CZ12803U1 - Nástroj pro vystružování děr vysokou řeznou rychlost - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká nástroje pro vystružování děr vysokou řeznou rychlostí, tvořeného upínací stopkou, dříkem a řeznou hlavicí s alespoň třemi řeznými břity, mezi nimiž jsou podél řezné hlavice vytvořeny zubové mezery, do nichž jsou z čelní části dříku vyústěny kanálky pro výtok chladicího a mazacího média, které jsou napojeny na centrální kanál procházející dříkem a upínací stopkou.

Dosavadní stav techniky

V řadě aplikací je při dokončování přesných děr velmi výhodné použít výstružníky, u kterých je alespoň řezná část zhotovena z cermetu. Výhodou u těchto cermetových nástrojů ve srovnání s nástroji ze slinutého karbidu je především možnost uplatnit výrazně vyšší řeznou rychlost při delší trvanlivosti ostří řezných břitů a to zejména u vystružování měkkých ocelí. Širší uplatnění těchto nástrojů je však u monolitických provedení negativně podmíněno vyšší a to až dvojnásobnou cenou výchozího materiálu cermetu vůči slinutým karbidům. Rovněž při vybrušování tvaru a přesných rozměrů výstružníku z tyčového polotovaru je u cermetu dvakrát až třikrát vyšší pracnost než u slinutých karbidů. Výroba je technologicky náročnější například i proto, že při broušení cermetů dochází k intenzivnějšímu zanášení brusného kotouče, který je nutno častěji čistit. Proto nelze efektivně uplatňovat bezobslužné automatizované brousicí stroje. ;

Určitým řešením uvedených problémů je provedení, u nějž je řezná část nástroje se zubovými drážkami zhotovena z cermetu, k němuž je připájena stopka ze slinutého karbidu. Přitom značnou nevýhodou je, že zejména vzhledem k vnitřnímu pnutí vznikajícímu v důsledku tepelných dilataci při pájení oceli a cermetu, které mají rozdílné koeficienty tepelné roztažnosti je pájení uvedených dílů výstružníku problematické a navíc prakticky omezuje možnost opatřit takový nástroj otěruvzdomým povlakem. Hlavním důvodem je, že trvalé deformace, vznikající po příslušném ohřevu nástroje při jeho povlakování se mohou projevit až nevyhovující nepřesností dohotoveného výstružníku. Tato skutečnost výrazně snižuje dosažitelné technicko-ekonomické parametry uvedeného nástroje, protože u nepovlakovaného cermetu je přípustná řezná rychlost až o víc než třetinu nižší než u cermetového výstružníku s vhodným otěruvzdomým povlakem. K nevýhodám uvedeného provedení v neposlední řadě patří i značné problémy se zajištěním účin30 ného chlazení řezného břitu a mazání vodicích fazetek.

Efektivní centrální přívod chladicího a mazacího média ajeho rozvod k řezným břitům a vodicím fazetkám je u těchto výstružníků s relativně dlouhou cermetovou řeznou částí z konstrukčně výrobního hlediska zvlášť problematický. Poměrně úspěšným známým provedením cermetového výstružníku je řešení sestávající z řezné a naváděcí části zhotovené z cermetu a z dříku s navazu35 jící normalizovanou upínací stopkou zocelí. Řezná a naváděcí část výstružníku se zubovými drážkami po celé své délce je opatřena navíc spojovací stopkou, na níž je upevněna například tepelným upínáním přední část dříku, který je opatřen centrálním kanálem pro přívod chladicího a mazacího média, na který dále navazují dnové části zubových drážek prodloužené až na obvod spojovací stopky v celé její délce. Nevýhodné je, že tato konstrukce nástroje neumožňuje uplatnění zubových mezer ve tvaru pootočených šroubovic, což je zvlášť nevýhodné u delších slepých děr. Nepříznivou skutečností je u tohoto provedení poměrně vysoká cena nástroje daná relativně velkou délkou drahého cermetového polotovaru as tím i spojenou vysokou pracností broušení tvaru a finálních rozměrů, která je dále zvýšená značným úběrem materiálu navíc při vytváření spojovací stopky. Závažnou nevýhodou uvedeného provedení je skutečnost, že nelze na jedno upnutí finálně přebrousit řeznou cermetovou část a ocelovou upínací stopku, protože řeznou část je nutno brousit diamantovým brusným kotoučem, který je krajně nevhodný pro broušení železného materiálu. Tato skutečnost jednak prodražuje výrobu nástroje, ale také neumožňuje dosažení dokonalé souososti fazetek řezné a naváděcí části s povrchem upínací stopky. Tuto nesouosost je potom nutno kompenzovat radiálně poddajnou plovoucí upínací

