CZ16948U1 - Rezná desticka - Google Patents

Description

Řezná destička

Oblast techniky

Technické řešení se týká řezné destičky, především pro nástroje na hrubovaní a/nebo obrábění načisto kovových materiálů, plastů, grafitu nebo podobných materiálů, která má první povrch a proti němu ležící druhý povrch, jakož i alespoň jednu boční plochu spojující první a druhý povrch, přičemž prvním povrchem a alespoň jednou boční plochou je tvořeno alespoň jedno ostří.

Dále se technické řešení týká nástroje na hrubování a/nebo obrábění načisto kovových materiálů, plastů, grafitu nebo podobných materiálů, zahrnujícího základní těleso s přívodem chladicího prostředku, probíhajícím v základním tělese a řeznou destičku, která je připevněna na jednom ío konci základního tělesa mezi plošnými upínacími prvky základního tělesa.

Dosavadní stav techniky

Obráběcí technologické postupy jako hrubování nebo obrábění načisto se používají především tam, kde je zapotřebí vyrobit například z odlévaných materiálů složité profilové součástky. Přitom je při hrubování v krátké době odebírán velký objem třísek a z materiálu je zhotovován obrys profilové součástky s přibližnými konečnými rozměry. Při navazujícím obrábění načisto je nakonec jemnějším případně přesnějším řezným nástrojem vytvořen konečný obrys profilové součástky.

Řezné destičky, které jsou požívány na hrubé nebo jemné opracování se při používání značně zahřívají na základě stálého kontaktu s obrobkem a odebíráním jeho třísek. Není-li plánováno chlazení řezné destičky, vysoké tepelné zatížení při současně daném vysokém mechanickém namáhání může vést k předčasnému opotřebení řezné destičky. V důsledku toho především řezné hrany, neboť jsou vystaveny nej vyššímu mechanickému namáhání a teplotám, představují kritické oblasti, současně ale kvůli odebírání třísek mají být vytvořeny s ostrými hranami, a proto jsou náchylné k opotřebení.

Podle stavu techniky se tato situace řeší tak, že je na řeznou destičku, která při použití stojí, kontinuálně nanášen kapalný chladicí prostředek. Toto však ostatně s sebou přináší tu nevýhodu, že kapalné chladicí prostředky představují nežádoucí cizorodé látky, které se na tvářené součástky vylučují. Nevýhodou je také to, že chladicí prostředky nepřebírají kromě chlazení žádnou další funkci, především ne ve vztahu k procesu obrábění. Chladicí prostředek tedy na základě plánova30 ného kontinuálního přívodu na řeznou destičku prodražuje proces obrábění obrobku bez toho, aby přinášel výhody jiným způsobem.

Zejména u známých nástrojů na hrubování spočívá další problém v tom, že řezná destička je na jednom konci základního tělesa nástroje upevněna mezi dva plošné upínací prvky, případně držáky základního tělesa. K tomu je řezná destička opatřena centrálním otvorem a jeden z plošných upínacích prvků má též otvor, naproti tomu protilehlý plošný upínací prvek má korespondující závit. Poté, kdy je řezná destička upevněna mezi plošné upínací prvky, může tam být fixována přítlačnými silami prostřednictvím šroubu vedeného v upínacích prvcích. Protože na vynaložení nutných přítlačných sil je potřeba, jak již bylo uvedeno, plošné vytvoření upínacích prvků, přichází chladicí prostředek, který je přiváděn na řeznou destičku přes otvor v základním tělese, do kontaktu s řeznou destičkou jen ve volných oblastech, s nevýhodou, že řezné destičce je poskytováno jen nepatrné chlazení. Kromě toho a ještě důležitější je, že chladicí prostředek, přiváděný přes základní těleso, často nepronikne v žádaném množství na citlivé ostří, což může vést k předčasnému opotřebení řezné destičky.

Podstata technického řešení

Úkolem předloženého technického řešení je poskytnout řeznou destičku výše uvedeného druhu, která umožňuje účinnější využití chladicího prostředku, při níž může být chladicí prostředek použit také na zlepšení obráběcího procesu.

-1 CZ 16948 Ul

Další úloha technického řešení je, uvést nástroj výše uvedeného druhu, u nějž je možné účinné chlazení řezné cestičky, především jejího ostří, a využití chladicího prostředku na zlepšení obráběcího procesu.

