CZ16316U1 - Výstružník pro dokončování přesných děr zejména malých průměrů - Google Patents

Description

Výstružník pro dokončování přesných děr zejména malých průměrů

Oblast techniky

Technické řešení se týká výstružníku pro dokončování přesných děr zejména malých průměrů sestávající z upínací stopky upravené pro upevnění v upínacím prostředku vřetena obráběcího stroje, na kterou navazuje dříková trubka a z tyčinky uložené s přesahem v upevňovací díře upínací stopky a s vůlí v dříkové trubce, před níž je na této tyčince vytvořena řezná hlavice s alespoň třemi řeznými břity a zubovými mezerami, které přechází ve výběhové drážky, jenž alespoň částí své délky zasahují dovnitř dříkové trubky a přitom v upevňovací části tyčinky jsou vytvořeny drážky, které přívodní dutinu nad střední částí tyčinky s menším průměrem než je světlost dříkové trubky propojují se středovým kanálem, v zadní části upínací stopky, zhotoveným pro centrální přívod chladicího a mazacího média.

Dosavadní stav techniky

V některých případech je pro zvýšení produktivity vystružování přesných děr výhodné zhotovit řezné části výstružníku z cermetu. Aplikace těchto cermetových nástrojů však vyžaduje, zejména vzhledem k nižší tepelné vodivosti cermetu, účinné chlazení řezných břitů, nejlépe centrálním přívodem chladicího a mazacího média přímo k tepelně namáhaným místům řezných břitů. Splnění tohoto požadavku je zvlášť náročné především u maloprůměrových výstružníků. U těchto nástrojů je také prostorově problematické zajištění potřebného odvodu třísek, aby nedocházelo k ucpání zubových mezer a zadření nástroje. Tuto problematiku částečně řeší vystružovací rotační nástroj se stopkou a s alespoň jedním v podélném směru se rozkládajícím hlavním kanálem pro vedení chladicí kapaliny, přičemž se stopkou je spojena řezná hlava, která má odváděči drážky s výběhovými úseky, přičemž mezi výběhovými úseky a stopkou je uspořádána objímka, která alespoň z části překrývá přívodní kanál vytvořený mezi hlavním kanálem a výběhovými úseky a přitom alespoň jeden přívodní kanál je uspořádán v podstatě souose s podélnou osou stopky a řezné hlavy a je opatřen hladkým přechodem z hlavního kanálu k přívodnímu kanálu a z přívodního kanálu k výběhovým částem.

Dalším podobným řešením je rotační stopkový nástroj se stopkou, ve které je vytvořen nejméně jeden v podélném směru probíhající hlavní kanálek pro chladicí a mazací tekutinu, ze kterého je v jeho koncové oblasti veden směrem ven nejméně jeden odbočný kanálek, přičemž se stopkou je spojena řezná hlava, která je opatřena drážkami pro odchod třísek a výběhovou oblastí a uvedené ústí odbočného kanálku je překryto pouzdrem a přitom toto pouzdro svou koncovou oblastí překrývá s minimální vůlí nebo s přesahem první a druhé osazení řezné hlavy a ústí odbočného kanálku je ve stopce vytvořeno s odstupem od řezné hlavy. K podstatným nevýhodám popsaných řešení patří skutečnost, že dochází k značnému hydraulickému zpomalení proudu kapaliny v zubových mezerách, které mají větší příčný průřez než jejich výběhové části, a zejména vtokové průřezy mezi nimi a přívodním kanálem, což také značně omezuje průtočné množství chladicí kapaliny. Menší průtok a snížená rychlost proudů chladicí kapaliny potom zhoršují její chladicí efekt i schopnost dynamického výplachu třísek ze zubových mezer. Tyto negativní vlastnosti popsaných řešení dále zhoršuje šroubovicové provedení zubových mezer, které jsou pro usnad40 není odchodu třísek u pravotočivých nástrojů zhotoveny v levé šroubovici s úhlem obvykle větším než 10°. Chladicí kapalina pak proudí ze zakryté výběhové části zubových mezer tečně k jejich šroubovici, tedy od vyústění těchto proudů mimoběžně vůči ose nástroje. A tak dochází hlavně v počáteční fázi vystružování k odklonu hlavní části proudící chladicí kapaliny od tepelně nejvíce exponovaných míst řezných břitů na čele nástroje. Na tomto zhoršení chladicí účinnosti od řezných břitů odkloněného a místně i kavitačního proudění chladicí kapaliny se dále podílí jeho zmenšená rychlost z důvodů výše popsaných, která dále vede k zesílení negativního působení odstředivých sil na zvětšení nežádoucího odklonu proudů kapaliny u nástrojů s vysokou pracovní rotací, která je obvyklá zejména u nástrojů s cermetovou řeznou částí. Tato problematika a nedostatky se týkají rovněž nástrojů z řezné keramiky a slinutých karbidů.

