DE112018005471T5 - Schneideinsatz, schneidwerkzeug und verfahren zur herstellung eines maschinell bearbeiteten produkts - Google Patents

Abstract

Ein Schneideinsatz in einer der Ausführungsformen weist eine erste Fläche, eine zweite Fläche, eine dritte Fläche und eine Stegfläche auf. Die erste Fläche weist eine erste Ecke und eine erste Seite auf, die sich von der ersten Ecke aus erstreckt. Die Stegfläche ist zwischen der ersten und der dritten Fläche angeordnet und ist relativ zur ersten und dritten Fläche geneigt. Die Stegfläche weist eine erste Stegfläche, die entlang der ersten Ecke angeordnet ist, eine zweite Stegfläche, die entlang der ersten Seite angeordnet ist, und eine dritte Stegfläche mit einer konkaven Form auf, die zur zweiten Stegfläche benachbart ist und weiter von der ersten Stegfläche entfernt ist als die zweite Stegfläche.

Description

• QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
• Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-186254 , die am 27. September 2017 eingereicht wurde. Der Inhalt dieser Anmeldungen wird hier durch Verweis in seiner Gesamtheit aufgenommen.
• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegenden Ausführungsformen betreffen Schneideinsätze, Schneidwerkzeuge und Verfahren zur Herstellung eines maschinell bzw. spanabhebend bearbeiteten Produkts. Im Einzelnen betreffen die vorliegenden Ausführungsformen Schneideinsätze und Schneidwerkzeuge zur Verwendung in Drehwerkzeugen sowie Verfahren zur Herstellung eines bearbeiteten Produkts.
• HINTERGRUND
• Schneidwerkzeuge, die jeweilig in der WO 2016/043127 (Patentdokument 1) und in der ungeprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 2-43105 (Patentdokument 2) beschrieben sind, sind Schneidwerkzeuge zur Verwendung in einem Schneidvorgang eines Werkstücks, wie beispielsweise Metall. Ein Schneideinsatz (Einsatz) in dem in Patentdokument 1 beschriebenen Schneidwerkzeug weist negative Stege (Stegflächen) auf, die jeweilig entlang einer Kammlinie einer geraden Schneidkante und einer Kammlinie einer Schneidkante mit einem Nasenradius angeordnet sind.
• KURZERLÄUTERUNG
• Ein Schneideinsatz in der vorliegenden Offenbarung weist eine erste Fläche, eine zweite Fläche und eine dritte Fläche auf. Die erste Fläche weist eine erste Ecke und eine erste Seite auf, die sich von der ersten Ecke aus erstreckt. Die zweite Fläche ist an einer Seite angeordnet, die zur ersten Fläche entgegengesetzt ist. Die dritte Fläche ist zwischen der ersten und der zweiten Fläche angeordnet. Der Schneideinsatz weist auch eine Stegfläche auf, die zwischen der ersten und der dritten Fläche angeordnet ist und relativ zur ersten und dritten Fläche geneigt ist. Die Stegfläche weist eine erste Stegfläche, die entlang der ersten Ecke angeordnet ist, eine zweite Stegfläche, die entlang der ersten Seite angeordnet ist, und eine dritte Stegfläche auf, die eine konkave Form hat. Die dritte Stegfläche ist zur zweiten Stegfläche benachbart und ist weiter von der ersten Stegfläche entfernt angeordnet als die zweite Stegfläche.
• Figurenliste
• 1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Schneideinsatz in einer der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt,
• 2 ist eine Vorderansicht des in 1 dargestellten Schneideinsatzes von der Seite einer ersten Fläche aus betrachtet,
• 3 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Bereich A1 in 1 zeigt,
• 4 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Bereich A2 in 2 zeigt,
• 5 ist eine Seitenansicht, die den in 2 dargestellten Schneideinsatz aus einer B1-Richtung betrachtet zeigt,
• 6 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Bereich A3 in 5 zeigt,
• 7 ist eine konzeptionelle Darstellung eines Schneidvorganges, der mit dem in 1 dargestellten Schneideinsatz durchgeführt wird,
• 8 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XIII-X-III in 4,
• 9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX in 4,
• 10 ist eine Schnittansicht entlang der Linie X-X in 4,
• 11 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XI-XI in 5,
• 12 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XII-XII in 4,
• 13 ist eine Schnittansicht eines Schneideinsatzes in einer der Ausführungsformen,
• 14 ist eine Seitenansicht, die ein Schneidwerkzeug in einer der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt,
• 15 ist eine Darstellung, die einen der Schritte in einem Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts in einer der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt,
• 16 ist eine Darstellung, die einen der Schritte im Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts in der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, und
• 17 ist eine Darstellung, die einen der Schritte des Verfahrens zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts in der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
• AUSFÜHRUNGSFORMEN
• <Schneideinsätze>
