CZ2022309A3 - Vystružovací nástroj - Google Patents

Abstract

Vystružovací nástroj (1) sestává z válcového držáku (3) a z vystružovací hlavy (5) s tříbřitou korunkou (2) se třemi řeznými břity (8) a dvěma vodicími ploškami (9), které jsou navzájem spojeny šroubem (4). Na čelní části válcového držáku (3) je průměrové zmenšení (14) s čelním osazením (15). Na tomto průměrovém zmenšení (14) je upevněno krycí pouzdro (28), jehož vnitřní stěna obvodově uzavře přívodní kanály (27). Tři kanály (27) ústí do zubových mezer (12) a dva do dvou podélných kanálů (11) s rádiusovým výběhem (29), které jsou vytvořeny vždy před vodicími ploškami (9). Horní čelo krycího pouzdra (28) je opatřeno dvěma polohovacími výstupky (21) pro správné nasazení korunky (2) kuželovou stopkou (19) do kuželového otvoru (26) na čele válcového držáku (3). Výstupky (21) jsou ve stejné úhlové rozteči jako je rozteč kanálů (11), a tedy vstupují do kanálů (11) v té části korunky (2), která je opatřena podélnými vodicími ploškami (9).

Description

Vystružovací nástroj

Oblast techniky

Vynález se týká nové konstrukce vystružovacího nástroje pro vysoce produktivní vystružování velmi přesných děr, zejména hlubokých děr, s požadavkem na vysokou přesnost tvaru, polohy a kvality povrchu vystružených děr s uplatněním zejména na CNC obráběcích strojích.

Dosavadní stav techniky

Před vystružováním velmi přesných děr na CNC strojích, zejména hlubokých děr s požadavkem na polohovou a tvarovou přesnost, je nutné v mnoha případech díry předobrobit vyvrtávacími jednobřitými nástroji, kterými se dosáhne přesná poloha, kruhovitost a přímost předobrobené díry před vystružováním.

Ukázalo se, že takto předobrobené díry se musí v mnoha případech vystružovat jednobřitými výstružníky se dvěma podélnými vodícími ploškami nebo výhodněji tříbřitými výstružníky se dvěma podélnými vodicími ploškami z důvodu dosažení potřebné polohové, tvarové a rozměrové přesnosti vystružených děr. Takový vystružovací nástroj je znám například ze spisu EP 1657014 B1. Řezná část je tvořena kompaktním kotoučkem ze slinutého karbidu s upínací válcovou stopkou. Na obvodu kotoučku jsou v jedné polovině jeho obvodu vytvořeny řezné zuby s podélnými a příčnými břity a na protější polovině obvodu tvarového kotoučku jsou vytvořeny válcové podélné opěrné plošky. Válcová upínací stopka je uložena v díře ocelového držáku s přesahem, čímž je umožněno tepelné upínání a odepínání řezné částí vystružovacího nástroje.

Hlavní nevýhodou těchto výstružníků je, že držák s řeznou vystružovací hlavicí se při její výměně ohřívá na cca 350 °C, což se provádí zejména na odlehlém pracovišti pomocí indukčního nahřívacího zařízení a dále po vychladnutí upínacího držáku s upnutou vystružovací hlavicí se na předseřizovacím přístroji provádí délkové zaměření axiálního vyložení řezných břitů od upínací základny nástrojového držáku.

Toto vše způsobuje navyšování neproduktivních výrobních časů při výměně vystružovacích nástrojů. Dále se u tohoto nástroje ukázalo, že při vystružování má velký vliv na dosažení kvality opracovaného povrchu způsob přívodu chladicího a mazacího média k místům vodicích plošek řezné části výstružníku.

Ze spisu EP 1240963 B1 je známo spojení mezi držákem a nástrojovou hlavou. Mezi držákem nástroje a hlavou nástroje je umístěna závitová spojka. Závitová spojka má dvě protilehlé závitové části, které jsou provedeny jako vnější závity s opačnou orientací a které spolupůsobí s vnitřními závity v držáku a v nástrojové hlavě. Nástrojová hlava má kuželovitý výstupek a v čele držáku je kuželovitý otvor, do kterého po zašroubování dosedne kuželovitý výstupek nástrojové hlavy. V tomto upínacím systému je možno na stejný držák upínat různé řezné hlavy. Nicméně chlazení není nijak řešeno s ohledem na speciální korunku tříbřitého výstružníku.

