CZ287399B6

CZ287399B6 - Reamer

Info

Publication number: CZ287399B6
Application number: CZ19961380A
Authority: CZ
Inventors: Dieter Dr Kress; Friedrich Haeberle
Original assignee: Mapal Fab Praezision
Priority date: 1995-05-15
Filing date: 1996-05-13
Publication date: 2000-11-15
Also published as: DE59604082D1; RU2149083C1; HUP9601281A3; EP0743121A1; DE19518241A1; US5795111A; KR960040525A; EP0743121B1; PT743121E; JPH09103917A; DE19518241C2; DK0743121T3; CZ138096A3; ES2141996T3; CA2176526A1; CA2176526C; HU9601281D0; ATE188407T1; KR100210315B1; HUP9601281A2

Description

Výstružník

Oblast techniky

Vynález se týká výstružníku pro jemné obrábění, zejména mikroobrábění vnitřních povrchů otvorů, s nožovou destičkou, která má dvě řezné části, které jsou od sebe odděleny stupněm, přičemž stupeň mezi prvou řeznou částí a druhou řeznou částí je opatřen zešikmenou plochou skloněnou ve směru posuvu do řezu, a s vodicím zařízením.

Dosavadní stav techniky

Výstružníky uvedeného typu jsou známé. Slouží zejména ke zhotovení otvorů s vysokou kvalitou, především otvorů s vysokou kvalitou povrchu a rozměrovou přesností. Je zvláště důležité, aby přesnost otvorů zůstala zachována i při hromadné výrobě. Ukázalo se, že zejména při obrábění oceli s použitím jednobřitých výstružníků je životnost výstružníků relativně krátká. Relativně rychle se tedy snižuje rozměrová přesnost otvorů.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vytvořit výstružník úvodem zmíněného typu, který je od těchto nevýhod oproštěn.

Tento úkol splňuje výstružník pro jemné obrábění, zejména mikroobrábění vnitřních povrchů otvorů, s nožovou destičkou, která má dvě řezné části, které jsou od sebe odděleny stupněm, přičemž stupeň mezi prvou řeznou částí a druhou řeznou částí je opatřen zešikmenou plochou skloněnou ve směru posuvu do řezu, a s vodicím zařízením, podle vynálezu, jehož podstatou je, že nožová destička je na své přední straně, opatřena upínací drážkou, která má dvě upínací plochy skloněné vůči sobě pod tupým úhlem, přičemž vodicí zařízení sestává ze dvou vodicích lišt, uspořádaných v podélném směru výstružníku.

Tím, že nožová destička výstružníku obsahuje dvě řezné části, které jsou navzájem od sebe odděleny stupněm a slouží k obrábění jednoho a téhož povrchu otvoru, se dosáhne toho, že zatížení radiálně vnější řezné části výstružníku podle vynálezu je menší, takže zde dochází k podstatně menšímu opotřebení. Ukázalo se, že životnost, při níž při zachování kvality zůstávají rozměry otvoru stálé, činí pěti až desetinásobek životnosti dosavadních výstružníků. Tím, že stupeň mezi prvou řeznou částí a druhou řeznou částí je opatřen zešikmenou plochou skloněnou ve směru posuvu do řezu, se dosáhne toho, že v přechodové oblasti mezi oběma řeznými částmi je opět zaručeno optimální vedení nástroje v otvoru.

Podle výhodného provedení vynálezu je výška stupně v rozsahu od 0,01 mm do 0,1 mm, zejména v rozsahu od 0,02 mm do 0,06 mm, a činí zejména 0,04 mm. Řezná část, nacházející se v radiálním směru vně, tedy slouží k jemnému opracování, zejména k mikroobrábění, zatímco druhá řezná část slouží k hlavnímu obrobení.

Délka prvé řezné části je s výhodou v rozsahu od asi 10 mm do 0,5 mm, zejména v rozsahu od 5 mm do 1 mm, a činí zejména asi 3 mm. Tímto způsobem je zabezpečeno, že stupeň mezi prvou řeznou částí a ve směru posuvu následující druhou řeznou částí je velmi malý a druhá řezná část je tak určena k jemnému opracování povrchu otvoru.

Celková délka nožové destičky je s výhodou podstatně větší než délka prvé řezné části.

Nožová destička má s výhodou v podstatě tvar obdélníku.

-1 CZ 287399 B6

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu nožová destička je na diagonálně protilehlých okrajích vytvořena identicky.