• Die Schneideinsätze 1 (im Folgenden auch einfach „Einsätze 1“ genannt) in mehreren Ausführungsformen werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. Die im Folgenden genannten Zeichnungen zeigen zum Zwecke der Beschreibung in vereinfachter Form nur die Hauptelemente, die zur Beschreibung der Einsätze 1 in den Ausführungsformen erforderlich sind. Die Schneideinsätze 1 in der vorliegenden Offenbarung sind daher in der Lage, irgendein willkürliches strukturelles Element aufzuweisen, das nicht in den genannten Zeichnungen abgebildet ist. Die Abmessungen der Elemente in einer jeden der Zeichnungen stellen weder die Abmessungen der tatsächlichen strukturellen Elemente noch die Abmessungsverhältnisse dieser Elemente getreu dar.
• Der Einsatz 1 in einer der Ausführungsformen weist eine erste Fläche 7, eine zweite Fläche 9 und eine dritte Fläche 11 wie in 1 dargestellt auf. Die erste Fläche 7 ist eine obere Fläche in 1. Die erste Fläche 7 kann eine erste Ecke 3 und eine erste Seite 5a aufweisen, die sich von der ersten Ecke 3 aus erstreckt. Die zweite Fläche 9 ist eine untere Fläche in 1. Die zweite Fläche 9 ist an einer Seite angeordnet, die zur ersten Fläche 7 entgegengesetzt ist. Die dritte Fläche 11 ist eine Seitenfläche in 1. Die dritte Fläche 11 ist zwischen der ersten Fläche 7 und der zweiten Fläche 9 angeordnet.
• Die erste Fläche 7 hat eine Polygonalform, und die erste Fläche 7 hat die Form einer Raute in einer in 2 dargestellten Ausführungsform. Dementsprechend weist die erste Fläche 7 vier Ecken und vier Seiten auf. Die dritte Fläche 11 weist vier planare Bereiche auf, da die erste Fläche 7 die Form einer Raute hat.
• Die erste Ecke 3 ist eine der vier Ecken der ersten Fläche 7, und die erste Seite 5a ist eine der vier Seiten der ersten Fläche 7 in 2. Eine Achse, die durch eine Mitte der ersten Fläche 7 und eine Mitte der zweiten Fläche 9 hindurchtritt, ist eine Zentralachse P.
• Die erste Fläche 7 kann annähernd eine Polygonalform haben und muss keine strenge Polygonalform haben. Das heißt, die Seiten der ersten Fläche 7 mit der Polygonalform müssen keine strenge geradlinige Form haben, sondern können beispielsweise eine konvex gekrümmte Form oder eine konkav gekrümmte Form haben. Die Ecken in der ersten Fläche 7 mit der Polygonalform sind nicht auf eine Struktur beschränkt, die durch den Schnittpunkt zweier gerader Linien gebildet wird, sondern können beispielsweise eine nach außen gerundete Form haben. Die erste Ecke 3 hat eine konvex gekrümmte Form in einer in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsform.
• Die Form der ersten Fläche 7 ist nicht auf die obige Konfiguration beschränkt. Es gibt kein Problem, selbst wenn die erste Fläche 7 beispielsweise eine fünfeckige, sechseckige oder achteckige Form anstelle der viereckigen Form hat.
• Abmessungen des Einsatzes 1 sind nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel ist die Länge einer Seite der ersten Fläche 7 auf etwa 3-20 mm festlegbar. Eine Höhe von der ersten Fläche 7 zur zweiten Fläche 9 ist auf etwa 5-20 mm festlegbar.
• Alternativ kann der Einsatz 1 ein Loch 39 aufweisen, das in die erste Fläche 7 mündet. Das Loch 39 kann durch die zweite Fläche 9 hindurchtreten, die an einer Seite angeordnet ist, die zur ersten Fläche 7 entgegengesetzt ist. Eine Achse, die durch die Mitte vom Loch 39 hindurchtritt, fällt mit der Zentralachse P in der in 1 dargestellten Ausführungsform zusammen. Das Loch 39 ist nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, sondern kann beispielsweise in die dritte Fläche 11 münden. Das Loch 39 kann eines sein, welches ausgehend von einem der planaren Bereiche der dritten Fläche 11 zu einem anderen hindurchtritt, der an einer Seite angeordnet ist, die zum planaren Bereich entgegengesetzt ist.
• Das Loch 39 kann als Einsetzloch für ein Befestigungswerkzeug verwendet werden, wenn der Einsatz 1 an einem Halter befestigt wird. Beispiele für das Befestigungswerkzeug sind eine Schraube, ein Klemmteil und ein Keil. Alternativ kann der Einsatz 1 mit einem Lotmaterial am Halter befestigt werden.
• Der Einsatz 1 weist in der Ausführungsform eine Stegfläche 13 auf, die zwischen der ersten Fläche 7 und der dritten Fläche 11 angeordnet ist. Die Stegfläche 13 ist relativ zur ersten Fläche 7 und zur dritten Fläche 11 in einer in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsform geneigt.
• Die Stegfläche 13 weist eine erste Stegfläche 15, eine zweite Stegfläche 17 und eine dritte Stegfläche 19 auf. Die erste Stegfläche 17 ist entlang der ersten Ecke 3 angeordnet. Die zweite Stegfläche 17 ist entlang der ersten Seite 5a angeordnet. Die dritte Stegfläche 17 ist zur zweiten Stegfläche 17 benachbart und ist weiter von der ersten Stegfläche 15 entfernt angeordnet als die zweite Stegfläche 17. Die dritte Stegfläche 17 hat eine konkave Form.
• Die Stegfläche 13 wird im Allgemeinen als „Steg“ bezeichnet, d.h. eine flache Fläche von geringer Breite, die sich entlang einer Schneidkante erstreckt. Wenn der Einsatz 1 die Stegfläche 13 aufweist, hat die Schneidkante eine hohe Haltbarkeit. Der Begriff „erstreckt“ in der vorliegenden Offenbarung bezeichnet einen Zustand, in dem sich zwei Objekte ungefähr parallel zueinander erstrecken. Die beiden Objekte können miteinander in Kontakt stehen oder voneinander entfernt gehalten werden.
