CZ255594A3 - Cutting insert - Google Patents

Description

Vynález se týká vyměnitelné řezné vložky ze slinutých karbidů - pro použití s rotační frézou zejména, ale nikoli výlučně, pro frézování drážek, osazení a podobně, s boční frézovanou plochou upravenou v podstatě kolmo k frézované základní ploše.

Jedna nebo několik takových vložek je rozebíratelně upevněno v odpovídajících obvodových vybráních vytvořených v rotačním nástrojovém držáku, přičemž každá řezná vložka je opatřena alespoň jedním břitem, který, když je řezná vložka upevněna v nástrojovém držáku, je uspořádán funkčně pro frézovací operace.

Dosavadní stav techniky

Je dobře známé, že výhodná poloha každé řezné vložky ve fréze je taková, aby vznikl značně velký kladný axiální úhel čela. · ' .

U známých fréz, jakou je' například fréza popsaná v našem dřívějším patentu US 5 158 402, představuje zvětšení axiálního úhlu čela funkčního břitu řezné vložky takové provedení nástrojového držáku, u něhož je uložení řezné vložky dostatečné skloněno vůči ose otáčení nástrojového držáku, takže břit má požadovaný kladný axiální úhel čela. Je zřejmé, že konstrukční důvody -omezují velikost sklonu uložení řezné vložky v- nástrojovém držáku, protože nadměrně velký sklon by nutně vedl k zeslabení nástrojového držáku. Proto u běžných fréz byla horní mez sklonu závislá na velikosti axiálního úhlu čela,

Podle jednoho řešení, směřujícího k překonání tohoto omezení, které je popsáno v našich dřívějších patentech US 5 052 363 a 5 071 292, je navrženo opatřit řeznou vložku břitem, který je skloněn vůči základní ploše řezné vložky. U tohoto provedení je možno jednak dosáhnout zvětšeného kladného axiálního úhlu čela a jednak udržet uložení řezné vložky v nástrojovém držáku ve více nebo méně běžném sklonu, který nevede ke konstrukčnímu zeslabeni nástrojového držáku. Toto řešení je vsak omezeno velikostí řezné vložky. Úhel sklonu břitu vůči základně řezné vložky je funkcí poměru výšky řezné vložky k délce břitu. Když je tedy břit delší, musí být jakékoli zvětšení uhlu sklonu břitu doprovázeno odpovídajícím zvětšením výšky řezné vložky.

Dále bylo v našich dřívějších patentech US 5 158 402 a 5 232 319 navrženo vyrobit řeznou vložku pro použití s rotačním frézovacím nástrojem, přičemž břit zde sestává z několika za sebou uspořádaných dílčích. břitu vzájemně spojených vloženými hranami. Oba dva uvedené patenty US se týkají, jak vyplývá z jejich obr. 9, řezné vložky pro frézování, která má tyto dílčí břity, z nichž všechny mají značný kladný axiální úhel čela. Jak však 2cela jasné z uvedených obrázků a z připojeného popisu vyplývá, každá vložená ' hrana směřuje od zadního konce bezprostředné ^J předcházejícího dílčího břitu směrem k základní hraně řezné vložky a tímto způsobem, jak je vidět, . má řezná vložka postupné se zmenšující tlouštku (nebo výšku), když se postupuje od jejího předního k jejímu zadnímu konci. Je proto zřejmé, že u této konstrukce je velikost kladného axiálního úhlu čela, které může být dosaženoomezena, protože jakékoli její zvětšení by nutně vyžadovalo odpovídající zvětšení výšky řezné vložky. Dále je zřejmé, že počet dílčích břitů je omezený, čímž je. omezena délka celého břitu řezné vložky.

Proto toto známé provedení nepředstavuje účinné řešení problému opatření frézovací řezné vložky podstatně větším axiálním úhlem čela při současném udržení stejných konstrukčních požadavků na řeznou vložku jako celek.

Úkolem vynálezu proto je vytvořit novou a vylepšenou frézovací řeznou vložku, která po připevnění na rotačním frézovacím nástroji má podstatně zvětšený kladný axiální úhel čela, a u níž jsou výše uvedené nevýhody známých'frézovacích řezných vložek a jejich přidružených frézovacích nástrojů podstatně zmenšeny.

Podstata vynálezu *

Tento úkol splňuje řezná vložka pro použití s rotačním frézovacím nástrojem, která má břit vytvořený mezi řeznou čelní plochou a podbroušeným bokem, a která má základní hranu vytvořenou mezi podbroušeným bokem a základní plochou., přičemž břit sestává z několika za sebou uspořádaných dílčích, břitů a vložených hran 'upravených mezi za sebou uspořádanými dílčími břity, podle vynálezu, jehož podstatou je, že každý dílčí břit má přední a zadní konec a směřuje od svého předního konce, k uvedené základní hraně, přičemž každý přední konec jiný než přední konec prvního dílčího břitu je spojen s bezprostředné předcházejícím zadním koncem vloženou hranou, která .směřuje od zadního konce směrem od základní hrany.

