CZ295282B6 - Řezná vložka - Google Patents

Abstract

Řezná vložka (16, 18) má jednak horní plochu (36), ohraničenou řezným břitem (38, 50) s obecně kosočtverečným tvarem, jednak základnu (40), propojenou s horní plochou (36) obvodovými bočními plochami (42), a jednak alespoň dva řezné hroty (46), z nichž každý má vrcholový úhel (.fi.),vymezený částmi řezných břitů (38, 50), přiléhajících k řeznému hrotu (46), menší než 90.degree.. Každá obvodová boční plocha (42) přechází do základny (40) prostřednictvím opěrné plochy (44, 58). Každá dvojice k sobě přilehlých opěrných ploch (44, 58) spolu svírá v rovině kolmé na středovou osu (A) řezné vložky (16, 18) úhel (.theta.), který je větší než vrcholový úhel (.fi.) řezného hrotu (46).ŕ

Description

Vynález se týká řezné vložky, mající jednak horní plochu, ohraničenou řezným břitem s obecně kosočtverečným tvarem, jednak základnu, propojenou s horní plochou obvodovými bočními plochami, a jednak alespoň dva řezné hroty, z nichž každý má vrcholový úhel, vymezený částmi řezných břitů, přiléhajících k řeznému hrotu, menší než 90°.

Dosavadní stav techniky

Je známo používat řezné vložky, vyrobené z různých tvrdých materiálů, které mají mnohoúhelníkové, kruhové nebo jinak otočně souměrné řezné břity, a které jsou uloženy v úložných kapsách nástrojového držáku řezného nástroje. V průběhu obráběcí operace (soustružení, frézování a podobně) pak příslušná část řezného břitu obrábí obrobek, obvykle podél břitů, sousedících s řezným hrotem. Pokud jsou řezné břity v blízkosti jednoho hrotu pravidelné vložky opotřebeny, je vložka pootočena za účelem používání zcela nového řezného hrotu.

V současné době je běžně využívána celá řada různých forem a tvarů řezných vložek. Při soustružnických operacích je například jedním z prvotních kriterií pro výběr vhodného typu vložky požadovaný úhel špičky. Za účelem definování výrazu „úhel špičky“ je nutno poznamenat, že většina řezných hrotů je při půdorysném pohledu tvořena ze dvou přímek nebo mírně zakřivených čar, které se setkávají v bodě hrotu, přičemž jsou někdy modifikovány zaoblením na poměrně malý poloměr špičky v oblasti hrotu. Uhel, který je vytvořen mezi přímkou nebo mírně zakřivenou čarou bez ohledu na zaoblení samotného hrotu, je zde nazýván „úhel špičky“. Takto definovaný úhel špičky má obecně velmi dobře stanovenou hodnotu pro jakoukoliv řeznou vložku, pouze s výjimkou kruhových vložek, u kterých se úhlem špičky stává poloměr geometrie celé řezné vložky.

Rozmezí úhlů špičky vložky je obvykle dosahováno prostřednictvím řezných vložek o různých odlišných celkových tvarech, jak je znázorněno na obr. 1. Úhly v blízkosti 90° jsou poskytovány prostřednictvím čtvercových vložek typu „S“. Řezné hroty o velikosti 80° jsou poskytovány čtvercovými vložkami s konkávními stranami typu „Q“, konvexními trojúhelníkovými vložkami typu „W“ a kosočtverečnými vložkami typu „C“. Řezné hroty o velikosti 60° jsou poskytovány trojúhelníkovými vložkami typu „T“. Menší úhly špičky jsou obvykle poskytovány prostřednictvím kosočtverečných tvarů, jako je 55° typu „D“ a 35° typu „W“, nebo 55° typu „K“ rovnoběžník.

Je jasné, že požadavky na efektivní uložení těchto odlišných typů řezných vložek do kapsy pro uložené vložky jsou velice závislé na geometrii řezného břitu. Takže každý typ vložky je určen pro příslušnou konstrukci nástrojového držáku s odpovídajícím tvarem kapsy na uložené vložky.