Prvá řezná část má s výhodou na svém ve směru posuvu do řezu předním konci vytvořeno zkosení skloněné ve směru posuvu do řezu. Toto zkosení umožňuje přesné zavedení nástroje do otvoru a optimální opření vodicích ploch vodícího zařízení.

Toto zkosení má s výhodou jeden úhel sklonu.

Prvá řezná část je s výhodou opatřena vedlejším břitem navazujícím na zkosení, tvořící hlavní břit, a skloněným proti směru posuvu do řezu.

Zešikmená plocha má s výhodou sklon pod úhlem v mezích 90° až 20°, zejména 70° až 50°, a zejména 60°.

Stupeň mezi prvou řeznou částí a druhou řeznou částí tvoří s výhodou hlavní břit druhé řezné části.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je druhá řezná část opatřena vedlejším břitem sousedícím s hlavním břitem a skloněným proti směru posuvu do řezu.

Břity prvé a druhé řezné části se shodují s průsečnicí čelní břitové plochy a hřbetní plochy svírající s přední stranou ostrý úhel.

Hřbetní plocha má od břitů směr k zadní straně nožové destičky, protilehlé k přední straně, s výhodou různých sklon.

Hřbetní plocha má s výhodou v prvém úseku sklon pod úhlem 1°, v druhém úseku sklon pod úhlem 7° a v třetím úseku sklon pod úhlem 18°.

Hřbetní plocha má s výhodou v prvé řezné části jiný sklon než v druhé řezné části.

Vodicí lišty jsou s výhodou v části, přední z hlediska směru posuvu do řezu, opatřeny zkosením, rovnajícím se zkosení nožové destičky. V důsledku toho je zabezpečeno optimální vedení nástroje při jeho zavádění do opracovávaného otvoru, takže i vstupní část opracovávaného otvoru má vysokou kvalitu povrchu a rozměrovou přesnost.

Vodicí lišty jsou ve své přední části opatřeny stupněm.

Podle ještě dalšího výhodného provedení vynálezu délka a výška stupňů ve vodicích lištách jsou shodné s délkou a výškou stupně v nožové destičce.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je dále blíže objasněn pomocí výkresů, kde

Obr. 1 znázorňuje výstružník v perspektivním pohledu,

Obr. 2 nožovou destičku v čelním pohledu,

Obr. 3 pohled na čelní stranu nožové destičky a Obr. 4 přední část nožové destičky v perspektivním pohledu.

-2CZ 287399 B6

Příklady provedení vynálezu

Zobrazení podle obr. 1 by mělo zásadně pouze reprodukovat, jak je výstružník J podle vynálezu vytvořen. V drážce 5 vytvořené v obvodové stěně 3 je vsazena nožová destička 7. Nožová destička 7 je přitom upevněna vhodným způsobem, například prostřednictvím vícero upínacích lišt. V obvodové stěně 3 jsou dále vytvořeny další dvě drážky 9 a 11, ve kterých jsou v podélném směru výstružníku 13 a J5. Prvá vodicí lišta 13 je od řezné destičky 7 ve směru otáčení, znázorněného pomocí šipky, upravena přibližně pod úhlem 40°, zatímco druhá vodicí lišta 15 je vzhledem k řezné destičce 7 upravena protilehle.

Obě vodicí lišty 13 a 15 mají na přední straně, ve směru posuvu znázorněného šipkovou, vytvořeno zkosení 17, které tak tvoří ve směru posuvu zešikmenou plochu. Na zkosení 17 navazuje stupeň 19. Tím jsou vodicí lišty 13 a 15 rozděleny v radiálním směru na vnitřní část 21 a vnější část 23.

Vodicí lišty 13 a 15 mají dále vytvořeny vodicí plochy 25 a 27, které slouží k opření výstružníku ! v opracovávaném otvoru. Rovněž nožová destička 7 má na přední straně vytvořeno zkosení 29, na které navazuje stupeň 31, takže i zde je v radiálním směru vytvořena uvnitř se nacházející vnitřní část 33 a vně se nacházející vnější část 35 řezné destičky 7.

Zkosení 17 a 29 vytvořené na nožové destičce 7 a vodicích lištách 13 a 15, stejně tak jako uspořádání stupňů 19 a 31 na nožové destičce 7 a vodicích lištách 13 a 15 je navzájem přizpůsobeno tak, že při zavádění výstružníku 1 do obráběného otvoru je dosaženo optimálního vedení a tedy i opracování povrchu v zaváděcí části otvoru s velmi vysokou přesností.