-1CZ 12803 Ul hlavicí nebo zeslabením a prodloužením dříku výstružníku, aby byl dostatečně ohybově pružný, případně oběma způsoby najednou. Toto řešení je výrazně nevýhodné ve srovnání s moderními monolitickými výstružníky optimální délky a upnutými s přesnou centricitou vůči ose rotace nástroje nebo obrobku ato zvlášť u moderních CNC obráběcích strojů a center, u nichž je zajištěno vysoce přesné polohování předpracovaného obrobku vůči ose rotace, případně opakovatelně přesné polohování pracovních nástrojů přemístěných do pracovní polohy vůči ose rotace obrobku. V řadě případů zejména u obráběcích strojů s rotací obrobku je velké vyložení řezné části uvedeného výstružníku nevýhodou aje až nepřijatelné pro prostorovou stísněnost s přihlédnutím k dalším nástrojům na sdružené operace, které jsou uloženy v revolverovém nebo suporto10 vém zásobníku.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje a v řadě aspektů je výhodnější technické řešení, jehož podstatou je, že dřík je tvořen trubkou spojenou s upínací stopkou a k tomuto dříku je čelně připájená řezná hlavice, přičemž v čelní části dříku jsou ve stejném počtu jako je počet zubových mezer provedeny paprskovitě úzké drážky radiálně pronikající do centrálního kanálu v trubce a tyto jsou překryty krycí objímkou.

Doplňující podstatou je, že řezná hlavice je tvořena monoblokem z cermetu. Jinou doplňující podstatou je, že řezná hlavice je tvořena monoblokem z řezné keramiky.

Další doplňující podstatou je, že trubka dříku je zhotovena ze slinutého karbidu.

Doplňující podstatou je také, že trubka je uložena ve spojovací díře upínací stopky s přesahem tepelného upínání.

Další podstatou je, že vnější průměr krycí objímky je menší než průměr řezné hlavice, měřený přes podélné fazetky. Jinou další podstatou je, že krycí objímka je opatřena čelním vnitřním osazením.

Variantní podstatou je, že krycí objímka je opatřena nad úzkými drážkami zápichem a výstupním nákružkem.

Doplňující variantní podstatou je, že na výstupním nákružku je upravena dostředně usměrňující kuželová plocha a na čele dříku se nachází usměrňovači kužel.

Jinou variantní podstatou je, že krycí objímka je tvořena kalíškem s čelními přepážkami překrý30 vajícími část profilu zubových mezer a přilehlými k bokům zubových mezer, jenž jsou protilehlé podélným fazetkám.

Další variantní podstatou je, že na čelních přepážkách jsou vyhnuté jazýčky vytvářející výtokovou štěrbinu u boční plochy zubové mezery ohraničené podélnými fazetkami.

Další jinou podstatou je, že dřík je opatřen ve své čelní části zápichem a krycí objímka je tvořena tenkostěnnou objímkou a v kuželovém nákružku jsou vytvořeny směrové drážky.

Doplňkovou podstatou je, že směrové drážky jsou probroušeny šikmo k ose dříku.

Jinou další podstatou je, že na čelní části dříku jsou provedena vybrání navazující na zubové mezery a tyto jsou překryty clonovou objímkou s clonovými prolisy.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení je blíže osvětleno na vyobrazeních, z nichž na obr. 1 je znázorněno příkladné provedení v podélném řezu A-A. Na obr. 2 je znázorněno totéž provedení v pohledu P s částečným příčným řezem a na obr. 3 je v řezu B-B. Na obr. 4 je variantní provedení v částečném podélném řezu. Jiné příkladné provedení v podélném řezu je znázorněno na obr. 5 a na obr. 6 je v pohledu směrem V. Na obr. 7 je vyobrazeno v částečném podélném řezu C-C další příkladné

-2CZ 12803 Ul provedení, které jev řezu D-D na obr. 8 a v částečném podélném řezu i na obr. 9. Další variantní provedení je znázorněno v řezu E-E na obr. 10 a v řezu F-F na obr. 11.