V důsledku toho je používání více typů vložky doprovázeno náklady, vynakládanými na opatření a skladování více nástrojových držáků, přičemž vyžaduje vynakládání další přídavné práce při výměně celého nástrojového držáku mezi jednotlivými obráběcími operacemi.

V důsledku snahy o snížení těchto nákladů a práce byly vyvinuty modulové systémy, založené na vyměnitelných náplních. Tyto systémy využívají vyměnitelných adaptačních náplní, z nichž každá obsahuje kapsu, která má upínací geometrii vhodnou pro určitou specifickou řeznou vložku. Přestože tyto systémy umožňují využívat jednoho nástrojového držáku s různými typy řezné vložky, tak náhrada náplní stále kromě výměny vyžaduje nadbytečný přídavný krok rozebrání a sestavení.

-1 CZ 295282 B6

Existuje proto potřeba vyvinout sestavu modulového řezného nástroje, která by umožňovala střídavé využívání vícenásobných řezných vložek s různými úhly špičky, uložených v jediné kapsle nástrojového držáku. Rovněž existuje potřeba vyvinout řezné vložky a nástrojové držáky pro jejich využití v takovéto sestavě.

Podstata vynálezu

Předmětem tohoto vynálezu je konstrukce řezné vložky, která umožňuje střídavé využívání vícenásobných řezných vložek s různými úhly špičky v jediné kapse nástrojového držáku.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu byla proto vyvinuta řezná vložka, mající jednak horní plochu, ohraničenou řezným břitem s obecně kosočtverečným tvarem, jednak základnu, propojenou s horní plochou obvodovými bočními plochami, a jednak alespoň dva řezné hroty, z nichž každý má vrcholový úhel, vymezený částmi řezných břitů, přiléhajících k řeznému hrotu, menší než 90°.

Každá obvodová boční plocha přechází do základny prostřednictvím opěrné plochy, přičemž každá dvojice k sobě přilehlých opěrných ploch spolu svírá v rovině kolmé na středovou osu řezné vložky úhel, který je větší než vrcholový úhel řezného hrotu.

U výhodného provedení řezné vložky je úhel opěrných ploch roven 90°.

U dalšího výhodného provedení řezné vložky je vrcholový úhel roven 80°.

Řezná vložka podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje alespoň dva přídavné řezné hroty, jejichž vrcholový úhel je odlišný od vrcholového úhlu řezného hrotu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:

obr. 1 znázorňuje klíč k běžnému názvosloví, používanému pro označování mnohoúhelníkovitých tvarů řezné vložky;

obr. 2 znázorňuje axonometrický pohled na sestavu modulového řezného nástroje, která je zkonstruována a která funguje v souladu s předmětem tohoto vynálezu, a to včetně nástrojového držáku a soupravy čtyř vzájemně vyměnitelných řezných vložek;

obr. 3A až obr. 3D znázorňují půdorysné pohledy na nástrojový držák podle obr. 2, přičemž každý pohled znázorňuje jednu ze čtyř různých řezných vložek, připojenou k nástrojovému držáku;

obr. 4A znázorňuje půdorysný pohled na kapsu pro uložení vložky v nástrojovém držáku podle obr. 2;

obr. 4B znázorňuje axonometrický pohled na kapsu pro uložení vložky podle obr. 4A;

obr. 5A znázorňuje axonometrický pohled seshora na první z řezných vložek ze soupravy podle obr. 2;

obr. 5B znázorňuje axonometrický pohled zespoda na řeznou vložku podle obr. 5A;

-2CZ 295282 B6 obr. 5C znázorňuje pohled zespoda na řeznou vložku podle obr. 5A;

obr. 5D znázorňuje pohled v řezu, přičemž řez je veden podél čáry I-I z obr. 5C;

obr. 5E znázorňuje pohled v řezu, přičemž řez je veden podél čáry II—II z obr. 5C;

obr. 6A znázorňuje axonometrický pohled seshora na druhou z řezných vložek ze soupravy podle obr. 2;

obr. 6B znázorňuje axonometrický pohled zespoda na řeznou vložku podle obr. 6A;

obr. 6C znázorňuje pohled zespoda na řeznou vložku podle obr. 6A;