- 1 CZ 16316 Ul

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje technické řešení jehož podstatou je, že mezi vnitřním povrchem přední části dříkové trubky a alespoň několika úseky obvodového povrchu protilehlé části tyčinky je upravena mezikruhová dýza.

Další podstatou je, že výtoková dýza je vyústěna jednak nad výběhové drážky za řeznou částí řezné hlavice a také do odtokových mezer mezi zadními čely řezných zubů a čelem dříkové trubky.

Doplňkovou podstatou je, že středový kanál v zadní části upínací stopky má větší průměr než je průměr tyčinky procházející tímto středovým kanálem až ke koncovému čelu upínací stopky, kde je tyčinka ukončena zadním hrotem a na řezné hlavici je ukončena předním hrotem, přičemž válcové fazetky řezných břitů a vnější povrch upínací stopky jsou vůči ose určené uvedenými hroty soustředné s vysokou přesností broušení najedno upnutí v hrotech.

Jinou doplňující podstatou je, že příčné průřezy výtokové dýzy se směrem k čelu dříkové trubky alespoň v části délky výtokové dýzy plynule zmenšují.

Další doplňující podstatou je, že vnější průměr dříkové trubky je menší než průměr řezné hlavice měřený přes válcové fazetky.

Jinou doplňkovou podstatou je, že příčný průřez mezikružím mezi středovým kanálem u zadní části upínací stopky a jím procházející tyčinkou je větší než součet průřezů drážek a tento součtový průřez je zase větší než příčný průřez přívodní dutinou, který je opět větší než minimální průřez výtokovou dýzou.

Jinou variantní podstatou je, že na tyčince je mezi přívodní dutinou a výtokovou dýzou vytvořen nákružkový rozdělovač, před nimž se nachází sběrná rotační dutina a v nákružkovém rozdělovači jsou provedeny šikmé drážky.

Variantní podstatou také je, že zubové mezery a výběhové drážky jsou tvořeny k ose mimoběž25 nými přímými drážkami.

Doplňkovou variantou je, že řezná hlavice navazuje na válcovou střední část tyčinky prostřednictvím alespoň dílčích ploch pláště alespoň jednoho komolého kužele.

Další doplňkovou podstatou je, že u řezné hlavice se šroubovicovými zubovými mezerami a výběhovými drážkami jsou jejich hřbetovými hranami rozděleny jednotlivé přechody proudů chla30 dici kapaliny přiváděné z přívodní dutiny nad střední částí tyčinky na přechody do výběhových drážek a přechody do dílčích mezikruží výtokové dýzy.

Variantní doplňkovou podstatou je, že bočními hranami výběhů přímých drážek jsou jednotlivé přechody pro proudy chladicí kapaliny přiváděné z přívodní dutiny nad střední částí tyčinky rozděleny na přechody do výběhů přímých drážek a na přechody do dílčích mezikruží výtokové dýzy.

Jinou variantou doplňkové podstaty je, že jednotlivé přechody z rotační dutiny jsou rozděleny hřbetovými hranami výběhových drážek na přechody do výběhových drážek a přechody do dílčích mezikruží výtokové dýzy.

Doplňující podstatou je, že řezná hlavice je zhotovena z cermetu a k ní je připájena ostatní část tyčinky zhotovená ze slinutého karbidu.