Úloha technického řešení se u řezné destičky výše uvedeného druhu řeší tak, že v prvním povr5 chu je vytvarovaná struktura kanálků, kterými lze chladicí prostředek přivést od jedné strany řezné destičky, neaktivní při řezání, k alespoň jednomu ostří.

Výhody dosažené řeznou destičkou výše uvedeného druhu podle technického řešení spočívají především v tom, že také při plošném spojení se základním tělesem nástroje případně jeho upínacími prvky se dá neustále transportovat velké množství chladicího prostředku k ostří a tím k nej10 citlivější části řezné destičky. Tak může být především řezná destička při používání účinně chlazena a současně na základě vysokého chladicího účinkuje možné snížení k tomuto účelu nutného množství chladicího prostředku. Významné také je, že na základě plánované struktury kaná ků může být chladicí prostředek nejen přiváděn podle potřeby k ostří, ale chladicí prostředek se za tímto účelem pohybuje dokonce po velké části řezné destičky, takže řezná destička celkově yy15 užívá chladicí účinek.

Jako důsledek možného vysoce účinného chlazení řezné destičky výše uvedeného druhu je nyní také možné použít místo kapalných chladicích prostředků plyny. Toto přináší sebou tu výhodu, že obrobek, který má být opracován, již není znečišťován kapalinami.

Další výhodu řezné destičky podle technického řešení lze spatřovat v tom, že chladicí prostředek se dá přivádět k ostří, případně při použití na ně přitéká. Takové přitékání účinkuje při odběru třísek na obrobku tak, že na odebrané třísky působí impuls chladicího prostředku a tomu odpovídá zlepšené odvádění třísek.

Ve výhodné variantě má řezná destička podle technického řešení strukturu kanálků s jediným přítokem a několika odtoky. Tím může na koncových stranách, případně v blízkosti ostří, nastat rozdělení přiváděného chladicího prostředku po celé délce ostří což umožňuje nepřetržité a vysoce účinné chlazení ostří.

Je výhodou, když je volný průřez struktury kanálků v oblasti přítoku větší než v oblasti příslušných odtoků. Tím je zajištěno, že přes přítok může vstoupit dostatek chladicího prostředku, aby následně byly jednotlivé odtoky dostatečně zásobeny chladicím prostředkem. Kromě toho, jsou-li odtoky s ohledem na přítok vytvořeny zúženě, může být v oblasti odtoků vytvořen účinek dýzy, což zlepšuje odvod třísek.

Dále je vhodné, když struktura kanálků má jeden nebo více odtoků, které jsou nasměrovány k ostří. Když je plánováno takové konstrukční opatření, mohou být třísky při opracování obrobku odváděny obzvláště účinně.

Pro dobrý odvod třísek je rovněž výhodné, aby struktura kanálků měla několik odtoků, které jsou zakřivené.

Aby se ostří řezné destičky mohlo vysoce účinně chladit po celé jeho délce a aby se dosáhlo také v oblastech koncových stran ostří dobrého odvodu třísek, může se naplánovat, aby struktura kanálků měla tři nebo více odtoků, které jsou navzájem uspořádány v přibližně stejné vzdálenosti.

Pro dostačující transport chladicího prostředku přes řeznou destičku, případně strukturu kanálků je vhodné, když struktura kanálků má hloubku minimálně 0,2 mm.

Dále může pro účinný odběr třísek na ostří navazovat sám o sobě známý tvarovač třísky. V souvislosti je zvláště výhodné, když odtoky struktury kanálků ústí do tvarovače třísky, umožní během řezání přímé přitékání chladicího prostředku na ostří, případně přitékání bez 45 kážek.

této

To pfeZejména když je řezná destička podle technického řešení pro účely upevnění na základním tělese nástroje opatřena centrálním otvorem, ukazuje se jako účelné, když má řezná destička otvor a struktura kanálků má jeden přítok a více odtoků, přičemž odtok a výtok jsou navzájem spojeňy přes spojovací kanálky probíhající kolem otvoru. Tímto způsobem může být na jedné straně

-2CZ 16948 Ul délka struktury kanálků a tím dráha transportu chladicího prostředku pokud možno krátká. Na druhé straně je zároveň k dispozici dostatečně velký povrch pohlcení přítlačných sil základního tělesa.