Ze spisu CZ 308960 B6 je známa varianta, kdy je na upínacím držáku upevněna pouze korunka vytvořená j ako tříbřitý výstružník se dvěma vodicími ploškami ve tvaru podle EP 1657014 B1. Pro přesné upnutí je v čele držáku díra a na obvodu vystružovací korunky je vytvořena protilehle od středního zubového výstupku unášecí drážka, do níž zasahuje unášecí výstupek, který je vytvořen na čele držáku, přičemž v ose vystružovací korunky je vytvořena válcová díra pro uložení sestřeďovacího spojovacího šroubu opatřeného na svém konci vnějším závitem a na druhé straně hlavou s dosedacím čelem, pod nímž je navazující válcový dřík ukončený dalším dosedacím čelem, a na horní dřík navazuje spodní dřík s menším průměrem. Tento nástroj umožňuje vyměňovat pouze korunku a držák zůstává. Výroba sestřeďovacích dříků je však obtížná.

- 1 CZ 2022 - 309 A3

Cílem vynálezu je proto představit vystružovací nástroj vytvořený jako tříbřitá vystružovací korunka se dvěma vodícími ploškami pro velmi přesné a produktivní vystružování na CNC strojích zejména hlubokých děr, který by bylo možno po úpravách upínat na přesný a ověřený upínací systém a který lze snadno vyměňovat, a zajistit efektivní chlazení nástroje.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje vystružovací nástroj podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na čelní části válcového držáku je provedeno průměrové zmenšení s čelním osazením, přičemž na tomto průměrovém zmenšení je provedeno pět otevřených kanálů a na tomto průměrovém zmenšení je napevno uspořádáno krycí pouzdro, jehož vnitřní stěna obvodově uzavře kanály a vytvoří tak pět vyúsťujících kanálů, které jsou pokračováním kanálů, přičemž tři vyúsťovací kanály ústí do zubových mezer a dva vyúsťovací kanály ústí do dvou podélných kanálů s rádiusovým výběhem vytvořených vždy před vodícími ploškami ve směru otáčení vystružovací korunky, a které směřují před vnější čelo vystružovací korunky, přičemž horní čelo krycího pouzdra je opatřeno dvěma polohovacími výstupky, které jsou uspořádány ve stejné rozteči jako je rozteč podélných kanálů a tedy vstupují do podélných kanálů v oblasti té části tříbřité vystružovací korunky, která je opatřena podélnými vodícími ploškami, čímž je zajištěna správná poloha nasazení tříbřité vystružovací korunky s kuželovou stopkou na válcový držák do kuželového otvoru na čele válcového držáku.

Objasnění výkresů

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresů, kde na obr. 1 jsou z důvodu názornosti provedené dva schematické výřezy, díky nimž je vidět, kde ústí kanály provedené v oblasti podélných vodících plošek na tříbřité vystružovací korunce, obr. 2 je řez vystružovacím nástrojem podle vynálezu dle roviny A-A z obr. 1, obr. 3 je čelní pohled na vystružovací nástroj z obr. 2, obr. 4 je vystružovací nástroj z obr. 2 v rozloženém stavu, obr. 5 je perspektivní pohled na rozložený nástroj z obr. 1 a 2 a obr. 6 je detail pohledu na tříbřitou vystružovací korunku.