Variantní doplňující podstatou je, že řezná hlavice je zhotovena z řezné keramiky a k ní je připájená doplňková část tyčinky zhotovená ze slinutého karbidu.

Další doplňující podstatou je, že řezná hlavice je opatřena otěruvzdomým povlakem.

Jinou doplňující podstatou je, že alespoň přední část výtokové dýzy je vůči ose sbíhavá alespoň tím, že vnitřní povrch přední části výtokové dýzy je kuželový.

-2CZ 16316 U1

Přehled obrázků na výkrese

Technické řešení je blíže osvětleno pomocí výkresu, na němž obr. 1 znázorňuje příkladné provedení podle technického řešení v podélném řezu, které je dále zobrazeno na obr. 2 v řezu A-A a na obr. 3 v řezu B-B. Variantní příkladné provedení je znázorněno na obr. 4 v řezu C-C a na obr. 5 v částečném podélném řezu a dále na obr. 6 je v řezu D-D. Další příkladné provedení je na obr. 7 v částečném podélném řezu. Další příkladné provedení podle technického řešení je na obr. 8 v řezu E-E, na obr. 9 v řezu F-F a na obr. 10 v částečném podélném řezu.

Popis příkladných provedení

Příkladné provedení technického řešení podle obr. 1, 2 a 3 sestává z upínací stopky 1. upnuté v neznázorněném upínacím prostředku vřetena obráběcího stroje, na kterou navazuje dříková trubka 2 a z tyčinky 3 uložené s přesahem v upevňovací díře 4 upínací stopky las vůlí v dříkové trubce 2. Na tyčince 3 je vytvořena řezná hlavice 5 se čtyřmi řeznými břity 6 v levotočivé šroubovici a zubovými mezerami 7, které přechází ve výběhové drážky 8, jenž alespoň částí své délky zasahují dovnitř dříkové trubky 2. V upevňovací části 9 tyčinky 3 jsou vytvořeny drážky

10, které přívodní dutinu 11 nad střední částí 12 tyčinky 3 s menším průměrem než je světlost dříkové trubky 2 propojují se středovým kanálem 13. v zadní části 14 upínací stopky i zhotoveným pro centrální přívod chladicího a mazacího média. Mezi vnitřním povrchem 15 přední části 16 dříkové trubky 2 a příslušnými úseky 55 obvodového povrchu 17 protilehlé části 18 tyčinky 3 je upravena mezikruhová dýza 19, která je vyústěna jednak nad výběhové drážky 8 za řeznou částí 20 řezné hlavice 5 a také do odtokových mezer 21 mezi zadními čely 22 řezných zubů 23 a čelem 24 dříkové trubky 2. Středový kanál 13 v zadní části 25 upínací stopky 1 má větší průměr než je průměr tyčinky 3 procházející tímto středovým kanálem 13 až ke koncovému čelu 26 upínací stopky 1, kde je tyčinka 3 ukončena zadním hrotem 27 a na řezné hlavici 5 je tyčinka 3 ukončena předním hrotem 28, přičemž válcové fazetky 29 řezných břitů 6 a vnější povrch 30 upínací stopky i jsou vůči ose Οχ určené uvedenými hroty 27 a 28 soustředné s vysokou přesností broušení najedno upnutí v hrotech 27 a 28. Příčné průřezy výtokové dýzy 19 se směrem k čelu 24 dříkové trubky 2 plynule zmenšují, protože střední válcová část 31 tyčinky 3 navazuje na řeznou hlavici 5 prostřednictvím komolého kužele 32 a částečně i jeho dílčími kuželovými plochami 33 mezi výběhovými drážkami 8. Přitom vnější průměr dříkové trubky 2 je menší než průměr řezné hlavice 5 měřený přes válcové fazetky 29, což je nutné při vystružování hlubokých děr. S výhodou dosažení maximální rychlosti výstupního proudu chladicí kapaliny je příčný průřez mezikružím 34 mezi středovým kanálem 13 v zadní části 25 stopky I a jím procházející tyčinkou 3 větší než součet průřezů drážek 10 a tento součtový průřez je zase větší než příčný průřez dutinou Π., který je opět větší než minimální průřez výtokovou dýzou 19. Hřbetovými hra35 námi 35 výběhových drážek 8 jsou rozděleny jednotlivé přechody proudů chladicí kapaliny přiváděné z přívodní dutiny ϋ nad střední částí 12 tyčinky 3 na přechody do výběhových drážek 8 a přechody do dílčích mezikruží 36 výtokové dýzy 19. Tyčinka 3 je vytvořena ze slinutého karbidu s otěruvzdorným povlakem.