Aby se dosáhlo pokud možno konstantních podmínek proudění, může být dokonce navrženo, aby 5 struktura kanálků byla vytvarovaná průběžně s přibližně stejnou hloubkou. Je zvláště výhodné, pro trvalé používání řezné destičky, když je řezná destička otočná řezná destička a v druhém povrchu je symetricky okolo osy vytvarovaná struktura kanálků odpovídající struktuře kanálků prvního povrchu.

Další úkol technického řešení se řeší nástrojem uvedeného druhu, při němž řezná destička je řeio zná destička podle jednoho z nároků 1 až 12, přičemž řezná destička je upravena tak, aby přítok struktury kanálků ležel v oblasti neaktivní řezné strany protilehle ke konci přívodu chladicího prostředku základního tělesa.

Výhody nástroje podle technického řešení spočívají především v tom, že při něm se dá řezná destička, a především její ostří, vysoce účinně chladit. Současně mohou na řeznou destičku půso15 bit nezbytné vysoké upínací síly, aby ji při používání udrželi v základním tělese v pevné poloze. Protože přítok struktury kanálků je protilehlý ke konci přívodu chladicího prostředku základního tělesa, může se během celého obráběcího procesu dosáhnout dostatečného chlazení řezné destičky, čímž se za podmínek používání zvětšuje její trvanlivost.

Protože při opracovávání s nástrojem podle technického řešení se zpravidla opracovávaný obro20 bek nepohybuje a nástroj rotuje kolem své podélné osy, je účelné, aby základní těleso bylo vytvořeno v podstatě ve tvaru válce a s výhodou rovněž válcový přívod chladicího prostředku probíhal podél podélné osy základního tělesa, takže přívod chladicího prostředku je při rotaci nástroje stabilní. V tomto případě leží dokonce přítok struktury kanálků na podélné ose základního tělesa a jednoduchým způsobem je zajištěno, aby chladicí prostředek vystupoval z přívodu chladicího prostředku a mohl být ihned přiváděn přes přítok struktury kanálků v řezné destičce k ostří.

Další přednosti a účinky technického řešení vyplývají ze souvislostí popisu a následujících příkladů provedení.

Přehled obrázků na výkresech

Obrázky znázorňují:

Obr. 1: pohled na čelní stranu řezné destičky podle technického řešení;

Obr. 2: řezná destička podle obr. 1 při pohledu shora;

Obr. 3: další řezná destička podle technického řešení;

Obr. 4: řezná destička podle obr. 3 při pohledu shora;

Obr. 5: nástroj na hrubování s řeznou destičkou podle technického řešení.

Příklady provedení

Na obr. 1 je znázorněn pohled na čelní stranu řezné destičky 1 podle technického řešení. Režná destička I má povrch 2 a k němu protilehlý druhý povrch 3. V boční oblasti se nachází boční plochy 4, 5, 6, 7, které spojují povrchy 2, 3. Přitom vždy jednou boční plochou, např. boční plochou 4, a jedním povrchem, např. povrchem 2 je tvořeno ostří 8. Podobně, jde-li o otočnou des40 tičku, je ostří tvořeno na linii řezu povrchu 3 boční plochy 7. Jak je patrno z obr. 1, je nejen na povrchu 2, ale i v povrchu 3 prohloubena do povrchu vytvarovaná struktura kanálků 9.

Na obr. 2 je znázorněn pohled shora na řeznou destičku i podle obr. 1. Jak je vidět, probíhá struktura kanálků 9 od strany 10 řezné destičky 1, která nemá ostří a proto není při řezání aktivní, počínajíc přítokem 11 a probíhajíc kolem centrálního otvoru 16 řezné destičky i až po odtoky 12,

13, 14. Odtoky 12, 13, 14, mají navzájem od sebe konstantní vzdálenost A, takže ostří 8 je napájeno chladicím prostředkem v podstatě po celé své délce aktivní při řezání. Přitom odtoky 12, 13, nekončí bezprostředně u ostří 8, ale ústí do tvarovače Γ5 třísky (viz obr. 1). Protože tvarovač třísky je vytvořen vyhloubeně, může chladicí prostředek po opuštění odtoků 12, 13, 14 přímo,

-3 CZ 16948 Ul případně bez překážek přitékat k ostří 8. Z obr. 2 též vyplývá, že přítok H a odtoky 12, J3, 14, jsou navzájem spojeny spojovacími kanálky 17, které probíhají bezprostředně kolem centrálního otvoru J_6. Toto s sebou nese nejen tu výhodu, že je dáno co nejkratší možné spojení mezi přítokem H a odtoky 12, 13, 14, ale nechává též nedotčenou pokud možno co největší část povrchu 2, na který mají působit upínací síly.