Příklad uskutečnění vynálezu

Na obr. 3 je čelní pohled na tříbřitou vystružovací korunku 2, jejíž konstrukce odpovídá nástroji z EP 1657014 B1, jehož majitelem je přihlašovatel. Má tři zubové výstupky 13 s řeznými břity 8 a mezi zubovými výstupky 13 jsou zubové mezery 12 a nástroj má dále dvě podélné vodicí plošky 9. Jak je vidět na obr. 2 a 4, tato tříbřitá vystružovací korunka 2 je integrovanou součástí vystružovací hlavy 5, jejíž součástí je ještě kuželová stopka 19 opatřená závitovým otvorem 10 a usazená v kuželovém otvoru 26 na dosedacím čele 16 válcového držáku 3, a to pomocí levořezného závitu 24 provedeného na spojovacím šroubu 4. Ten má ještě na druhé straně pravořezný závit 25, který je zase zašroubován v závitovém otvoru 23 ve válcovém držáku 3. Toto spojení vystružovací hlavy 5 s válcovým držákem 3 je zase provedeno v souladu s DE 10112966 A1 (EP 1240963 B1) a toto spojení není předmětem vynálezu. Válcový držák 3 má ještě upínací část 30, což je vidět na obr. 2. Ve válcovém držáku 3 je ve středové ose 22 vytvořen podélný chladicí kanál 20 pro přívod chladicího a mazacího média.

Předmětem vynálezu je rozdělení hlavního podélného chladicího kanálu 20 do pěti odbočovacích kanálů 18, což je vidět na obr. 2 a 4. Na tyto odbočovací kanály 18 potom navazují přívodní kanály 27, jejichž obvodovou stěnu po montáži tvoří krycí pouzdro 28. Jak je vidět na obr. 1, tři přívodní kanály 27 ústí do zubových mezer 12 na jedné polovině obvodu vystružovací tříbřité korunky 2, ovšem jelikož je vystružovací tříbřitá korunka 2 osazena nesouměrně pouze třemi řeznými břity 8, je potřeba vyřešit i chlazení a mazání opačné poloviny vystružovací tříbřité korunky 2, která je

- 2 CZ 2022 - 309 A3 opatřena podélnými vodícími ploškami 9. To je podle vynálezu navrženo tak, že dva přívodní kanály 27, ústí do dvou podélných kanálů 11 s rádiusovým výběhem 29 pro vývod chladícího a mazacího média směřujícího před vnější čelo 6 vystružovací tříbřité korunky 2 v blízkosti podélných vodících plošek 9. Podélné kanály 11 jsou uspořádány vždy před vodící ploškou 9 ve směru otáčení korunky 2.

Aby bylo možné provedení zmíněných pěti přívodních kanálů 27, je podle vynálezu provedeno průměrové zmenšení 14 válcového držáku 3 v jeho čelní části. To je vidět dobře na obr. 5. Na takto provedeném průměrovém zmenšení 14 jsou pak přívodní kanály 27 provedené jako otevřené. Na tomto průměrovém zmenšení 14 je pak napevno uspořádáno krycí pouzdro 28. Jeho vnitřní stěna obvodově uzavře přívodní kanály 27 tak, aby se chladící a mazací médium mohlo dostat k vystružovací tříbřité korunce 2, a to přes přívodní kanály 27. Aby bylo možno vystružovací tříbřitou korunku 2, kterou je osazena vystružovací hlava 5 s kuželovou stopkou 19, správně nasadit na válcový držák 3, je horní čelo krycího pouzdra 28 opatřeno dvěma polohovacími výstupky 21, které, jak je vidět na obr. 1 a 2, jsou uspořádány ve stejné úhlové rozteči jako je rozteč podélných kanálů 11 a tedy vstupují do podélných kanálů 11 v oblasti té části vystružovací tříbřité korunky 2, která je opatřena podélnými vodícími ploškami 9, čímž je zajištěna správná orientace polohy vystružovací tříbřité korunky 2 při sestavování celého vystružovacího nástroje 1. Proto při sestavování vystružovacího nástroje 1 podle vynálezu nemůže dojít k nesprávnému polohovému uložení vystružovací hlavy 5. Při spojení vystružovací hlavy 5 s válcovým držákem 3, tj. při dosednutí jeho dosedacího čela 16 na dosedací čelo 7 vystružovací hlavy 5, dojde k bezvůlovému uložení kuželové stopky 19 vystružovací hlavy 5 v kuželovém otvoru 26 válcového držáku 3 nástroje 1 a tak je zajištěno absolutní koaxiální uspořádání obou dílů vůči sobě navzájem.