Variantní příkladné provedení technického řešení podle obr. 4, 5, a 6 sestává z dříkové trubky 2, na níž navazuje neznázorněná upínací stopka a z tyčinky 3 s řeznou hlavicí 5, která má čtyři řezné břity 6 a přitom zubové mezery 7 ve tvaru pravoúhlých přímých drážek 37, jenž mají uprostřed profd tříboké drážky 38 a vpředu profd dvouboké drážky 39, jejíž jedna strana 40 tvoří čelní plochu 41 řezného břitu 6 a vzadu má přímá drážka 37 rovněž drážkový profil se dvěma boky 42. Přitom bočními hranami 43 výběhů 44 přímých drážek 37 jsou jednotlivé přechody proudů chladicí kapaliny přiváděné z přívodní dutiny 1_1 nad střední částí 12 tyčinky 3 rozděleny na přechody do výběhů 44 přímých drážek 37 a přechody do dílčích mezikruží 36 výtokové dýzy 19. Rovinné plochy přímých drážek 37 jsou k ose Οχ mimoběžné. Pro usměrnění proudění ke dnu 45 přímých drážek 37 je ve stěně dříkové trubky 2 zhotoven zápich 46 naproti kuželovému rozšíření 47 tyčinky 3. Ve variantním provedení s výhodou levnější výroby lze přímé drážky 37 zhotovit jako dvouboké v celé jejich délce.

-3 CZ 16316 Ul

Další příkladné provedení podle obr. 7 sestává z dříkové trubky 2, na níž navazuje neznázorněná upínací stopka a z tyčinky 3 na niž je vytvořena řezná hlavice 5, která navazuje na válcovou střední část 12 tyčinky 3 prostřednictvím komolého kužele 32, ve kterém je proveden lomený pájený spoj 48 spojující řeznou hlavici 5 zhotovenou z cermetu, případně řezné keramiky s do5 plňkovou částí 49 tyčinky 3 zhotovené ze slinutého karbidu.

Jiné příkladné provedení technického řešení podle obr. 8, 9 a 10 sestává z dříkové trubky 2, na níž navazuje neznázorněná upínací stopka I a z tyčinky 3, na níž je vytvořena řezná hlavice 5 se čtyřmi řeznými břity 6. Na tyčince 3 je mezi přívodní dutinou 11 a výtokovou dýzou 19 vytvořen nákružkový rozdělovač 50, před nímž se nachází sběrná rotační dutina 54. V nákružkovém rozío dělovači 50 jsou provedeny šikmé drážky 52. Celo 24 dříkové trubky 2 je s výhodou intenzivnějšího chlazení řezných břitů 6 přesným lemováním mírně zúženo, tak že přední část 53 výtokové dýzy 19 je vůči ose O| sbíhavá tím, že vnitřní povrch 54 přední části 53 výtokové dýzy 19 je kuželový. Jednotlivé přechody z rotační dutiny 51 jsou rozděleny hřbetovými hranami 35 výběhových drážek 8 na přechody do výběhových drážek 8 a přechody do dílčích mezikruží 36 výto15 kové dýzy 19.

Základní výhodou vystružovacích nástrojů dle technického řešení je skutečnost, že ve výtokové dýze 19 dojde k maximálnímu urychlení výtokového proudu chladicí kapaliny a k jeho usměrnění alespoň v části tohoto proudu souose s podélnou osou nástroje, což zajišťuje dokonalejší chlazení a mazání řezných břitů 6 ve srovnání se známými verzemi maloprůměrových výstružníků.