Jak již bylo řečeno, je řezná destička 1 vytvořená jako otočná řezná destička. Podle toho je spodní, na obr. 2 neviditelný povrch 3, opatřený rovněž strukturou kanálků, která je vytvořéna rotačně symetricky kolem osy Y vzhledem k viditelné struktuře kanálků.

Obr. 3 ukazuje další řeznou destičku 1 podle technického řešení v čelním pohledu. Podobně jako u řezné destičky znázorněné na obr. 1 a 2 má řezná destička 1 první povrch 2 a druhý povrch 3, které, jak je vidět z obr. 3, jsou navzájem spojené za sebou boční plochou 4 resp. 6. Na linii řězu bočních ploch 4, 6 s povrchy 2 resp. 3 jsou vytvořena ostří 8. Stejně tak analogicky k řezné destičce znázorněné na obr. 1 a 2 má řezná destička podle obr. 3 strukturu kanálků 9, která ústí do utvářeče třísky a kterou může být chladicí prostředek přiváděný ze strany řezné destičky 1, neaktivní při řezání, k ostří 8.

Na obr. 4 je znázorněna řezná destička podle obr. 3 při pohledu shora. Řezná destička 1 má jako řezná destička podle obr. 1 a 2 strukturu kanálků 9 s jedním přítokem 11 a výtoky 12, 13 a 14. Stejně tak jako u řezné destičky podle obr. 1 a 2 má řezná destička 1 podle obr. 3 resp. 4 strukturu kanálků probíhající okolo otvoru 16. V protikladu ke struktuře kanálků u řezné destičky podle obr. 1 a 2 je však u řezné destičky 1 podle obr. 4 struktura kanálků vytvořena se zakřivenými výtoky 12,13, 14. To přináší tu výhodu, že vzduch nebo jiný použitý chladicí prostředek přitéká k ostří 8 obloukovitě, což podstatně zlepšuje odvod odebíraných třísek.

Na obr. 5 je znázorněný nástroj 19 na hrubování a/nebo obrábění načisto kovových materiálů se základním tělesem 20 a přívodem chladicího prostředku 22, probíhajícím v základním tělese 20, a s řeznou destičkou 1 podle technického řešení. Základní těleso 20 je vytvarované v podstatě válcovitě, přičemž přívod chladícího prostředku probíhá centrálně podél osy X základního tělesa 20. Řezná destička 1 s výtoky 12,13, 14 je přidržována mezi plošnými prvky 21. základního tělesa 20 šroubem. Podle toho by v principu byla k dispozici jen malá plocha, na níž by chladicí prostředek mohl být nanášený na řeznou destičku. Protože však, jak je ukázáno na obr. 5, je řežná destička 1 podle technického řešení připevněná na základním tělese 20. může být chladicí prostředek prostřednictvím zamýšlené struktury kanálků kdykoliv dostatečně transportován podél přítoku neukázaného na obr. 5 k výtokům 12, 13,14 a vystřikovat tak jako proud, takže ostří 8 je dostatečně chlazeno. Protože při upevněné řezné destičce 1 jde o otočnou řeznou destičku, platí totéž analogicky pro opačnou stranu řezné destičky 1. Přiměřeně může být, při použití nástróje 19. případně jeho ostří, vždy zajištěno dostatečné chlazení ostří 8 i nekapalným případně plynným chladicím prostředkem. Přitom je obzvlášť vhodné, jak je znázorněno na obr. 5, že přívod chladicího prostředku 22 v podstatě probíhá kolem podélné osy X základního tělesa a že přítjok 11 řezné destičky 1 neukázaný na obr. 5 stojí rovněž na podélné ose X základního tělesa. V tomto případě je zabezpečeno, aby í při rotujícím nasazení nástroje 19, což je případ při hrubování a/nebo obrábění načisto, mohl být chladící prostředek transportován pokaždé a bez těžkostí přes centrální kanálek chladicího prostředku 22 k přítoku H řezné destičky 1 a potom jako proudy 31, 32, 33 k ostří 8.