obr. 6D znázorňuje pohled v řezu, přičemž řez je veden podél čáry III—ΙΠ z obr. 6C;

obr. 6E znázorňuje pohled v řezu, přičemž řez je veden podél čáry IV-IV z obr. 6C;

obr. 7A znázorňuje axonometrický pohled seshora na třetí z řezných vložek ze soupravy podle obr. 2;

obr. 7B znázorňuje axonometrický pohled zespoda na řeznou vložku podle obr. 7A;

obr. 7C znázorňuje pohled zespoda na řeznou vložku podle obr. 7A;

obr. 7D znázorňuje pohled v řezu, přičemž řez je veden podél čáiy V-V z obr. 7C;

obr. 7E znázorňuje pohled v řezu, přičemž řez je veden podél čáry VI-VI z obr. 7C;

obr. 8A znázorňuje axonometrický pohled seshora na čtvrtou z řezných vložek ze soupravy podle obr. 2;

obr. 8B znázorňuje axonometrický pohled zespoda na řeznou vložku podle obr. 8A;

obr. 8C znázorňuje pohled zespoda na řeznou vložku podle obr. 8A;

obr. 8D znázorňuje pohled v řezu, přičemž řez je veden podél čáry VII-VII z obr. 8C;

obr. 8E znázorňuje pohled v řezu, přičemž řez je veden podél čáry VIIL-VIII z obr. 8C;

obr. 9A a obr. 9B znázorňují půdorysné pohledy na další provedení sestavy modulového řezného nástroje, přičemž každý zobrazuje trojnásobně souměrnou vložku s odlišným úhlem špičky.

Příklady provedení vynálezu

Předmětem tohoto vynálezu je konstrukce řezné vložky, která umožňuje střídavé využívání vícenásobných řezných vložek s různými úhly špičky v jediné kapse nástrojového držáku.

Principy a funkce modulových řezných nástrojů a řezných vložek podle tohoto vynálezu budou vysvětleny s odkazem na přiložené obrázky výkresů v dalším popisu.

Na obr. 2 a obr. 3A až obr. 3D je znázorněna sestava 10 modulového řezného nástroje, která obsahuje nástrojový držák 12, opatřený kapsou 14 pro uložení vložky, určenou pro ukládání většího počtu vyměnitelných řezných vložek, které jsou zde příkladně znázorněny jako řezné vložky 16, 18, 20 a 22.

-3CZ 295282 B6

Každá řezná vložka 16, 18, 20, 22 je opatřena montážním otvorem 23, který umožňuje její uchycení v kapse 14 pro uložení vložky s využitím upínacího šroubu 25. Konstrukce závitovým otvorem 34 opatřené kapsy 14 pro uložení vložky je znázorněna na obr. 4A a obr. 4B, zatímco detaily různých příkladných vložek jsou znázorněny na obr. 5 až obr. 8.

Obecně řečeno je sestava 10 modulového řezného nástroje opatřena nástrojovým držákem 12, který má alespoň jednu kapsu 14 pro uložení vložky se základnou 24 a několika bočními opěrnými plochami 26, 28 a 30. Alespoň dvě z těchto bočních opěrných ploch 26, 38, 30 svírají mezi sebou úhel 0, měřeno v rovině kolmé na osu kapsy 14 pro uložení vložky, se kterou musí být vyrovnána do jedné přímky osa souměrnosti vložky.

Sestava 10 modulového řezného nástroje rovněž obsahuje alespoň dvě řezné vložky, které je možno vyměnitelně uložit do kapsy 14 pro uložení vložky. Každá z řezných vložek má obvodovou boční plochu, uspořádanou pro vytvoření opěrných prvků. Obvodová boční plocha je obecně rozdělena na horní podbroušenou boční plochu blíže řezného břitu, která poskytuje mechanickou opěru pro řezný břit, a na dolní boční plochu, uspořádanou pro vytvoření opěrných prvků.

Opěrné prvky svírají mezi sebou úhel Θ, měřeno v rovině kolmé na osu vložky při rotační souměrnosti osy vložky tak, aby odpovídaly bočním opěrným plochám 26, 28 a 30. Obvodová boční plocha jedné z řezných vložek je uspořádána pro vytvoření řezných hrotů, majících první úhel špičky, zatímco obvodová boční plocha druhé z řezných vložek je uspořádána pro vytvoření řezných hrotů, majících druhý úhel špičky, odlišný od prvního úhlu špičky.

