneideinsatz 75 als auch die Unterlegplatte 74 sicher am Sitz 60 festhält. Der Gewindebolzen 278 wird in den Kühlmittelkanal 202 eingeschraubt. Indem das Maß variiert wird, in dem der Kühlmittelring 204 auf die Einsatzverriegelungskappe 224 aufgeschraubt wird, kann der Kühlmittelring 204 wechselnde Positionen in Bezug auf die Einsatzverschlusskappe 224 haben, um dadurch die Ausrichtung der Öffnung 214 und somit auch die Richtung des Kühlmittelstrahls zu variieren.
Es wird nun Bezug genommen auf ; eine dritte spezifische Ausführungsform der Schneideinheitbaugruppe wird allgemein mit 322 bezeichnet und weist eine Halterung 329 auf, die ein vorderes Ende 323 und ein hinteres Ende 324 besitzt. Die Halterung 329 weist einen Sitz 325 auf und enthält einen Kühlmittelkanal 326, der einen Ausgang 327 und einen Eingang 328 besitzt. Der Ausgang 327 des Kühlmittelkanals 326 ist an dem Sitz 325 angeordnet.
Die Schneideinheitbaugruppe weist ferner eine Umlenkplatte 330 auf, die eine obere Oberfläche 332, eine untere Oberfläche 334, ein hinteres Ende 336, ein vorderes Ende 338, eine seitliche Oberfläche 340 und eine gegenüberliegende seitliche Oberfläche 342 besitzt. Die Umlenkplatte 330 enthält in der oberen Oberfläche 332 eine Längsnut 346 und eine Quernut 348. Die Umlenkplatte 330 besitzt ferner eine zentrale geneigte Oberfläche 350, eine seitliche geneigte Oberfläche 352, eine seitliche geneigte Oberfläche 354 und eine bogenförmige vordere Oberfläche 356. Die seitliche Oberfläche 340 weist eine seitliche Nut 358 auf, die eine abgeschrägte Oberfläche 362 und eine gerade Oberfläche 364 aufweist. Die seitliche Oberfläche 342 weist eine seitliche Nut 360 auf, die eine abgeschrägte Oberfläche 366 und eine gerade Oberfläche 368 aufweist. Die untere Oberfläche 334 der Umlenkplatte 330 definiert eine Wanne 372, die zum Teil durch eine halbkreisförmige Wand 374 sowie ein Paar gegenüberliegender aufgeweiteter Wände 376 in 378 definiert wird. Die Wanne 372 besitzt ferner eine Öffnung 380.
Die Schneideinheitbaugruppe 322 weist außerdem einen runden Schneideinsatzkörper 384 auf, der eine geneigte Oberfläche 386, eine seitliche Oberfläche 388 und eine untere Oberfläche 390 besitzt. Der runde Schneideinsatzkörper 384 enthält eine zentrale Bohrung 392, die einen Eingang 394 und einen Ausgang 396 besitzt. Die zentrale Bohrung 392 hat einen allgemein gleichbleibenden Durchmesser. Die Schneideinheitbaugruppe 322 verwendet außerdem eine Unterlegplatte 74 ähnlich den an früherer Stelle beschriebenen Unterlegplatten 74. Es wird nun Bezug genommen auf ; die Schneideinsatzbaugruppe 322 besitzt außerdem eine Halteschraube der Unterlegplatte 456. Die Halteschraube der Unterlegplatte 456 besitzt eine zentrale Längsbohrung 458, einen Flansch 460 und einen Gewindeteil 462.
Die Umlenkplatte 330 ist an der Klemmenbaugruppe 398 mithilfe von Zinken 400 befestigt, die an den seitlichen Nuten 358, 360 mit der Umlenkplatte 330 in Eingriff gelangen. Diese Art der Verbindung ermöglicht es, die Umlenkplatte 330 je nach der spezifischen Anwendung auszuwechseln.