• Die dritte Stegfläche 19 kann mit der zweiten Stegfläche 17 verbunden sein. Insbesondere kann die zweite Stegfläche 17 einen ersten Endabschnitt, der zur ersten Stegfläche 15 benachbart ist, und einen zweiten Endabschnitt aufweisen, der an einer Seite angeordnet ist, die dem ersten Endabschnitt entgegengesetzt ist. Die dritte Stegfläche 19 kann mit dem zweiten Endabschnitt verbunden sein.
• Die erste Ecke 3 hat eine konvex gekrümmte Form, die aus dem Einsatz 1 hervorsteht, und die erste Stegfläche 15 ist entlang der ersten Ecke 3 in der in 4 dargestellten Ausführungsform angeordnet. Die erste Seite 5a hat eine geradlinige Form, und die zweite Stegfläche 17 ist entlang der ersten Seite 5a angeordnet. Die dritte Stegfläche 19 hat eine konkave Form, die zum Inneren des Einsatzes 1 hin ausgespart ist. Ähnlich wie die zweite Stegfläche 17 kann die dritte Stegfläche 19 entlang der ersten Seite 5a angeordnet sein.
• Die Formulierung „die dritte Stegfläche 19 hat die konkave Form“ in der vorliegenden Offenbarung bedeutet, dass es sich um eine Form handelt, die zumindest eine der beiden folgenden Bedingungen erfüllt. Die erste Bedingung ist, dass eine Schnittstelle (Kammlinie) der ersten Fläche 7 und der dritten Stegfläche 19 in einer Vorderansicht der ersten Fläche 7 eine konkave Form hat. Die zweite Bedingung ist, dass in einem Querschnitt orthogonal zur Zentralachse P die dritte Stegfläche 19 eine konkave Form hat.
• Der Einsatz 1 kann eine Schneidkante aufweisen, die zumindest an einem Abschnitt einer Schnittstelle der Stegfläche 13 und der dritten Fläche 11 angeordnet ist. Wenn die Schneidkante an dem Abschnitt angeordnet ist, kann zumindest ein Teil der ersten Fläche 7 ein Spanflächenbereich 7a sein. Ein Bereich in der ersten Fläche 7, der entlang der Stegfläche 13 angeordnet ist, ist der Spanflächenbereich 7a in der in 3 gezeigten Ausführungsform.
• Zumindest ein Teil der dritten Fläche 11 kann ein Freiflächenbereich 11a sein. Ein Bereich in der dritten Fläche 11, der entlang der Stegfläche 13 angeordnet ist, ist der Freiflächenbereich 11a in der in 3 gezeigten Ausführungsform.
• Die Schneidkante kann eine erste Schneidkante 23, eine zweite Schneidkante 25 und eine dritte Schneidkante 27 aufweisen. Die erste Schneidkante 23 ist an einer Schnittstelle der ersten Stegfläche 15 und der dritten Fläche 11 angeordnet. Die zweite Schneidkante 25 ist an einer Schnittstelle der zweiten Stegfläche 17 und der dritten Fläche 11 angeordnet. Die dritte Schneidkante 27 ist an einer Schnittstelle der dritten Stegfläche 19 und der dritten Fläche 11 angeordnet.
• Späne, die von den Schneidkanten während eines Schneidvorganges eines Werkstücks erzeugt werden, neigen dazu, sich leicht zu krümmen, während sie sich spiral- bzw. wendelförmig erstrecken. Wenn der Einsatz 1 die oben genannten Konfigurationen in der Ausführungsform hat, kann die dritte Stegfläche 19 leicht als Führung für die Späne dienen, wenn die Späne mit der dritten Stegfläche 19 in Kontakt gelangen. So neigen die Späne beim Einsatz 1 in der Ausführungsform dazu, in eine Vorschubrichtung eines Schneidwerkzeugs ausgegeben zu werden. Mit anderen Worten, die Späne fließen weniger wahrscheinlich auf eine bearbeitete Oberfläche des Werkstücks zu. Die bearbeitete Oberfläche ist daher weniger anfällig für Beschädigungen. Folglich bietet der Einsatz 1 eine gute bearbeitete Oberfläche in der Ausführungsform.
• Konkret werden beispielsweise die von der ersten Schneidkante 23 erzeugten Späne tendenziell von der dritten Stegfläche 19 geführt, wie in 7 dargestellt. Für die Späne ist es deshalb wahrscheinlich, in einer F2-Richtung zu fließen, d.h. in der Vorschubrichtung des Schneidwerkzeugs, anstatt in einer F1-Richtung, die auf die bearbeitete Oberfläche gerichtet ist. Daher hat der Einsatz 1 eine gute Spanabfuhrleistung und die bearbeitete Oberfläche ist weniger anfällig für Beschädigungen durch die Späne.
• In einer in 8 dargestellten Ausführungsform, die einen Querschnitt orthogonal zur ersten Ecke 3 darstellt, ist die erste Stegfläche 15 relativ zur ersten Fläche 7 und der dritten Fläche 11 geneigt und hat eine geradlinige Form. Die Form der geraden Linie muss keine strenge Gerade sein, sondern kann einen unvermeidlichen Grad an mikrokonkaver oder konvexer Form in der Fertigung beinhalten (was beispielsweise einem etwa 1/10 oder weniger einer Breite W1 der ersten Stegfläche 15 in der Vorderansicht der ersten Fläche 7 entspricht).
• Die Breite W1 der ersten Stegfläche 15 in einer Richtung orthogonal zur ersten Ecke 3 ist in der Vorderansicht der ersten Fläche 7 beispielsweise auf etwa 0,01-0,5 mm festlegbar. Die Breite W1 kann in einem Querschnitt orthogonal zur ersten Ecke 3 ausgewertet werden. 8 zeigt beispielsweise die Breite W1. Die Breite W1 ist ein Abstand zwischen einer Geraden, die durch die erste Ecke 3 hindurchtritt und parallel zur Zentralachse P ist, und einer Geraden, die durch die erste Schneidkante 23 hindurchtritt und im Querschnitt parallel zur Zentralachse P ist, wie in 8 dargestellt.