Menší část tohoto souose usměrněného proudění je odkloněna bokem odtokovými mezerami, aniž by narušovala přímost a dynamiku hlavní části proudění kapaliny do zubových mezer 7. Tyto dílčí boční proudy jsou přitom výhodné u vystružování děr ve větší hloubce než je délka řezné hlavice, protože vytváří za řeznou hlavicí 5 určitou přetlakovou clonu bránící masivnímu zpětnému odtoku chladicí kapaliny směrem k upínací stopce a tato kapalina pak spolehlivě vy25 plachuje třísky ze zubových mezer před nástroj a nadále účinně chladí tepelně exponovaná místa řezné hlavice. Při vystružování v menší hloubce jsou přitom třísky spolehlivě vyplachovány dynamickým efektem vysoké rychlosti přímých proudů chladicí kapaliny.

U příkladného provedení podle obr. 1, 2 a 3 je výhodná technologická jednoduchost výroby nástroje. U příkladného provedení podle obr. 4, 5, a 6 je výhodou přímost zubových mezer 7, která vylučuje možnost odtržení proudů chladicí kapaliny při jejím zvlášť vysokém vnitřním přetlaku a tím i velmi vysoké výstupní rychlosti. U příkladného provedení podle obr. 7, 8, a 10 proud kapaliny ve výtokové dýze rotuje a tím i umožňuje velmi dobré přilnutí jednotlivých výstupních proudů k čelům řezných břitů. Při případném ohybu tyčinky zůstává při opření dříkové trubky o nákružkový rozdělovač výtoková dýza kolem tyčinky centrická.

Výstružníky dle technického řešení lze s výhodou vyšších ekonomicko-technických parametrů uplatnit při dokončování děr v různých oblastech strojírenské výroby.

Claims (16)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Výstružník pro dokončování přesných děr zejména malých průměrů sestávající z upínací stopky (1) upravené pro upevnění v upínacím prostředku vřetena obráběcího stroje, na kterou

   40 navazuje dříková trubka (2) a z tyčinky (3) uložené s přesahem v upevňovací díře (4) upínací stopky (1) a s vůlí v dříkové trubce (2), před níž je na této tyčince (3) vytvořena řezná hlavice (5) s alespoň třemi řeznými břity (6) a zubovými mezerami (7), které přechází ve výběhové drážky (8) , jež alespoň částí své délky zasahují dovnitř dříkové trubky (2) a přitom v upevňovací části (9) tyčinky (3) jsou vytvořeny drážky (10), které přívodní dutinu (11) nad střední částí (12) ty45 činky (3) s menším průměrem než je světlost dříkové trubky (2) propojují se středovým kanálem (13) v zadní části (14) upínací stopky (1) zhotoveným pro centrální přívod chladicího a mazacího média, vyznačený tím, že mezi vnitřním povrchem (15) přední části (16) dříkové trubky

   -4CZ 16316 U1 (2) a alespoň několika úseky (55) obvodového povrchu (17) protilehlé části (18) tyčinky (3) je upravena mezikruhová výtoková dýza (19).
2. 2. Výstružník podle nároku 1, vyznačený tím, že výtoková dýza (19) je vyústěna jednak nad výběhové drážky (8) za řeznou částí (20) řezné hlavice (5) a také do odtokových me5 zer (21) mezi zadními čely (22) řezných zubů (23) a čelem (24) dříkové trubky (2).
3. 3. Výstružník podle některého z nároků 1 nebo 2, vyznačený tím, že středový kanál (13) v zadní části (25) upínací stopky (1) má větší průměr než je průměr tyčinky (3) procházející tímto středovým kanálem (13) až ke koncovému čelu (26) upínací stopky (1), kde je tyčinka (3) ukončena zadním hrotem (27) a na řezné hlavici (5) je ukončena předním hrotem (28), přičemž ío válcové fazetky (29) řezných břitů (6) a vnější povrch (30) upínací stopky (1) jsou vůči ose (OJ určené uvedenými hroty (27, 28) soustředné s vysokou přesností broušení najedno upnutí v hrotech (27, 28).
4. 4. Výstružník podle nároku 2 nebo 3, vyznačený tím, že příčné průřezy výtokové dýzy (19) se směrem k čelu (24) dříkové trubky (2) alespoň v části délky výtokové dýzy (19)