Claims (14)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Řezná destička (1), především pro nástroje na hrubování a/nebo obrábění načisto kovových 45 materiálů, plastů, grafitu nebo podobných materiálů, která má první povrch (2) a proti němu ležící druhý povrch (3), jakož i alespoň jednu boční plochu (4, 5, 6, 7), spojující první povrch (2) a druhý povrch (3), přičemž prvním povrchem (2) a alespoň jednou boční plochou (4, 7) je vytvořeno alespoň jedno ostří (8), vyznačující se tím, že v prvním povrchu (2) je vytvaro-4CZ 16948 Ul vana struktura kanálků (9), kterou se dá chladicí prostředek přivést od strany (10) řezné destičky (1), neaktivní při řezání, k alespoň jednomu ostří (8).
2. 2. Řezná destička (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že struktura kanálků (9) má jeden přítok (11) a několik výtoků (12, 13, 14).

   5
3. 3. Řezná destička (1) podle nároku 2, vyznačující se tím, že volný průřez struktury kanálků (9) v oblasti přítoku (11) je větší než v oblastech příslušných výtoků (12, 13, 14).
4. 4. Řezná destička (1) podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že struktura kanálků (9) má jeden nebo několik výtoků (12, 13, 14), které směřují k ostří (8).
5. 5. Řezná destička (1) podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že strukK) tura kanálků (9) má několik výtoků (12, 13, 14), které jsou zakřivené.
6. 6. Řezná destička (1) podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že struktura kanálků (9) má tři nebo více výtoků (12, 13, 14), které jsou navzájem uspořádány v přibližně stejné vzdálenosti (A).
7. 7. Řezná destička (1) podle jednoho z nároků 1 až 6, v y z n a č u j í c í se t í m, že struk15 tura kanálků (9) má hloubku minimálně 0,2 mm.
8. 8. Řezná destička (1) podle jednoho z nároků laž7, vyznačující se tím, že na ostří (8) navazuje utvářeč (15) třísky.
9. 9. Řezná destička (1) podle nároku 8, vyznačující se tím, že výtoky (12, 13, 14) struktury kanálků (9) ústí do utvářeče (15) třísky.

   20
10. 10. Řezná destička (1) podle jednoho z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že řezná destička (1) má otvor (16) a struktura kanálků (9) má jeden přítok (11) a několik výtoků (12, 13, 14), přičemž přítok (11) a výtoky (12, 13, 14) jsou navzájem spojené spojovacími kanálky (17) probíhajícími okolo otvoru (16).
11. 11. Řezná destička (1) podle jednoho z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že

    25 struktura kanálků (9) je vytvarována průběžně s přibližně stejnou hloubkou.
12. 12. Řezná destička (1) podle jednoho z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že řezná destička (1) je otočná řezná destička a v druhém povrchu (3) je rotačně symetricky kolem osy (Y) vytvarovaná struktura kanálků, odpovídající struktuře kanálků (9) prvního povrchu (2).
13. 13. Nástroj (19) na hrubování a/nebo obrábění načisto kovových materiálů, plastů, grafitu

    30 anebo podobných materiálů, zahrnující základní těleso (20) s přívodem chladicího prostředku, probíhajícího v základním tělese (20), a řeznou destičku (1), která je upevněna na jednom konci základního tělesa (20) mezi plošnými upínacími prvky (21) základního tělesa (20), vyznačující se tím, že řezná destička (1) je řezná destička (1) podle jednoho z nároků 1 až 12, přičemž řezná destička (1) je upevněna tak, že přítok (11) struktury kanálků (9) v oblasti (10),

    35 neaktivní při řezání, leží protilehle ke konci přívodu chladicího prostředku základního tělesa (20).
14. 14. Nástroj podle nároku 13, vyznačující se tím, že základní těleso (20) je vytvořeno v podstatě ve tvaru válce a přívod chladicího prostředku probíhá podél podélné osy základního tělesa (20).