• Die Breite W1 der ersten Stegfläche 15 kann von einem ersten Ende Q1 der ersten Ecke 3 (ein linker Endabschnitt in 4) bis zu einem zweiten Ende Q2 (ein rechter Endabschnitt in 4) annähernd konstant gehalten oder vom ersten Ende zum zweiten Ende geändert werden.
• Zum Beispiel kann die Breite W1 von einem mittleren Abschnitt der ersten Stegfläche 15 zum ersten Ende Q1 und zum zweiten Ende Q2 hin abnehmen. Alternativ kann die Breite W1 vom mittleren Abschnitt der ersten Stegfläche 15 zum ersten Ende Q1 und zum zweiten Ende Q2 hin zunehmen.
• In einer in 9 dargestellten Ausführungsform, die einen Querschnitt orthogonal zur ersten Seite 5a darstellt, ist die zweite Stegfläche 17 relativ zur ersten Fläche 7 und der dritten Fläche 11 geneigt und hat eine geradlinige Form. Ähnlich wie bei der ersten Stegfläche 15 muss die zweite Stegfläche 17 keine gerade Linie in dem in 9 dargestellten Querschnitt sein.
• Eine Breite W2 der zweiten Stegfläche 17 in einer Richtung orthogonal zur ersten Seite 5a ist in der Vorderansicht der ersten Fläche 7 beispielsweise auf etwa 0,01-0,5 mm festlegbar. Die Breite W2 kann im Querschnitt orthogonal zur ersten Seite 5a ausgewertet werden. 9 zeigt beispielsweise die Breite W2. Die Breite W2 ist ein Abstand zwischen einer Geraden, die durch die erste Seite 5a hindurchtritt und parallel zur Zentralachse P ist, und einer Geraden, die durch die zweite Schneidkante 25 hindurchtritt und im Querschnitt parallel zur Zentralachse P ist, wie in 9 dargestellt.
• Die Breite W2 der zweiten Stegfläche 17 kann annähernd konstant gehalten werden oder von einem Abschnitt R1, der der ersten Ecke 3 am nächsten ist (ein linker schräger unterer Endabschnitt in 4), zu einem Abschnitt R2, der von der ersten Ecke 3 am weitesten entfernt ist (ein rechter schräger oberer Endabschnitt in 4), geändert werden.
• Zum Beispiel kann die Breite W2 an einem Teil R1 der zweiten Stegfläche 17, der der ersten Ecke 3 am nächsten ist, am größten oder kleinsten sein. Die Breite W2 kann an einem Teil R2 der zweiten Stegfläche 17, der am weitesten von der ersten Ecke 3 entfernt ist, am größten oder kleinsten sein.
• Die dritte Stegfläche 19 ist relativ zur ersten Fläche 7 und der dritten Fläche 11 in einer in 10 dargestellten Ausführungsform geneigt. Die dritte Stegfläche 19 hat eine konkave Form, die im Querschnitt orthogonal zur ersten Seite 5a nach innen vom Einsatz 1 ausgespart ist. Die dritte Stegfläche 19 kann im Querschnitt orthogonal zur ersten Seite 5a eine gekrümmte Form haben, wie in einer Ausführungsform in 10 dargestellt. Wenn die dritte Stegfläche 19 im obigen Querschnitt eine konkav gekrümmte Form hat, neigen die Späne dazu, sanft über die dritte Stegfläche 19 zu fließen. Das Spanverstopfen ist weniger wahrscheinlich, was zu einer verbesserten Leistung bei der Spanabfuhr führt.
• 11 ist ein Querschnitt orthogonal zur Zentralachse P. Die dritte Stegfläche 19 hat eine konkave Form, die nach innen vom Einsatz 1 in einer in 11 dargestellten Ausführungsform ausgespart ist. Die konkave Form der dritten Stegfläche 19 kann eine gekrümmte Flächenform sein. Die dritte Stegfläche 19 hat zum Beispiel eine gekrümmte Form im Querschnitt orthogonal zur Zentralachse P, wie in der in 11 dargestellten Ausführungsform.
• Wenn die dritte Stegfläche 19 im Querschnitt orthogonal zur Zentralachse P die gekrümmte Flächenform hat, hat die dritte Stegfläche 19 eine verbesserte Haltbarkeit. Die dritte Stegfläche 19 ist daher weniger rissanfällig. Insbesondere, wenn die gekrümmte Form der dritten Stegfläche 19 eine Kreisbogenform ist, hat die dritte Stegfläche eine weiter verbesserte Haltbarkeit.
• Ein maximaler Wert der Breite W3 der dritten Stegfläche 19 in der Richtung orthogonal zur ersten Seite 5a ist beispielsweise in der Vorderansicht der ersten Fläche 7 auf etwa 0,01-0,5 mm festlegbar. In der in 4 dargestellten Ausführungsform wird die Breite W3 der dritten Stegfläche 19 mit zunehmender Entfernung von der zweiten Stegfläche 17 kleiner.
• Die Breite W3 kann im Querschnitt orthogonal zur ersten Seite 5a ausgewertet werden. 10 zeigt beispielsweise die Breite W3. Die Breite W3 ist ein Abstand zwischen einer Geraden, die durch die erste Seite 5a hindurchtritt und parallel zur Zentralachse P ist, und einer Geraden, die im Querschnitt durch die dritte Schneidkante 27 hindurchtritt und parallel zur Zentralachse P ist, wie in 10 dargestellt.
• In der Vorderansicht der ersten Fläche 7 kann die dritte Stegfläche 19 einen Teil davon aufweisen, bei dem die Breite W3 in der Richtung orthogonal zur ersten Seite 5a an der dritten Stegfläche 19 größer ist als die Breite W2 in der Richtung orthogonal zur ersten Seite 5a an der zweiten Stegfläche 17.
• Mit anderen Worten kann in der Vorderansicht der ersten Fläche 7 der Maximalwert der Breite W3 größer sein als ein Maximalwert der Breite W2. Wenn die dritte Stegfläche 19 wie oben beschrieben eingerichtet ist, ist es möglich, die Späne auf der dritten Stegfläche 19 geeigneter zu führen und dadurch eine weitere Stabilisierung der Spanflussrichtung zu erreichen.