Frézovací řeznou vložkou podle vynálezu je proto možno vyrábět řady postupných dílčích břitů, z nichž každý má, když je řezná vložka upevněna v řezném nástroji, mnohem větší kladný axiální úhel čela, než by mohla dříve dosáhnout, a- to bez nežádoucích omezeni, aů už s ohledem na rozměry řezné vložky samotné nebo nežádoucí požadavky týkající sě sklonu uložení řezné vložky v řezném nástroji.

Podle výhodného provedení vynálezu každá normála k ose otáčení řezného nástroje, která prochází zádním koncem dílčího břitu, protíná následující dílčí břit tak’, že při frézování se za sebou uspořádané břity překrývají. Tímto způsobem je zajištěno, že za sebou uspořádané dílčí břity vytvářejí s výhodou oddělené třísky o relativně malé šířce.

Podle dalšího výhodného provedení, a jak je rovněž popsáno v našem EP 0 566 085 AI, jsou dílčí břity řezné vložky podle vynálezu provedeny který odpovídá předem průřezu. Tímto způsobem tak, že leží na válcovém plášti, určenému optimálnímu frézovacímu je zajištěno, že frézovaná plocha odpovídající tomuto optimálnímu průřezu je zkřivena minimálně. Alternativně je provedení takové, že na tomto válcovém plášti leží pouze přední konce dílčích břitú.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladném provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje bokorys řezné vložky podle vynálezu, obr. 2 půdorys řezné vložky podle vynálezu, znázorněné na obr. 1, a obr. 3 bokorys frézovacího nástroje opatřeného řeznou vložkou, znázorněnou na obr. 1 a 2.

Příklady provedeni vynálezu

Jak.· vyplývá z obrázků, řezná vložka 1 (která má podle znázorněného provedení v podstatě trojúhelníkový tvar a je s výhodou provedena z karbidu wolframu) má středovou horní rovinnou plochu 11 obklopenou obvodovou horní řeznou čelní plochou 12. Řezná vložka i je vytvořena ε rovinnou základní plochou (neznázorněnou) , která je rovnoběžná se středovou horní rovinnou plochou ll. Řezná vložka i je dále opatřena podbrousenými boky 13 a ve vrcholech stíracími plochami 14. obvyklé konstrukce. Každý podbroušený bok 13 je vytvořen se třemi horními dílčími boky 13a, 13b, 13c a s dolní společnou rovinnou částí 13d.

Mezi jednotlivými dílčími boky 13a, 13b, 13c a horní řeznou čelní plochou 12 jsou upraveny tři čelní dílčí břity 17a, 17b, 17c. Horní dílčí boky 13a, 13b, 13c mohou být v případě potřeby tvořeny skloněné uspořádanými podélně směřujícími částmi.

!

První dílčí břit 17a je spojen na .svém zadním konci s následujícím dílčím břitem 17b vloženou hranou 21, která směřuje od zadního konce předcházejícího, tedy prvního dílčího břitu 17a, od základní hrany 20 řezné vložky 1. Podobně je další dílčí břit 17b spojen s následujícím dílčím břitem 17c vloženou hranou 21, která rovněž směřuje od zadního konce předcházejícího dílčího břitu 17b, od základní hrany 20. V důsledku toho všechny dílčí břity 17a, 17b, 17c směřují od svých příslušných předních konců směrem k základní hraně 20.

Zakřivené provedení horních dílčích boků 13a, 13b, 13c a odpovídající zakřivené provedení čelních ploch 12 mohou být podobné jako u provedení v našem dřívějším patentu US 5 158 402. Alternativně mohou mít horní dílčí boky 13a, 13b, 13c v podstatě rovinné provedení.

Jak vyplývá z obr. .3, mají všechny tři dílčí břity 17a, 17b, 17c- velmi kladné axiální úhly , čela, které jsou u znázorněného provedení v podstatě stejné, přičemž dílčí řezné břity 17a, 17b, 17c mají v podstatě, stejné délky. Nicméně tyto úhly čela, i když jsou velmi kladné, nejsou nutně stejné, podobně jako příslušné délky dílčích břitů 17a. 17b, 17c nemusí být nutně stejné.

Dílčí břity 17a, 17b, 17c mohou být skloněny vůči základní hrané 20 řezné vložky i pod úhlem a, který by neměl být menší než 2' (s výhodou v rozsahu od 2’ do 12’). Když je řezná vložka 1. připevněna, jak je znázorněno na obr. 3, je její základní hrana 20 skloněna vůči podélné ose otáčení pod úhlem J3, který by neměl být menší něž 2' (s výhodou v rozsahu od 2’ do 9°), přičemž výsledný kladný axiální úhel čela dílčích břitů 17a, 17b, 17c by neměl být menší než 4° (s výhodou v rozsahu od 4° do 21').