Es wird nun Bezug genommen auf ; die Unterlegplatte 74 ist auf dem Sitz 325 angeordnet und die Halteschraube der Unterlegplatte 456 wird in Gewindeeingriff in einem Gewindeteil des Kühlmittelkanals 326 aufgenommen. Der Flansch 460 der Halteschraube der Unterlegplatte 456 gelangt in Eingriff mit dem kegelstumpfförmigen Abschnitt 174 der Unterlegplatte 74, um die Unterlegplatte 74 an dem Sitz 325 festzuhalten. Der Schneideinsatz 384 liegt auf der Oberseite der Unterlegplatte 74 auf. Die Umlenkplatte 330 wird durch die Klemmenbaugruppe 398 nach unten gedrückt und ist gegen die geneigte Oberfläche des Schneideinsatzes 384 vorgespannt, um den Schneideinsatz 384 an seiner Position festzuhalten. Daraufhin fließt Kühlmittel durch den Kühlmittelkanal 326 und in die zentrale Längsbohrung 458 der Halteschraube der Unterlegplatte 456. Das Kühlmittel fließt danach durch die zentrale Bohrung 392 des Schneideinsatzes 384. Das Kühlmittel trifft auf die Oberfläche der Wanne 372 der Umlenkplatte 330, wobei das Kühlmittel durch die Öffnung 380 in Richtung der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche aus der Wanne 372 austritt.
Es wird nun Bezug genommen auf die – ; eine weitere spezifische Ausführungsform der Umlenkplatte 402 weist eine obere Oberfläche 404, eine untere Oberfläche 406, ein hinteres Ende 408, ein vorderes Ende 410 und ein Paar gegenüberliegender seitlicher Oberflächen 412, 414 auf. Die obere Oberfläche 404 der Umlenkplatte 402 enthält eine Längsnut 418 und eine Quernut 420. Die obere Oberfläche 404 weist ferner eine zentrale geneigte Oberfläche 422 und ein Paar gegenüberliegender seitlicher, geneigter Oberflächen 424, 426 auf. Ferner weist die Umlenkplatte 402 eine bogenförmige vordere Oberfläche 428 auf. Die seitliche Oberfläche 412 weist eine seitliche Nut 430 auf, die eine abgeschrägte Oberfläche 434 und eine gerade Oberfläche 436 aufweist. Die seitliche Oberfläche 414 weist eine seitliche Nut 432 auf, die eine abgeschrägte Oberfläche 438 und eine gerade Oberfläche 440 aufweist. Die untere Oberfläche 406 der Umlenkplatte 402 enthält eine Wanne 444, die zum Teil durch eine halbkreisförmige Wand 446 in dem Paar gegenüberliegender, aufgeweiteter Wände 448, 450 definiert ist. Es ist eine Mehrzahl von Öffnungen 452 vorhanden, die eine Kommunikationsverbindung aus der Wanne 444 heraus bereitstellen.
Es ist einzusehen, dass eine beliebige einer Mehrzahl verschiedener Arten von Fluiden oder Kühlmitteln für die Verwendung in dem Schneideinsatz geeignet ist. Allgemein gesprochen gibt es zwei grundlegende Kategorien von Fluiden oder Kühlmitteln, nämlich ölbasierte Fluide, die Blanköle und lösliche Öle einschließen, und chemische Fluide, die synthetische und halbsynthetische Kühlmittel einschließen. Blanköle setzen sich aus einem Basismineral- oder -erdöl zusammen und enthalten häufig polare Schmierstoffe wie Fette, Pflanzenöle und Ester sowie als Hochdruckzusätze Chlor, Schwefel und Phosphor. Lösliche Öle (auch Emulsionsfluid genannt) setzen sich aus einer Basis aus Erd- oder Mineralöl in Kombination mit Emulgatoren und Mischungsmittel zusammen. Erd- oder Mineralöl in Kombination mit Emulgatoren und Mischungsmitteln sind die Grundbestandteile löslicher Öle (auch emulgierbare Öle genannt). Die Konzentration der aufgelisteten Bestandteile in ihrer wässrigen Mischung liegt üblicherweise bei 30–85%. In der Regel werden Seifen, Benetzungsmittel und Koppler als Emulgatoren eingesetzt, deren Grundfunktion es ist, die Oberflächenspannung zu verringern. Sie können die Ursache dafür sein, dass ein Fluid zur Schaumbildung neigt. Zusätzlich können lösliche Öle Schmierfähigkeitsmittel wie Ester, Hochdruckzusätze, Alkanolamine enthalten, um für Reserve-Alkalinität zu sorgen, ein Biozid wie etwa Triazin oder Oxazolidin, einen Entschäumer wie etwa einen langkettigen, organischen Fettalkohol oder Salz, Korrosionshemmer, Antioxidantien etc.