Z obr. 2 je zřejmé, že nožová destička 7 je vytvořena jako takzvaná oboustranná destička, která je na dvou navzájem diagonálně protilehlých okrajích vytvořena naprosto identicky. To znamená, že pravá vrchní část nožové destičky 7 je zhotovena stejně jako její levá spodní část.

V následujícím popisu je proto popsána pouze pravá vrchní část nožové destičky 7, přičemž popis v přiměřené míře odpovídá i levé spodní části nožové destičky 7.

Nožová destička 7 má vpředu ve směru posuvu vytvořenu prvou řeznou část 37, která prostřednictvím stupně 31 přechází do druhé řezné části 39. Obě tyto řezné části 37 a 39 slouží k samotnému opracování povrchu otvoru, přičemž prvá řezná část 37 slouží zejména k hlavnímu obrobení, zatímco ve směru posuvu upravená druhá řezná část 39 slouží především k jemnému opracování, zejména mikroobrábění.

Nožová destička 7 je ve výstružníku J pevně upnuta tak, že při opracování povrchu otvoru pomocí prvé řezné části 37 je odebírána tříska o tloušťce přibližně od 0,2 mm, zatímco hloubka řezu u druhé řezné části 39 činí maximálně 0,05 mm. V důsledku tohoto uspořádání se dosáhne toho, že při opotřebení břitu hloubka řezu v druhé řezné části 39 přibyde o 0,01 mm.

Délka prvé řezné části 37 nožové destičky 7 v podélném směru měřená mezi čelní stranou 41 a stupněm 31 činí od 1 mm až do 5 mm. Především se osvědčuje délka od přibližně 3,0 mm.

V závislosti na použití výstružníku J však může tato délka činit i od 0,5 mm až do 10 mm.

Z obr. 2 je zřejmé, že celková délka nožové destičky 7 je podstatně větší než délka prvé řezné části 37. Tím je zaručeno, že nožová destička 7 je ve výstružníku 1 upevněna tak pevně, že je vyloučeno naklápění nožové destičky 7 v základním tělese výstružníku J v důsledku působení sil vznikajících při opracování povrchu otvoru.

Nožová destička 7 znázorněná v příkladném provedení má v čelním pohledu v podstatě pravoúhlý tvar. Nožová destička 7 může být proto vytvořena jako relativně malá a může být tedy použita i u výstružníku! s malým vnějším průměrem.

-3CZ 287399 B6

Pro bezpečné upnutí nožové destičky 7 do základního tělesa výstružníku j je na přední straně 43 nožové destičky 7 vytvořena upínací drážka, která je opatřena dvěma upínacími plochami 45a 47 svírajícími navzájem určitý úhel. Upínací plochy 45 a 47 jsou v upnutém stavu ve styku s upínacími břity, zde blíže neznázoměné úpinky, kterou je nožová destička 7 fixována v drážce 5 výstružníku L

Nožová destička 7 má poblíž její čelní strany 41 vytvořeno zkosení 29, jehož úhel klesá ve směru posuvu výstružníku J. Zkosení 29 tak tvoří hlavní břit 65 prvé řezné části 37. Hlavní břit 65 může probíhat od čelní strany 41 až k vedlejšímu břitu 49 pod stejným úhlem, který činí například 30°. Je však možné i takové uspořádání, kdy hlavní břit 65 v části ohraničené vedlejším břitem 49 má klesající úhel.

Vedlejší břit 49 se vyznačuje tím, že na rozdíl od hlavního břitu 65 má ve směru posuvu určitý sklon například pod úhlem 1°.

Rovněž stupeň 31 má ve směru posuvu vytvořenu zešikmenou plochu 51 jejíž boční úhel leží v mezích od 90° do 20°, především pak v mezích od 70° do 50°. S výhodou má tento úhel hodnotu 60°. V oblasti této zešikmené plochy 51 leží hlavní břit 67 druhé řezné části 39. Na tento hlavní břit 67 navazuje vedlejší břit 53 druhé řezné části 39, který má rovněž ve směru posuvu určitý sklon.

Z pohledu shora podle obr. 2 je zřejmé, že rovnoběžně s podélnými hranami nožové destičky Ί jsou uspořádány čelní břitové plochy 55 a 57, které jsou zároveň rovnoběžné s upínacími plochami 45 a 47.