• Die Stegfläche 13 kann weiter eine vierte Stegfläche 21 aufweisen. Die vierte Stegfläche 21 ist zwischen der ersten Stegfläche 15 und der zweiten Stegfläche 17 angeordnet und kann eine konkave Form haben, die nach innen in den Einsatz 1 ausgespart ist. Die vierte Stegfläche 21 ist in der Nähe einer Grenze zwischen der ersten Ecke 3 und der ersten Seite 5a in einer Schnittstelle der ersten Fläche 7 und der Stegfläche 13 in der in 4 dargestellten Ausführungsform angeordnet.
• Die Formulierung „die vierte Stegfläche 21 hat die konkave Form“ in der vorliegenden Offenbarung bedeutet, dass es sich um eine Form handelt, die zumindest eine der beiden folgenden Bedingungen erfüllt. Die erste Bedingung ist, dass eine Schnittstelle der ersten Fläche 7 und der vierten Stegfläche 21 in der Vorderansicht der ersten Fläche 7 eine konkave Form hat. Die zweite Bedingung ist, dass die vierte Stegfläche 21 eine konkave Form im Querschnitt orthogonal zur Zentralachse P hat.
• Wenn die Stegfläche 13 die vierte Stegfläche 21 aufweist, ist es leicht, eine besser bearbeitete Oberfläche zu erhalten. Späne, die von der ersten Schneidkante 23 erzeugt werden, werden tendenziell von der vierten Stegfläche 21 geführt, so dass sie in Vorschubrichtung des Schneidwerkzeugs ausgegeben werden. Für die Späne ist es daher weniger wahrscheinlich, in Richtung der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks zu fließen, und die bearbeitete Oberfläche ist weniger anfällig für Beschädigungen.
• Eine Schnittstelle der ersten Fläche 7 und der vierten Stegfläche 21 hat eine konkave Form, die in der Vorderansicht der ersten Fläche 7 nach innen in den Einsatz 1 ausgespart ist, wie in 4 dargestellt. Die vierte Stegfläche 21 hat eine konkave Form, die im Querschnitt orthogonal zur Zentralachse P nach innen in den Einsatz 1 ausgespart ist, wie in 11 dargestellt.
• Die konkave Form der vierten Stegfläche 21, die nach innen in den Einsatz 1 ausgespart ist, kann eine gekrümmte Flächenform sein. Die vierte Stegfläche 21 kann im Querschnitt orthogonal zur Zentralachse P des Lochs 39 eine gekrümmte Form haben, wie in der in 11 dargestellten Ausführungsform. Wenn die konkave Form der vierten Stegfläche 21 die gekrümmte Flächenform ist, ist die vierte Stegfläche 21 weniger anfällig für Risse, was zu einer verbesserten Haltbarkeit der vierten Stegfläche 21 führt.
• Alternativ dazu kann die vierte Stegfläche 21 eine gerade Linie im Querschnitt orthogonal zur Schnittstelle der ersten Fläche 7 und der Stegfläche 13 haben, wie in einer Ausführungsform in 12 dargestellt. Alternativ dazu kann die vierte Stegfläche 21 auch eine gekrümmte Form haben, wie in einer Ausführungsform in 13 dargestellt. Wenn die vierte Stegfläche 21 die konkav gekrümmte Form im Querschnitt hat, neigen die Späne dazu, sanft über die vierte Stegfläche 21 zu fließen. Dadurch kann das Spanverstopfen reduziert werden, um die Leistung der Spanabfuhr zu verbessern. Die gekrümmte Form der vierten Stegfläche 21 kann im oben beschriebenen Querschnitt eine Kreisbogenform sein. 13 ist eine Schnittansicht, die der Schnittansicht in 12 entspricht, die sich auf den in 1 gezeigten Einsatz 1 im Einsatz 1 einer der Ausführungsformen bezieht.
• Eine Breite der vierten Stegfläche 21 in der Richtung orthogonal zur Schnittstelle der dritten Fläche 11 und der zweiten Stegfläche 17 wird in der Vorderansicht der ersten Fläche 7 als W4 angenommen. Die Breite W4 kann einen Abschnitt davon haben, der größer ist als die Breite W2.
• Mit anderen Worten kann in der Vorderansicht der ersten Fläche 7 ein Maximalwert der Breite W4 größer sein als der Maximalwert der Breite W2. Wenn die vierte Stegfläche 21 wie oben beschrieben eingerichtet ist, können die Späne auf der vierten Stegfläche 21 besser geführt werden. Dadurch ist es möglich, die Späne stabil in Vorschubrichtung des Schneidwerkzeugs auszugeben. Folglich ist es für die Späne weniger wahrscheinlich, zur bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks zu fließen, und die bearbeitete Oberfläche ist weniger anfällig für Beschädigungen, was zu einer guten bearbeiteten Oberfläche führt.
• 12 ist ein Querschnitt orthogonal zur Schnittstelle der ersten Fläche 7 und der Stegfläche 13, d.h., der ersten Seite 5a. Die Breite W4 kann im Querschnitt orthogonal zur ersten Seite 5a ausgewertet werden. Zum Beispiel zeigt 12 die Breite W4. Die Breite W4 ist ein Abstand zwischen einer Geraden, die durch die erste Seite 5a hindurchtritt und parallel zur Zentralachse P ist, und einer Geraden, die durch die zweite Schneidkante 25 hindurchtritt und parallel zur Zentralachse P ist.
• Die erste Fläche 7 kann weiter eine zweite Seite 5b aufweisen, die sich von der ersten Ecke 3 aus erstreckt, wie in 3 dargestellt. Die Stegfläche 13 kann weiter eine fünfte Stegfläche 29 und eine sechste Stegfläche 31 aufweisen. Die fünfte Stegfläche 29 ist entlang der zweiten Seite 5b angeordnet. Die sechste Stegfläche 31 ist zur fünften Stegfläche 29 benachbart und ist weiter von der ersten Stegfläche 15 entfernt angeordnet als die fünfte Stegfläche 29. Die sechste Stegfläche 31 hat eine konkave Form. In diesem Fall ist eine Schnittstelle der dritten Fläche 11 und sowohl der fünften Stegfläche 29 als auch der sechsten Stegfläche 31 ebenfalls ein Teil der Schneidkante.