Synthetische Fluide (chemische Fluide) können ferner in zwei Untergruppen klassifiziert werden: echte Lösungen und oberflächenaktive Fluide. Echte Lösungsfluide bestehen im Wesentlichen aus alkalischen anorganischen und organischen Zusammensetzungen und sind so formuliert, dass sie Wasser Korrosionsschutzeigenschaften verleihen. Chemische, oberflächenaktive Fluide bestehen aus alkalischen anorganischen und organischen Korrosionshemmern in Kombination mit anionischen, nichtionischen Benetzungsmitteln, um Schmierung bereitzustellen und die Benetzungsfähigkeit zu verbessern. Hochdruckschmiermittel auf Basis von Chlor, Schwefel und Phosphor ebenso wie einige erst kürzlich entwickelte polymere, physische Hochdruckmittel können zusätzlich in diese Fluide eingearbeitet sein. Halbsynthetische Fluide (auch als halbchemisch bezeichnet) enthalten eine geringere Menge raffiniertes Basisöl (5–30%) im Konzentrat. Sie werden zusätzlich mit Emulgatoren sowie 30–50% Wasser gemischt. Da sie Bestandteile synthetischer ebenso wie löslicher Öle enthalten, weisen sie charakteristische Eigenschaften sowohl synthetischer als auch wasserlöslicher Öle auf.
Es ist offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung eine Schneidbaugruppe sowie eine Schneideinsatzbaugruppe bereitstellt, um eine verbesserte Zuführung von Kühlmittel an die Grenzfläche zwischen dem Schneideinsatz und dem Werkstück (d. h. die Einsatz-Span-Grenzfläche) zu ermöglichen. Auf diese Weise ergibt sich eine Verminderung übermäßiger Wärmeentwicklung an der Einsatz-Span-Grenzfläche bei der spanbildenden Materialabtragung von einem Werkstück. Indem ein Kühlmittelstrom bereitgestellt wird, wird übermäßige Wärmeentwicklung an der Einsatz-Span-Grenzfläche verringert, um eine Ansammlung von Spanmaterial zu vermeiden oder zu verringern. Indem der Kühlmittelstrom zur Einsatz-Span-Grenzfläche bereitgestellt wird, wird das Entfernen der Späne von der Einsatz-Span-Grenzfläche vereinfacht und somit das Risiko, dass ein Span nochmals geschnitten wird, minimiert. Es ist offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung Vorteile in Verbindung mit der Verringerung der Wärmeentwicklung an der Einsatz-Span-Grenzfläche bereitstellt.