Ze zobrazení čelní strany 41 nožové destičky Ί podle obr. 3 je zřejmé, že se přední stranou 43 nožové destičky 7 je rovnoběžně uspořádána zadní strana 59. Vycházeje od přední strany 43 přechází k zadní straně 59 hřbetní plocha 61. Hřbetní plocha 61 svírá s přední stranou 43 ostrý úhel, přičemž tato hřbetní plocha 61 vykazuje různé úseky ploch, které jsou skloněny k zadní straně 59 pod různými úhly. Prvý úsek 69, který bezprostředně navazuje na ostří 63 prvé řezné části 37 je například skloněn pod úhlem 1°. Na to navazuje druhý úsek 71 hřbetní plochy 61, který má sklon 7°. Konečně třetí úsek 73 hřbetní plochy 61, rozprostírající se v podstatě přes celou tloušťku nožové destičky 7, má sklon, jehož úhel je například 18°. To tedy znamená, že prvý úsek 69 hřbetní plochy 61 je velmi úzký a navazuje bezprostředně na ostří 63. Druhý úsek 71 je pak podstatně užší než třetí úsek 73.

Z vyobrazení podle obr. 3 je možno rovněž seznat, že čelní břitové plochy 55 a 57 svírají ostrý úhel s rovinou, která probíhá přední stranou 43 nožové destičky 7, eventuelně ostřím 63.

Různá ostří nožové destičky 7 tedy leží v průsečnici čelních břitových ploch 55, 57 a hřbetní plochy 61.

Pro lepší představu je přední strana 43 nožové destičky 7 ještě jednou znázorněna v perspektivním pohledu. Stejné části jsou označeny stejnými vztahovými značkami, pomocí nichž jsou v popisu objasněna předchozí vyobrazení. Z vyobrazení je především možno velmi dobře seznat obě řezné části 37 a 39, které jsou odděleny stupněm 31. Při zavedení výstružníku J do obráběného tvoru se dotýká nožová destička 7 stěny otvoru nejprve svým zkosením .29. Zároveň se odpovídajícím způsobem opírají o stěny otvoru svým zkosením 17 i vodicí lišty 13 a 15, čímž má výstružník J, zavedený do otvoru, optimální vedení. V úseku zkosení 29 se nachází hlavní břit 65 prvé řezné části 37. Přes zalomení přechází hlavní břit 65 do vedlejšího břitu 49 prvé řezné části 37.

-4CZ 287399 B6

V souladu s tím tvoří, ve směru posuvu odkloněná zešikmená plocha 51 stupně 31, hlavní břit 67 druhé řezné části 39. Přes tento stupeň 31 přechází hlavní břit 67 druhé řezné části 39. Přes tento stupeň 31 přechází hlavní břit 67 do vedlejšího břitu 53 druhé řezné části 39.

Ze znázornění podle obr. 4 lze především zřetelně seznat, že nožová destička 7 je opatřena dvěma řeznými částmi 37 a 39, které navzájem do sebe přecházejí přes stupeň 31 a slouží především k obrobení příslušných částí povrchu otvoru. Hřbetní plochy 61 obou řezných částí 37 a 39 mají různé hřbetní úhly. Přitom je prvou řeznou částí 37 odebírána tříska o tloušťce přibližně 0,2 mm, čímž tedy tato část slouží k hlavnímu obrobení. Jelikož výška stupně 31 je volena velmi malá, slouží druhá řezná část 39 k jemnému obrobení, například mikroobrábění. Zde je odebírána tříska o tloušťce přibližně 0,05 mm. Je tedy zřejmé, že hlavní zatížení leží na prvé řezné části 3Ί, přičemž druhá řezná část 39 je podstatně odlehčena. Při opotřebení prvé řezné části 37 je tedy zachována požadovaná jakost povrchu otvoru, neboť druhou řeznou částí 39 je pak odebírána poněkud silnější tříska, přičemž tloušťka třísky může být zvětšena přibližně o 0,01 mm. Přitom zůstává zaručeno, že bude dodržena požadovaná jakost povrchu otvoru.

V důsledku rozdělení těchto oblastí zatížení nožové destičky 7 je možno dosáhnout velmi vysoké životnosti nástroje, která je pětkrát až desetkrát větší než u obvyklých výstružníků.

Pro zabezpečení zde uvedených výhod nožové destičky Ί by měla být délka stupně mezi oběma řeznými částmi 37, 39, tedy délka prvé řezné části 37, co možná nejkratší. Jako obzvláště příznivé se jeví vytvoření této délky do maximálně 3 mm.