   15 plynule zmenšují.
5. 5. Výstružník podle některého z nároků laž4, vyznačený tím, že vnější průměr dříkové trubky (2) je menší než průměr řezné hlavice (5) měřený přes válcové fazetky (29).
6. 6. Výstružník podle některého z nároků 1 až 5, vyznačený tím, že příčný průřez mezikružím (34) mezi středovým kanálem (13) v zadní části (14) upínací stopky (1) a jím procháze20 jící tyčinkou (3) je větší než součet průřezů drážek (10) a tento součtový průřez je zase větší než příčný průřez přívodní dutinou (11), který je opět větší než minimální průřez výtokovou dýzou (19).
7. 7. Výstružník podle některého z nároků Iaž6al3ažl6, vyznačený tím, že zubové mezery (7) a výběhové drážky (
8. 8) jsou tvořeny k ose (O|) mimoběžnými přímými drážkami (37).

   25 8. Výstružník podle některého z nároků 1 až 6, vyznačený tím, že na tyčince (3) je mezi přívodní dutinou (11) a výtokovou dýzou (19) vytvořen nákružkový rozdělovač (50), před nimž se nachází sběrná rotační dutina (51) a v nákružkovém rozdělovači jsou provedeny šikmé drážky (52).
9. 9. Výstružník podle některého z nároků 1 až 8, vyznačený tím, že řezná hlavice (5)

   30 navazuje na válcovou střední část (12) tyčinky (3) prostřednictvím alespoň dílčích ploch pláště alespoň jednoho komolého kužele (32).
10. 10. Výstružník podle některého z nároků 1 až 6 a 9, vyznačený tím, že u řezné hlavice (5) se šroubovicovými zubovými mezerami (7) a výběhovými drážkami (8) jsou jejich hřbetovými hranami (35) rozděleny jednotlivé přechody proudů chladicí kapaliny přiváděné z

    35 přívodní dutiny (11) nad střední částí (12) tyčinky (3) na přechody do výběhových drážek (8) a přechody do dílčích mezikruží (36) výtokové dýzy (19).
11. 11. Výstružník podle nároku 7, vyznačený tím, že bočními hranami (43) výběhů (44) přímých drážek (37) jsou jednotlivé přechody pro proudy chladicí kapaliny přiváděné z přívodní dutiny (11) nad střední částí (12) tyčinky (3) rozděleny na přechody do výběhů (44) přímých

    40 drážek (37) a na přechody do dílčích mezikruží (36) výtokové dýzy (19).
12. 12. Výstružník podle nároku 8, vyznačený tím, že jednotlivé přechody z rotační dutiny (51) jsou rozděleny hřbetovými hranami (35) výběhových drážek (8) na přechody do výběhových drážek (8) a přechody do dílčích mezikruží (36) výtokové dýzy (19).

    -5CZ 16316 U1
13. 13. Výstružník podle některého z nároků 1 až 12, vyznačený tím, že řezná hlavice (5) je zhotovena z cermetu a k ní je připájena ostatní část (43) tyčinky (3) zhotovená ze slinutého karbidu.
14. 14. Výstružník podle některého z nároků 1 až 12, vyznačený tím, že řezná hlavice

    5 (5) je zhotovena z řezné keramiky a k ní je připájená doplňková část (49) tyčinky (3) zhotovená ze slinutého karbidu.
15. 15. Výstružník podle některého z nároků 1 až 14, vyznačený tím, že řezná hlavice (5) je opatřena otěruvzdomým povlakem.
16. 16. Výstružník podle některého z nároků 1 až 15, vyznačený tím, že alespoň přední ío část (53) výtokové dýzy (19) je vůči ose (Oi) sbíhavá alespoň tím, že vnitřní povrch (54) přední části (53) výtokové dýzy (19) je kuželový.