Příkladnou formou je zde předmět tohoto vynálezu znázorněn sadou čtyř řezných vložek, které jsou vyměnitelně ukládány do kapsy 14, pro kterou úhel Θ je 90° (viz obr. 4A). Jak je zřejmé z obr. 3A až obr. 3D, tak tato sada zahrnuje vložky s různou možností volby úhlu špičky. Kromě toho může být tato sada vložek dále doplněna v souladu s principy předmětu tohoto vynálezu tak, aby poskytovala další možnosti volby těchto a jiných parametrů.

Zde je nutno zdůraznit, že předmět tohoto vynálezu je využitelný pro širokou škálu řezných vložek s otočně souměrnými řeznými břity. Výrazu „otočně souměrný“ je zde v tomto popise používáno pro označování tvarů, které jsou neměnné při otáčení o úhel 360°/n, kde n je alespoň 2. Takto definovaný výraz zahrnuje kosočtverce, rovnoběžníky a pravidelné mnohoúhelníky, které mají rovné strany nebo jsou vytvořeny složitějšími kombinacemi rovných a zakřivených úseků čar. Tento výraz rovněž zahrnuje kruhové tvaiy.

Je nutno zdůraznit, že souměrnost vložek podle tohoto vynálezu, pokud není stanoveno jinak, je určena pro označení souměrnosti základní geometrie řezného břitu, která je nezávislá na druhotných faktorech, jako jsou znaky odebírání třísky nebo referenční indexy. Takže v určitých případech může být nad základním tvarem umístěn opakující se vzor, jako jsou vroubkované, zoubkované nebo zvlněné řezné břity. Řezný břit může vykazovat stejný nebo vyšší stupeň souměrnosti, než opěrné plochy. Zde je nutno zdůraznit, že otočná souměrnost neznamená souměrnost zrcadlovou.

V celém popise bude poukazováno na středovou osu A vložky, a na osu B kapsy pro uložení vložky (viz obr. 2). Osa A vložky je taková osa, kolem které vykazuje řezný břit otočnou souměrnost. Rovněž je zde poukazováno na „vršek“ a „spodek“ vložky. Pokud je takovýchto odkazů používáno, předpokládá se, že vložka je namontována svou základnou směrem dolů, takže její řezný břit směřuje vzhůru a její osa je svislá. Osa B kapsy pro uložení vložky je odpovídajícím způsobem definována jako přímka, procházející kapsou pro uložení vložky, se kterou má být osa A řezné vložky vyrovnána do jedné přímky.

Co se týče podrobnějšího vysvětlení znaků sestavy 10 modulového řezného nástroje, je kapsa 14 pro uložení vložky s výhodou opatřena alespoň jedním bočním odlehčovacím vybráním 32. Polo

-4CZ 295282 B6 ha a velikost tohoto bočního odlehčovacího vybrání 32 je zvolena tak, aby byla zajištěna vůle pro různé boční výztužné prvky řezného břitu u určitých vložek, aniž by překážely bočním opěrným plochám.

Specifické příkladné provedení, které je zde znázorněno, využívá sady řezných vložek se svislými opěrnými plochami, to znamená, že jsou všechny rovnoběžné s osou A vložky. V důsledku toho jsou boční opěrné plochy 26, 28 a 30 všechny svislé, to znamená, že jsou rovnoběžné sosou B kapsy pro uložení vložky. Je zcela zřejmé, že tento znak není pro předmět tohoto vynálezu rozhodující, a že opěrné plochy vložky a boční opěrné plochy kapsy pro uložení vložky mohou být příslušně skloněny vzhůru směrem ven vzhledem kosám A, B vložky či kapsy.