Popis příkladných provedení

Příkladné provedení technického řešení podle obr. 1, 2 a 3 je tvořeno upínací stopkou i, dříkem 2 a řeznou hlavicí 3 se šesti řeznými břity 4, mezi nimiž jsou podél řezné hlavice 3 upraveny zubové mezery 5. Pro výtok chladicího média je určen centrální kanál 7 procházející dříkem 2 a upínací stopkou L Dřík 2 je tvořen trubkou 8 ze slinutého karbidu aje uložen ve spojovací díře 9, která se nachází v přední části 10 upínací stopky i, s přesahem tepelného upínání. K dříku 2 je čelně připájena řezná hlavice 3. V čelní části 11 dříku 2 jsou s výhodou elektroerozivním obráběním zhotoveny paprskovitě uspořádané úzké drážky 12, které radiálně pronikají do centrálního kanálu 7 procházejícího v ose trubky 8, na které je nalepena krycí objímka 13. Řezná hlavice 3 je provedena jako monoblok z cermetu. Ve variantním provedení může být s výhodou vyšších řezných rychlostí ve speciálních případech zhotovena jako monoblok z řezné keramiky.

U nástrojů určených pro hluboké díry je vnější průměr krycí objímky 13 menší než jmenovitý rozměr řezné hlavice 3 měřený přes podélné fazetky 14. Pro zvýšení průtoku chladicího média je krycí objímka opatřena čelním vnitřním osazením 15.

Variantní provedení podle obr. 4 sestává rovněž z neznázorněné upínací stopky 1, v ní upevněné trubky 8 tvořící dřík 2 a z řezné hlavice 3. Krycí objímka 13 je v délce, kterou překrývá úzké drážky 12, opatřena zápichem 16 a výstupním nákružkem 17, na němž je upravena kuželová plocha 18 dostředně k podélné ose řezné hlavice usměrňující proudění chladicího média tak, aby nedocházelo kjeho nežádoucího rozstřiku. Na čele 19 dříku 2 v podstatě naproti kuželové plochy 18 je vytvořen usměrňovači kužel 20 pro zajištění potřebné kontrakce, rychlosti a směru proudu vytékajícího chladicího média.

Další variantní příkladné provedení podle obr. 5 a 6 obsahuje upínací stopku i, jejíž průměr je menší než průměr trubky 8 ze slinutého karbidu tvořící dřík 2 aje rozměrově uzpůsoben pro upínací díry hydroupínačů nebo upínacích hlavic s vyloženým nástavcem na tepelné. upínání nástrojů. Na řezné hlavici 3 je upraveno opěrné osazení 23, na němž je uložen kalíšek 24, tvořící krycí objímku 13, jenž je po spájení dříku 2 a řezné hlavice 3 kapilárně přilepen ktrubce 8. Kalíšek 24 překrývá kuželové osazení 25 vytvořené v čelní části 11 dříku 2, které má stejnou délku jako úzké drážky 12. Celní dno kalíšku 24 je opatřeno tvarovými výřezy 26 vytvářejícími čelní přepážky 27, které překrývají část profilu zubových mezer 5 tak, že přiléhají k bokům 28 zubových mezer 5 jež jsou právě protilehlé podélným fazetkám 14. Tím vzniká mezi čelní přepážkou 27 a protilehlým bokem 29 štěrbina 30 zajišťující usměrněný výtok chladicího média směrem k řeznému břitu 4. Na přepážkách 27 jsou s výhodou přesnějšího proudu chladicího média vytvořeny vyhnuté jazýčky 31, které vytvářejí u boční plochy 32 zubové mezery 5, jež je právě ohraničená podélnou fazetkou 14 výtokovou štěrbinou 33 s delším a přesnějším usměrněním proudu uvedeného média.

Jiné variantní provedení podle obr. 7, 8 a 9 obsahuje neznázoměnou upínací stopku, která může být jako i u výše uvedených provedení válcová nebo i kuželová, dřík 2 a řeznou hlavici 3. Dřík 2 je v čelní části 11 opatřen kuželovým zápichem 34 a kuželovým nákružkem 35 v celkové délce rovné hloubce úzkých drážek 12. Kuželový zápich 34 a kuželový nákružek 35 jsou překryty tenkostěnnou objímkou 36, tvořící krycí objímku 13, která je opatřena kuželovým lemem 37. V kuželovém nákružku 35 jsou vytvořeny směrové drážky 38 jež jsou směrovány na řezné břity 4 tečné k bočním plochám 32.

Další varianta příkladného provedení dle obr. 10 a 11 obsahuje upínací stopku 1, dřík 2 tvořený jako u výše uvedených provedení trubkou 8 ze slinutého karbidu nebo z oceli a řeznou hlavici 3.