• Die fünfte Stegfläche 29 hat eine ähnliche Konfiguration wie die zweite Stegfläche 17. Die sechste Stegfläche 31 hat eine ähnliche Konfiguration wie die dritte Stegfläche 19. Die fünfte Stegfläche 29 ist daher in der Lage, einen ähnlichen Effekt wie die zweite Stegfläche 17 zu erzeugen. Die sechste Stegfläche 31 ist daher in der Lage, einen ähnlichen Effekt wie die dritte Stegfläche 19 zu erzeugen.
• In der in 4 dargestellten Ausführungsform sind in der Vorderansicht der ersten Fläche 7die zweite Stegfläche 17 und die dritte Stegfläche 19 zur ersten Stegfläche 29 und zur sechsten Stegfläche 31 auf der Basis einer Halbierenden der ersten Ecke 3 liniensymmetrisch. Wenn die Stegfläche 13 wie oben beschrieben eingerichtet ist, kann der Einsatz 1 sowohl für rechts- als auch für linksgängige Schneidwerkzeuge verwendet werden. Der Einsatz 1 in den Ausführungsformen hat eine hervorragende Wirtschaftlichkeit.
• Die Stegfläche 13 kann weiter eine siebte Stegfläche 33 mit einer konkaven Form aufweisen, die zwischen der ersten Stegfläche 15 und der fünften Stegfläche 29 angeordnet ist. Die siebte Stegfläche 33 in der in 4 dargestellten Ausführungsform hat eine ähnliche Konfiguration wie die vierte Stegfläche 21.
• In Fällen, in denen die Stegfläche 13 die fünfte Stegfläche 29, die sechste Stegfläche 31 und die siebte Stegfläche 33 aufweist, müssen die fünfte Stegfläche 29, die sechste Stegfläche 31 und die siebte Stegfläche 33 auf der Grundlage der Halbierenden der ersten Ecke 3 sein nicht unbedingt zur zweiten Stegfläche 17, der dritten Stegfläche 19 und der vierten Stegfläche 21 liniensymmetrisch.
• Beispiele für ein Material des Einsatzes 1 sind Hartmetall, Cermet, Keramik, PCD (polykristalliner Diamant) und cBN (kubisches Bornitrid).
• Beispiele für die Zusammensetzung von Hartmetall weisen WC(WolframCarbid)-Co, WC-TiC(Titancarbid)-Co und WC-TiC-TaC(Tantalcarbid)-Co auf. Insbesondere sind WC, TiC und TaC harte Partikel und ist Co eine Binderphase. Das Cermet ist ein gesintertes Verbundmaterial, das durch Zusammensetzen von Metall mit einer keramischen Komponente erhältlich ist. Spezifische Beispiele für das Cermet sind Verbindungen, die hauptsächlich aus TiC oder TiN (Titannitrid) gebildet sind. Das Material des Einsatzes 1 ist nicht auf diese Materialien beschränkt.
• Der Einsatz 1 kann nur von einem Element gebildet sein, das aus dem oben dargestellten Material gebildet ist. Alternativ kann der Einsatz 1 aus einer Vielzahl von Elementen gebildet sein, die aus dem oben erläuterten Material gebildet sind.
• Der Einsatz 1 kann aus einem Hauptkörper 35 und einem Schneidteil 37 gebildet sein, wie in 1 dargestellt, und kann als Ganzes zu einer polygonalen Plattenform geformt sein. Der Hauptkörper 35 hat annähernd eine Polygonal-Plattenform, und Ecken davon weisen teilweise einen Ausschnittabschnitt auf. Der Schneidteil 37 ist so eingerichtet, dass er mit dem Ausschnittabschnitt beispielsweise durch Verwendung eines Lotmaterials verbunden werden kann. Die erste Ecke 3 und die erste Seite 5a sind an dem Schnittteil 37 in der in 1 dargestellten Ausführung angeordnet. Um das visuelle Verständnis zu erleichtern, ist ein Bereich des Schneidteils 37 durch schräge Linien in 1 schraffiert.
• In Fällen, in denen ein Material mit relativ hoher Härte, wie PKD oder cBN, als Material des Schneidteils 37 und Hartmetall, Cermet, Keramik oder ähnliches als Material des Hauptkörpers 35 verwendet wird, ist eine erhöhte Haltbarkeit des Einsatzes 1 gegenüber einer Schneidbelastung gewährleistet, während es gleichzeitig möglich ist, den Einsatz 1 kostengünstig herzustellen. Die Härte des Hauptkörpers 35 und des Schneidteils 37 können durch Messung der Vickershärte ihrer jeweiligen Teile bewertet werden.
• Obwohl der Einsatz 1 nur aus dem Hauptkörper 35 und dem Schneidteil 37 gebildet sein kann, kann der Einsatz 1 zusätzlich zum Hauptkörper 35 und dem Schneidteil 37 noch eine Beschichtungsschicht (nicht abgebildet) aufweisen, die die Fläche des Hauptkörpers 35 und die Fläche des Schneidteils 37 bedeckt. Die Beschichtungsschicht kann die gesamte oder einen Teil der Fläche des Hauptkörpers bedecken, der aus dem Hauptkörper 35 und dem Schneidteil 37 gebildet ist.
• Beispiele für das Material der Beschichtungsschicht sind Aluminiumoxid (Al₂O₃) sowie Carbide, Nitride, Oxide, Carbonate, Stickstoffoxide, Carbonitride und Carboxynitride von Titan. Die Beschichtungsschicht kann nur eines oder mehrere der oben genannten Materialien aufweisen.
• Die Beschichtungsschicht kann aus nur einer Schicht oder einer Struktur aus mehreren übereinander geschichteten Schichten gebildet sein. Das Material der Beschichtungsschicht ist nicht auf diese Materialien beschränkt. Die Beschichtungsschicht kann auf das Grundmaterial durch des Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) oder der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) aufgebracht werden.
• <Schneidwerkzeuge>
• Das Schneidwerkzeug 101 in einer der Ausführungsformen wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