Výhodný rozsah pro úhel a, když jsou všechny úhly. a stejné, je 8’ až 10'.

Za všech okolností není provedení dílčích břitů 17a, 17b, 17c s jejich vysoce kladnými axiálními úhly. čela doprovázeno stálým zmenšením šířky (a následně konstrukčním zeslabením řezné vložky 1) , jak je popsáno s odkazem na obr. 9 našich dřívějších patentů US 5 158 402 a 5 232 319, přičemž tímto způsobem je zajištěno to, že takové provedení dílčích břitů 17a, 17b, 17c je upraveno v konstrukci řezných vložek standardních rozměrů. Řezná vložka l podle vynálezu je vhodná zejména pro frézovací nástroje s malým .průměrem. Dále zvláštní tvar a směr dílčích břitů 17a, 17b, 17c vede ke zlepšenému rozložení sil - to' jest ke zvětšení axiálních sil a ke zmenšení radiálních sil'.

Provedení dílčích břitů 17a, 17b, 17c s velmi kladnými axiálními úhly čela není na úkor provedení uložení řezných vložek 1 v řezném nástroji, která nejsou skloněna tak, aby zeslabila nástrojový držák jako celek. Podobně, a na rozdíl od známého provedení řezné vložky, kde je břit skloněn vůči základní hraně, není kladný axiální úhel čela u řezné vložky 1 podle vynálezu žádným způsobem omezen poměrem výsky (tloušťky) řezné vložky i k celkové délce břitu.

Navíc k výhodám řezné vložky 1 podle vynálezu, která má podstatně zvětšené axiální úhly čela, patří jednak rozdělení břitu na dílčí břity 17a, 17b, 17c a skutečnost, že vyčnívání této řezné vložky 1 na válcovém plášti frézované plochy je podstatně menší, než odpovídající vyčnívání standardní řezné vložky, u níž je-velmi kladného axiálního úhlu čela dosaženo provedením příslušně skloněné základní plochy, a jednak to, že výsledná frézovaná plocha je podstatně hladší (méně zkřivená), než frézovaná plocha získaná běžnou řeznou vložkou.

I když byla znázorněna a popsána řezná vložka 1 v provedení se třemi dílčími břity 17a, 17b, 17c, mohou být řezné vložky 1.opatřeny jiným počtem dílčích břitu, dále dílčí břity řezné vložky χ nemusí.mít v podstatě stejné axiální úhly čela, přičemž-však všechny úhly čela jsou velmi kladné.

Vynález je dále použitelný u řezných vložek jiných tvarů než trojúhelníkových, jak bylo znázorněno, například u řezných vložek obdélníkových nebo čtvercových.

Provedením toho, že dílčí břity 17a, 17b, 17c leží- na válcovém plášti odpovídajícím předem stanovenému optimálnímu frézovacímu průměru, je zajištěno, že frézovaná plocha odpovídající tomuto 'optimálnímu frézovacímu průměru (nebo se mu velmi přibližující)'je zkřivena minimálně.

Claims (8)

1. Řezná vložka pro použití ε rotačním frézovacím nástrojem, která má břit vytvořený mezi řeznou čelní plochou a podbroušeným bokem, a která má základní hranu vytvořenou mezi podbroušeným bokem a základní plochou, přičemž břit sestává z několika za sebou uspořádaných dílčích břitů a vložených hran upravených me2i za sebou uspořádanými dílčími břity,' v'y z ^:'n a č'u j í c í se tím, že každý dílčí břit má přední a’ zadní konec a směřuje od svého předního konce k uvedené základní hraně, přičemž každý'přední konec jiný než přední konec prvního dílčího břitu je spojen s bezprostředně předcházejícím zadním koncem vloženou hranou, která směřuje od zadního konce směrem od základní hrany.

2. Řezná vložka podle nároku 1, vyznačující se t í m, že každá normála k osě otáčení řezného nástroje, která- prochází zadním koncem dílčího břitu, protíná 'následující dílčí .břit tak, že při frézování se za sebou uspořádané břity překrývají.

3. Řezná vložka podle nároku 1 nebo 2, vyznačuj ιοί se t í m, že dílčí břity jsou skloněny vůči základní hraně řezné vložky pod úhly a, které nejsou menší než 2°.

4. Řezná' vložka· - 'podle nároku 3-, vyznačuj ící se t í m, že úhel α je v rozsahu od 2° do 12°.

5. Řezná vložka podle nároku 4,vyznačuj ící se t í m, že úhel α je v rozsahu od 8° do 10’.

6. Řezná vložka podle nároku 3 nebo 4, vyznačuj íc í se tím, že dílčí břity mají v podstatě stejnou délku.

7. Řezná vložka podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 6,vyznačující se tím, že alespoň přední konce dílčích břitů jsou upraveny na válcovém plášti, odpovídajícím optimálnímu frézovanému průměru.

8. Řezná . vložka podle nároku 7,vyznačuj ící se t í m, že dílčí břity leží na válcovém plášti.