Na dříku 2 vjeho čelní části 11 jsou provedena vybrání 39 navazující na zubové mezery 5 a mající směrem nahoru zmenšující se profil. Na čelní části 11 jsou rovněž provedeny úzké

-3 CZ 12803 Ul drážky 12 zasahující do vybrání 39. Čelní část 11 držáku 2 je překryta krycí objímkou 13 tvořenou clonovou objímkou 40 s clonovými prolisy 41.

Nástroje pro vystružování děr podle technického řešení jsou využitelné ve všeobecném strojírenství při dokončování přesných děr zejména v měkkých a houževnatých materiálech jako jsou nízkouhlíková a houževnatá ocel, slitiny mědi a hliníku, šedá a tvárná litina.

Nástroje umožňují v těchto materiálech velmi produktivní vystružování děr vysokými řeznými rychlostmi.

Claims (14)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Nástroj pro vystružování děr vysokou řeznou rychlostí, tvořený upínací stopkou, dříkem ío a řeznou hlavicí s alespoň třemi řeznými břity, mezi nimiž jsou podél řezné hlavice vytvořeny zubové mezery, do nichž jsou z čelní části dříku vyústěny kanálky pro výtok chladicího a mazacího média, které jsou napojeny na centrální kanál procházející dříkem a upínací stopkou, vyznačený tím, že dřík (2) je tvořen trubkou (8) spojenou supínací stopkou (1) a k tomuto dříku (2) je čelně připájena řezná hlavice (3), přičemž v čelní části (11) dříku (2) jsou ve

   15 stejném počtu jako je zubových mezer (5) provedeny paprskovitě úzké drážky (12) radiálně pronikající do centrálního kanálu (7) v trubce (8) a tyto jsou překryty krycí objímkou (13).
2. 2. Nástroj podle nároku 1, vyznačený tím, že řezná hlavice (3) jé tvořena monoblokem z cermetu.
3. 3. Nástroj podle nároku 1, vyznačený tím, že řezná hlavice (3) je tvořena mono20 blokem z řezné keramiky.
4. 4. Nástroj podle některého z nároků laž3, vyznačený tím, že trubka (8) je zhotovena ze slinutého karbidu.
5. 5. Nástroj podle některého z nároků 1 až 3, vyznačený tím, že trubka (8) je uložena ve spojovací díře (9) upínací stopky (1) s přesahem tepelného upínání.

   25
6. 6. Nástroj podle některého z nároků laž4, vyznačený tím, že vnější průměr krycí objímky (13) je menší než průměr řezné hlavice (3) měřený přes podélné fazetky (14).
7. 7. Nástroj podle některého z nároků 1 až 5, vyznačený tím, že krycí objímka (13) je opatřena čelním vnitřním osazením (15).
8. 8. Nástroj podle některého z nároků laž5, vyznačený tím, že krycí objímka (13) je

   30 opatřena nad úzkými drážkami (12) zápichem (16) a výstupním nákružkem (17).
9. 9. Nástroj podle nároku 7, vyznačený tím, že na výstupním nákružku (17) je upravena dostředně usměrňující kuželová plocha (18) a na čele (19) dříku (2) se nachází usměrňovači kužel (20).
10. 10. Nástroj podle některého z nároků laž5, vyznačený tím, že krycí objímka (13) 35 je tvořena kalíškem (24) s čelními přepážkami (27) překrývajícími část profilu zubových mezer (5) a přiléhajícími k bokům (28) zubových mezer (5), jež jsou protilehlé podélným fazetkám (14).

    -4CZ 12803 Ul
11. 11. Nástroj podle nároku 9, vyznačený tím, že na čelních přepážkách (27) jsou vyhnuté jazýčky (31) vytvářející výtokovou štěrbinu (33) u boční plochy (32) zubové mezery (5) ohraničené podélnými fazetkami (14).
12. 12. Nástroj podle některého z nároků laž5, vyznačený tím, že dřík (2) je opatřen 5 ve své čelní části (11) kuželovým zápichem (34) a krycí objímka (13) je tvořena tenkostěnnou objímkou (36) a v kuželovém nákružku (35) jsou vytvořeny směrové drážky (38).
13. 13. Nástroj podle nároku 11, vyznačený tím, že směrové drážky (38) jsou probroušeny šikmo k ose dříku (2).
14. 14. Nástroj podle některého z nároků 1 až 5, vyznačený tím, že na čelní části (11) ío dříku (2) jsou provedena vybrání (39) navazující na zubové mezery (5) a tyto jsou překryty clonovou objímkou (40) s clonovými prolisy (41).