• Wie in 14 dargestellt, weist das Schneidwerkzeug 101 in der Ausführungsform einen Halter 105 mit einer Tasche 103 (Einsatztasche) an einer Seite eines vorderen Endes davon und den Einsatz 1 auf, der in der Tasche 103 angeordnet ist. Der Einsatz 1 ist so angebracht, dass zumindest ein Teil der Schneidkante aus dem vorderen Ende des Halters 105 im Schneidwerkzeug 101 in einer der Ausführungsformen hervorsteht.
• Der Halter 105 hat eine lange, schmale Stangenform. Die einzelne Tasche 103 ist an einer Seite des vorderen Endes des Halters 105 angeordnet. Die Tasche 103 ist ein Abschnitt, der die Befestigung des Einsatzes 1 ermöglicht und sich in eine vordere Stirnfläche des Halters 105 öffnet. Alternativ kann die Tasche 103 auch in eine Seitenfläche des Halters 105 münden. Dies erleichtert die Anbringung des Einsatzes 1. Insbesondere weist die Tasche 103 eine Sitzfläche parallel zu einer unteren Fläche des Halters 105 und eine seitliche Zwangsfläche auf, die relativ zur Sitzfläche geneigt ist.
• Der Einsatz 1 ist in der Tasche 103 angeordnet. Die Unterseite des Einsatzes 1 kann direkt mit der Tasche 103 in Kontakt gebracht werden. Alternativ kann ein Blatt zwischen dem Einsatz 1 und der Tasche 103 angeordnet werden.
• Der Einsatz 1 wird so angebracht, dass die Schneidkanten aus dem Halter 105 nach außen hervorstehen. Der Einsatz 1 wird in einer der Ausführungsformen mit einem Klemmelement 107 am Halter 105 befestigt. Konkret wird ein Kopfteil des Klemmelements 107 gegen eine Innenwand des Lochs des Einsatzes 1 gedrückt, um den Einsatz 1 in der Tasche 103 einzuspannen.
• Für den Halter 105 ist zum Beispiel Stahl oder Gusseisen verwendbar. Von diesen Materialien kann Stahl unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Zähigkeit des Halters 105 verwendet werden.
• Die Ausführungsformen haben die Schneidwerkzeuge für den Einsatz in einem so genannten Drehvorgang gezeigt und beschrieben. Beispiele für den Drehvorgang sind die Bearbeitung des Innendurchmessers, die Bearbeitung des Außendurchmessers und das Einstechen. Die Schneidwerkzeuge sind nicht auf diejenigen beschränkt, die für den Drehvorgang verwendet werden. Zum Beispiel können die Schneideinsätze 1 in den obigen Ausführungsformen für ein Schneidwerkzeug zur Verwendung in einem Fräsvorgang verwendet werden.
• <Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts>
• Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung eines maschinell bzw. spanabhebend bearbeiteten Produkts in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
• Ein maschinell bearbeitetes Produkt ist herstellbar, indem ein Schneidvorgang eines Werkstücks 201 durchgeführt wird. Das Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts in den Ausführungsformen weist die folgenden Schritte auf:
1. (1) Drehen des Werkstücks 201,
2. (2) das Schneidwerkzeug 101, das durch die obige Ausführungsform angegeben ist, mit dem sich drehenden Werkstück 201 in Kontakt zu bringen, und
3. (3) Bewegen des Schneidwerkzeugs 101 vom Werkstück 201 weg.
• Genauer gesagt wird das Werkstück 201 zunächst um eine Achse O1 gedreht und das Schneidwerkzeug 101 wird nahe an das Werkstück 201 relativ herangeführt, wie in 15 dargestellt. Das Werkstück 201 wird dann geschnitten, indem die Schneidkante im Schneidwerkzeug 101 mit dem Werkstück 201 in Kontakt gebracht wird, wie in 16 dargestellt. Danach wird das Schneidwerkzeug 101 relativ vom Werkstück 201 wegbewegt, wie in 17 dargestellt.
• In der obigen Ausführungsform wird das Schneidwerkzeug 101 in die Nähe des Werkstücks 201 gebracht, indem das Schneidwerkzeug 101 in einem Zustand, in dem die Achse O1 fixiert und das Werkstück 201 gedreht ist, in Y1-Richtung bewegt wird. In 16 wird das Werkstück 201 geschnitten, indem die Schneidkante in dem Einsatz 1 mit dem sich drehenden Werkstück 201 in Kontakt gebracht wird, gefolgt von einer Bewegung in X1-Richtung. In 17 wird das Schneidwerkzeug 101 durch Bewegen des Schneidwerkzeugs 101 in Y2-Richtung in einem Zustand wegbewegt, in dem das Werkstück 201 gedreht wird.
• Während des Schneidevorganges mit dem Herstellungsverfahren in der Ausführungsform wird das Schneidwerkzeug 101 mit dem Werkstück 201 in Kontakt gebracht oder wird das Schneidwerkzeug 101 vom Werkstück 201 wegbewegt, indem das Schneidwerkzeug 101 in jedem der oben genannten Schritte bewegt wird. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, auf diese Ausführungsform beschränkt zu sein.
• Zum Beispiel kann das Werkstück 201 im Schritt (1) in die Nähe des Schneidwerkzeugs 101 gebracht werden. In ähnlicher Weise kann das Werkstück 201 im Schritt (3) vom Schneidwerkzeug 101 wegbewegt werden. Wenn der Schneidvorgang fortgesetzt werden soll, kann der Schritt, bei dem die Schneidkante im Einsatz 1 mit verschiedenen Teilen des Werkstücks 201 in Kontakt gebracht wird, wiederholt werden, während das Werkstück 201 weiter gedreht wird.
• Repräsentative Beispiele für das Material des Werkstücks 201 sind Kohlenstoffstahl, legierter Stahl, Edelstahl, Gusseisen und Nichteisenmetalle.
• Bezugszeichenliste