Z vyobrazení podle obr. 3 je zřejmé, že při otáčivém pohybu a posuvu výstružníku _1, kteréžto pohyby jsou vyznačeny na obr. 1, jsou z povrchu otvoru odebírány třísky, které odcházejí podél čelní břitové plochy 55 a odtud, z místa obrobení mohou být odváděny ven. Hřbetní plocha 61 pak zaručuje to, že se výstružník _1 v obráběném otvoru pevně nezaklíní. Pod různými úhly zešikmené části hřbetní plochy 61 dále umožňují vytvoření užších, bezprostředně na břit navazujících úseků, které zajišťují opření nožové destičky 7, resp. výstružníku J v otvoru. Tyto úzké, k opření nožové destičky 7 sloužící pásky hřbetní plochy 61 jsou patrné z obr. 4, podle kterého na velmi mírně zešikmený prvý úsek 69 pásku hřbetní plochy 61 navazuje ještě relativně užší druhý úsek 71, který pak přechází do třetího úseku 73.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Výstružník pro jemné obrábění, zejména mikroobrábění vnitřních povrchů otvorů, s nožovou destičkou (7), která má dvě řezné části (37, 39), které jsou od sebe odděleny stupněm (31), přičemž stupeň (31) mezi prvou řeznou částí (37) a druhou řeznou částí (39) je opatřen zešikmenou plochou (51) skloněnou ve směru posuvu do řezu, a s vodicím zařízením, vyznačující se tím, že nožová destička (7) je na své přední straně (43), opatřena upínací drážkou, která má dvě upínací plochy (45, 47) skloněné vůči sobě pod tupým úhlem, přičemž vodicí zařízení sestává ze dvou vodicích lišt (13, 15), uspořádaných v podélném směru výstružníku (1).
2. Výstružník podle nároku 1, vyznačující se tím, že výška stupně (31) je v rozsahu od 0,01 mm do 0,1 mm, zejména v rozsahu od 0,02 mm do 0,06 mm, a činí zejména 0,04 mm.
3. Výstružník podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že délka prvé řezné části (37) je v rozsahu od asi 10 mm do 0,5 mm, zejména v rozsahu od 5 mm do 1 mm, a činí zejména asi 3 mm.

-5CZ 287399 B6
4. Výstružník podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že celková délka nožové destičky (7) je podstatně větší než délka prvé řezné části (37).
5. Výstružník podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že nožová destička (7) má v podstatě tvar obdélníku.
6. Výstružník podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že nožová destička (7) je na diagonálně protilehlých okrajích vytvořena identicky.
7. Výstružník podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že prvá řezná část (37) má na svém ve směru posuvu do řezu předním konci vytvořeno zkosení (29) skloněné ve směru posuvu do řezu.
8. Výstružník podle názoru 7, vyznačující se tím, že zkosení (29) má jeden úhel sklonu.
9. Výstružník podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že prvá řezná část (37) je opatřena vedlejším břitem (49) navazujícím na zkosení (29), tvořící hlavní břit (65), a skloněným proti směru posuvu do řezu.
10. Výstružník podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zešikmená plocha (51) má sklon pod úhlem v mezích 90° až 20°, zejména 70° až 50°, a zejména 60°.
11. Výstružník podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že stupeň (31) tvoří hlavní břit (67) druhé řezné části (39).
12. Výstružník podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že druhá řezná část (39) je opatřena vedlejším břitem (53) sousedícím s hlavním břitem (67) a skloněným proti směru posuvu do řezu.
13. Výstružník podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že břity (65, 49, 67, 53) prvé a druhé řezné části (37, 39) se shodují s průsečnicí čelní břitové plochy (55) a hřbetní plochy (61) svírající s přední stranou (43) ostrý úhel.
14. Výstružník podle nároku 13, vyznačující se tím, že hřbetní plocha (61) má od břitů (65, 49, 67, 53) směrem k zadní straně (59) nožové destičky (7), protilehlé k přední straně (43), různý sklon.
15. Výstružník podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že hřbetní plocha (61) má v prvém úseku (69) sklon pod úhlem 1°, v druhém úseku (71) sklon pod úhlem 7° a v třetím úseku (73) sklon pod úhlem 18°.
16. Výstružník podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že hřbetní plocha (61) má v prvé řezné části (37) jiný sklon než v druhé řezné části (39).
17. Výstružník podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vodicí lišty (13, 15) jsou v části, přední z hlediska směru posuvu do řezu, opatřeny zkosením (17), rovnajícím se zkosení (29) nožové destičky (7).
18. Výstružník podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vodicí lišty (13, 15) jsou ve své přední části opatřeny stupněm.

-6CZ 287399 B6
19. Výstružník podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že délka a výška stupňů ve vodicích lištách (13, 15) jsou shodné s délkou a výškou stupně (31) v nožové destičce (7).