Die hier angeführten Patent- und sonstigen Dokumente gelten durch diesen Querverweis als in dieses Patent aufgenommen. Andere Ausführungsformen der Erfindung sind für Fachleute auf diesem Gebiet der Technik anhand der Betrachtung der Spezifikation oder einer hier dargelegten praktischen Umsetzung der Erfindung offensichtlich. Es ist beabsichtigt, dass die Spezifikation und die Beispiele lediglich veranschaulichenden Charakter haben und den Schutzbereich der Erfindung nicht einschränken sollen. Der tatsächliche Schutzbereich und Geist der Erfindung werden durch die folgenden Ansprüche beschrieben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6053669 [0008]
US 5775854 [0008]
US 7625157 [0009]
US 6045300 [0010]
US 6652200 [0010]
US 5901623 [0010]
US 5709907 [0063]
US 5722803 [0063]
US 6161990 [0063]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Machine Shop Practice [Industrial Press Inc., New York, New York (1981)] von Moltrecht [0063]
ASTE Tool Engineers Handbook, McGraw Hill Book Co., New York, New York (1949) [0063]

Claims

Schneidbaugruppe zur spanbildenden Materialabtragung von einem Werkstück an der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche, wobei die Schneidbaugruppe Folgendes umfasst: eine Halterung mit einem Kühlmittelkanal und einem Sitz; einen Bolzen, der in dem Kühlmittelkanal aufgenommen wird und sich von dem Sitz weg erstreckt; einen Schneideinsatz, der eine geneigte Oberfläche und eine zentrale Öffnung besitzt, wobei sich der Bolzen durch die zentrale Öffnung des Schneideinsatzes erstreckt; eine Einsatzverriegelungskappe, die mit dem Bolzen in Eingriff gelangt und eine Vorspannkraft gegen die geneigte Oberfläche des Schneideinsatzes ausübt, sodass der Schneideinsatz sicher im Sitz (60) festgehalten wird, wobei die Einsatzverriegelungskappe eine seitliche Öffnung enthält, die in Kommunikationsverbindung mit der zentralen Öffnung (188) des Schneideinsatzes steht; und wobei der Bolzen eine äußere Längsrinne mit einem Eingang in dem Kühlmittelkanal und einem Ausgang neben der seitlichen Öffnung enthält, wodurch Kühlmittel aus dem Kühlmittelkanal in die äußeren Längsrinnen fließt und in die zentrale Öffnung des Schneideinsatzes austritt und in die seitliche Öffnung hineinfließt und aus dieser in Richtung der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche gesprüht wird.
Schneidbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der Bolzen einen glatten Bereich besitzt, wobei der glatte Bereich die äußere Längsrinne enthält und wobei ein Teil des glatten Bereichs des Bolzens innerhalb des Kühlmittelkanals angeordnet ist.
Schneidbaugruppe nach Anspruch 2, wobei der glatte Bereich eine Mehrzahl der Längsrinnen enthält.
Schneidbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der Bolzen wahlweise drehbar in eine vorgewählte Position in dem Kühlmittelkanal eingestellt werden kann.
Schneidbaugruppe nach Anspruch 4, wobei die Halterung ferner eine Stellschraubenbohrung enthält, die eine Stellschraube aufnimmt, und wobei die Stellschraube zwischen einer befestigenden Position, in der die Stellschraube fest an dem Bolzen anliegt, um den Bolzen in der vorgewählten Position im Kühlmittelkanal zu halten, und einer lösenden Position, in der die Stellschraube den Bolzen nicht berührt, wodurch der Bolzen frei ist, um wahlweise drehbar im Kühlmittelkanal eingestellt zu werden, beweglich ist.
Schneidbaugruppe nach Anspruch 1, die ferner eine Unterlegplatte aufweist, welche eine zentrale Unterlegplattenbohrung besitzt, und wobei sich der Bolzen durch die zentrale Unterlegplattenbohrung erstreckt und wobei die Unterlegplatte zwischen dem Schneideinsatz und dem Sitz angeordnet ist.
Schneidbaugruppe nach Anspruch 6, wobei die zentrale Unterlegplattenbohrung in Kommunikationsverbindung mit der zentralen Öffnung des Schneideinsatzes steht und die äußere Längsrinne in Kommunikationsverbindung mit der zentralen Unterlegplattenbohrung steht.
Schneidbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der Bolzen einen Gewindebereich besitzt und wobei die Einsatzverriegelungskappe an dem Gewindebereich (130) in Gewindeeingriff mit dem Bolzen gelangt.
Schneidbaugruppe zur spanbildenden Materialabtragung von einem Werkstück an der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche, wobei die Schneidbaugruppe Folgendes umfasst: eine Halterung mit einem Kühlmittelkanal und einem Sitz; einen Gewindebolzen, der an einem unteren Gewindeabschnitt davon in Gewindeeingriff in dem Kühlmittelkanal aufgenommen wird und sich von dem Sitz weg erstreckt; einen Schneideinsatz, der eine geneigte Oberfläche und eine zentrale Öffnung besitzt, wobei sich ein oberer Gewindeabschnitt des Gewindebolzens durch die zentrale Öffnung des Schneideinsatzes erstreckt; eine Einsatzverriegelungskappe, die mit dem oberen Gewindeabschnitt des Gewindebolzens in Eingriff gelangt, und wobei die Einsatzverriegelungskappe eine Vorspannkraft gegen die geneigte Oberfläche des Schneideinsatzes ausübt, um den Schneideinsatz sicher im Sitz festzuhalten, wobei die Einsatzverriegelungskappe eine Verriegelungskappen-Querbohrung und einen äußeren Ausgang, der in Kommunikationsverbindung mit der Verriegelungskappen-Querbohrung steht, enthält, und wobei die Einsatzverriegelungskappe eine äußere, ringförmige Nut, die durch den äußeren Ausgang in Kommunikationsverbindung mit der Verriegelungskappen-Querbohrung steht, enthält; einen Kühlmittelring, der an der Einsatzverriegelungskappe einstellbar so aufgenommen wird, dass er die äußere, ringförmige Nut umspannt, wobei der Kühlmittelring eine innere Nut, die zusammen mit der äußeren, ringförmigen Nut einen Kühlmittelkanal bildet, enthält und wobei der Kühlmittelring eine Öffnung enthält, die in Kommunikationsverbindung mit dem Kühlmittelkanal steht; und wobei der Gewindebolzen eine zentrale Längsbohrung mit einem Eingang in dem Kühlmittelkanal und einem Ausgang neben der Verriegelungskappen-Querbohrung enthält, wodurch Kühlmittel aus dem Kühlmittelkanal und in die zentrale Längsbohrung fließt, in die Verriegelungskappen-Querbohrung austritt und in den Kühlmittelkanal hineinfließt, wodurch Kühlmittel aus der Öffnung in Richtung der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche gesprüht wird.
Schneidbaugruppe nach Anspruch 9, wobei der Kühlmittelring einstellbar ist, sodass die Richtung gewählt werden kann, in der das Kühlmittel aus der Öffnung in Richtung der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche gesprüht wird.
Schneidbaugruppe nach Anspruch 9, die ferner eine Unterlegplatte aufweist, welche eine zentrale Unterlegplattenbohrung besitzt, und wobei sich der Gewindebolzen durch die zentrale Unterlegplattenbohrung erstreckt und wobei die Unterlegplatte zwischen dem Schneideinsatz und dem Sitz angeordnet ist.
Umlenkplatte zur Verwendung mit einer Schneidbaugruppe, welche eine Halterung mit einem Kühlmittelkanal besitzt, zur spanbildenden Materialabtragung von einem Werkstück an der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche, umfassend eine untere Oberfläche, wobei die untere Oberfläche eine Wanne und eine bogenförmige vordere Oberfläche, welche eine Öffnung enthält, aufweist; und wobei Kühlmittel aus dem Kühlmittelkanal in die Wanne fließt und dann durch die Öffnung in der gebogenen vorderen Oberfläche in Richtung der Schneideinsatz-Werkstück-Grenzfläche austritt.
Schneidbaugruppe nach Anspruch 12, wobei die bogenförmige vordere Oberfläche eine Mehrzahl der Öffnungen enthält.