1

Schneideinsatz (Einsatz)

3

erste Ecke

5a

erste Seite

5b

zweite Seite

7

erste Fläche

9

zweite Fläche

11

dritte Fläche

13

Stegfläche

15

erste Stegfläche

17

zweite Stegfläche

19

dritte Stegfläche

21

vierte Stegfläche

23

erste Schneidkante

25

zweite Schneidkante

27

dritte Schneidkante

29

fünfte Stegfläche

31

sechste Stegfläche

33

siebte Stegfläche

35

Hauptkörper

37

Schneidteil

39

Loch

101

Schneidwerkzeug

103

Tasche

105

Halter

107

Klemmelement

201

Werkstück

P

Zentralachse des Lochs

W1

Breite der ersten Stegfläche

W2

Breite der zweiten Stegfläche

W3

Breite der dritten Stegfläche

• 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
• JP 2017186254 [0001]
• WO 2016/043127 [0003]

Claims (9)

1. Ein Schneideinsatz, aufweisend: eine erste Fläche mit einer ersten Ecke und einer ersten Seite, die sich von der ersten Ecke aus erstreckt, eine zweite Fläche, die an einer Seite angeordnet ist, die der ersten Fläche entgegengesetzt ist, eine dritte Fläche, die zwischen der ersten und der zweiten Fläche angeordnet ist, und eine Stegfläche, die zwischen der ersten Fläche und der dritten Fläche angeordnet ist und relativ zur ersten Fläche und der dritten Fläche geneigt ist, wobei die Stegfläche aufweist: eine erste Stegfläche, die entlang der ersten Ecke angeordnet ist, eine zweite Stegfläche, die entlang der ersten Seite angeordnet ist, und eine dritte Stegfläche mit einer konkaven Form, die zur zweiten Stegfläche benachbart ist und weiter von der ersten Stegfläche entfernt angeordnet ist als die zweite Stegfläche.
2. Der Schneideinsatz gemäß Anspruch 1, wobei die konkave Form der dritten Stegfläche eine gekrümmte Flächenform ist.
3. Der Schneideinsatz gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Stegfläche weiter eine vierte Stegfläche mit einer konkaven Form aufweist, die zwischen der ersten Stegfläche und der zweiten Stegfläche angeordnet ist.
4. Der Schneideinsatz gemäß Anspruch 3, wobei die konkave Form der vierten Stegfläche eine gekrümmte Flächenform ist.
5. Der Schneideinsatz gemäß Anspruch 4, wobei in einem zur ersten Seite orthogonalen Querschnitt die vierte Stegfläche eine gekrümmte Form hat.
6. Der Schneideinsatz gemäß Anspruch 5, wobei im Querschnitt orthogonal zur ersten Seite die gekrümmte Form der vierten Stegfläche eine Kreisbogenform ist.
7. Der Schneideinsatz gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in einer Vorderansicht der ersten Fläche die dritte Stegfläche einen Teil davon aufweist, bei dem eine Breite in einer Richtung orthogonal zur ersten Seite an der dritten Stegfläche größer ist als eine Breite in der Richtung orthogonal zur ersten Seite an der zweiten Stegfläche.
8. Ein Schneidwerkzeug, aufweisend: einen Halter mit einer Tasche, die an einer Seite eines vorderen Endes des Halters angeordnet ist, und den Schneideinsatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Schneideinsatz in der Tasche angeordnet ist.
9. Ein Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts, aufweisend: Drehen eines Werkstücks, das Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 8 mit dem sich drehenden Werkstück in Kontakt bringen, und das Schneidwerkzeug vom Werkstück wegbewegen.

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