Na obr. 5 je perspektivní pohled na rozložený vystružovací nástroj 1, kde je dobře vidět průměrové zmenšení 14 s osazením 15, přívodní kanály 27 a polohovací výstupky 21 na krycím pouzdru 28. Také jsou dobře vidět podélné kanály 11 s rádiusovým výběhem 29 v oblasti podélných vodících plošek 9.

Na obr. 6 je detailní pohled na čelo vystružovací korunky 2 s uspořádáním tří řezných břitů 8 a dvou podélných vodících plošek 9 a jak ústí odbočovací kanály 18 do přívodních kanálů 27 směřujících k řezným břitům 8. Je také vidět manipulační otvor 17 pro ovládání spojovacího šroubu 4.

Výhody vynálezu:

- Výměna vystružovací hlavy se provádí mechanicky, je velmi jednoduchá, velmi rychlá a lze ji provádět přímo na stroji, aniž by se musel odepínat z vřetene držák vystružovací hlavy a není třeba znovu provádět náměr vzdálenosti řezných břitů od základny držáku. Tzn., že výměnu řezné hlavy může snadno provést obsluha stroje.

- Další významnou technologickou výhodou je, že novým konstrukčním uspořádáním přívodu chladícího a mazacího média a následně dosažením lepšího chlazení a mazání řezných břitů lze efektivněji uplatňovat progresivní řezné materiály, čímž se dosáhne vyšší řezné rychlosti a trvanlivosti břitů při vyšší stabilitě přesnosti vystružování.

Claims (1)

1. Vystružovací nástroj (1) sestávající z válcového držáku (3) opatřeného na jednom konci upínací částí (30) pro připojení příslušné části upínacího prostředku, a na protilehlém konci je válcový držák (3) opatřen vystružovací tříbřitou korunkou (2), která má tři zubové výstupky (13) s řeznými břity (8), a mezi zubovými výstupky (13) jsou zubové mezery (12) a vystružovací nástroj má dále dvě podélné vodicí plošky (9), přičemž tato korunka (2) je integrovanou součástí vystružovací hlavy (5), jejíž součástí je ještě kuželová stopka (19) opatřená závitovým otvorem (10) a usazená v kuželovém otvoru (26) na čele válcového držáku (3), a to pomocí levořezného závitu (24) provedeného na spojovacím šroubu (4), který má na druhé straně pravořezný závit (25), který je zašroubován v pravořezném závitovém otvoru (23) ve válcovém držáku (3) pro rozebíratelné upevnění vystružovací hlavy (5) na válcový držák (3), přičemž ve středové ose (22) držáku (3) je vytvořen podélný chladicí kanál (20), vyznačující se tím, že na čelní části válcového držáku (3) je provedeno průměrové zmenšení (14) s čelním osazením (15), přičemž na tomto průměrovém zmenšení (14) je provedeno pět přívodních kanálů (27) navazující na odbočovací kanály (18) vystupující z podélného chladicího kanálu (20) a na tomto průměrovém zmenšení (14) je napevno uspořádáno krycí pouzdro (28), jehož vnitřní stěna přívodní kanály (27) obvodově uzavře, přičemž tři přívodní kanály (27) ústí do zubových mezer (12) a dva přívodní kanály (27) ústí do dvou podélných kanálů (11) s rádiusovým výběhem (29), které jsou vytvořeny vždy před podélnými vodícími ploškami (9) ve směru otáčení vystružovací tříbřité korunky (2) a které směřují před vnější čelo (6) vystružovací tříbřité korunky (2), přičemž horní čelo krycího pouzdra (28) je opatřeno dvěma polohovacími výstupky (21) pro správné nasazení vystružovací tříbřité korunky (2) vytvořené na vystružovací hlavě (5) s kuželovou stopkou (19) do kuželového otvoru (26) na čele válcového držáku (3), přičemž polohovací výstupky (21) jsou uspořádány ve stejné úhlové rozteči jako je rozteč podélných kanálů (11), a tedy vstupují do podélných kanálů (11) v té části vystružovací tříbřité korunky (2), která je opatřena podélnými vodicími ploškami (9).