Na obr. 7A až 7E je znázorněno, jak může být vložka, v tomto případě vložka 20 s řezným břitem ve tvaru pravidelného čtverce, uspořádána za účelem zajištění řezných břitů, které je možno pootáčet o určitý úhel, v daném případě o úhel 45°, vzhledem k orientaci bočních opěrných ploch kapsy 14. Důsledky tohoto pootočení mohou být zjevné porovnáním orientací vložek 18 a 20 v kapse 14, jak je znázorněno na obr. 3B a obr. 3C. Je však zcela jasné, že otočné uspořádání může být stejně tak zkonstruováno s využitím jiných tvarů řezného břitu, než je pravidelný čtverec.

Otočné montážní orientace je dosaženo uspořádáním pravoúhlých kolmých opěrných ploch 52, pootočených o úhel zhruba 40° ze směrů přímých částí řezného břitu 54. Opěra pro rohy vložky je provedena prostřednictvím kuželovitých výztužných prvků 48, 56, 62, umístěných tak, že leží v bočním odlehčovacím vybrání 32 mezi opěrnými plochami kapsy 14, pokud je zde vložka namontována.

A konečně co se týče sestavy 10, je na obr. 8A až obr. 8E znázorněna kruhová řezná vložka 22, která je namontovatelná ve čtyřech otočných polohách v kapse 14. Zde jsou rovněž provedeny pravoúhlé kolmé opěrné plochy 64 prostřednictvím primární čtvercové spodní části vložky s mezilehlými výztužnými výstupky 66, poskytující dodatečnou opěru pro řezný břit 68 v mezilehlých polohách kolem vložky.

V této etapě je nutno zdůraznit, že sestava 10 modulového řezného nástroje může být považována za výsledek zobecněného způsobu konstrukce sestavy modulového řezného nástroje. Tento způsob začíná definováním účelu, tj. zvolením alespoň dvou příslušných geometrií řezné vložky, které je žádoucí využívat vzájemně výměnným způsobem. Na základě požadovaných řezných geometrií je zvolena společná soustava opěrných prvků.

Opěrné prvky zahrnují velké množství bočních opěrných ploch, úhlově rozmístěných kolem osy a ležících v obrysech obou požadovaných řezných geometrií. Pro každou vložku je poté navržena obvodová boční plocha tak, aby její horní část 60 odpovídala příslušné řezné geometrii, a aby její spodní část poskytovala společnou soustavu opěrných prvků. Orientace opěrných ploch je zvolena v souladu s požadovanou orientací vložky, pokud je namontována v kapse nástrojového držáku.

První řezná geometrie a druhá řezná geometrie mohou mít případně odlišné stupně otočné souměrnosti, jak je příkladně uvedeno prostřednictvím dvojnásobné souměrnosti vložky 16 a čtyřnásobné souměrnosti vložky 18, které byly shora popsány. V daném kontextu je výrazu „stupeň otočné souměrnosti“ používáno výlučně pro označování maximálního stupně skutečné otočné souměrnosti.

Další uplatnění tohoto způsobuje schematicky znázorněno na obr. 9A a obr. 9B.

Jsou zde znázorněny dvě sestavy pro soustavu řezných vložek s trojnásobnou otočnou souměrností. U tohoto příkladu pak boční opěrné plochy 70 a 72 svírají úhel 60° s třetí boční opěrnou plochou 74.

-5CZ 295282 B6

Řezná vložka 16 a 18 podle tohoto vynálezu má jednak horní plochu 36, ohraničenou řezným břitem 38, 50 s obecně kosočtverečným tvarem, jednak základnu 40, propojenou s horní plochou 36 obvodovými bočními plochami 42, a jednak alespoň dva řezné hroty 46, z nichž každý má vrcholový úhel ¢, vymezený částmi řezných břitů 38, 50, přiléhajících k řeznému hrotu 46, menší než 90°. Každá obvodová boční plocha 42 přechází do základny 40 prostřednictvím opěrné plochy 44, 58. Každá dvojice k sobě přilehlých opěrných ploch 44, 58 spolu svírá v rovině kolmé na středovou osu A řezné vložky 16, 18 úhel Θ, který je větší než vrcholový úhel φ řezného hrotu 46.

U výhodného provedení řezné vložky 16, 18 je úhel Θ opěrných ploch roven 90°, přičemž vrcholový úhel φ je roven 80°.

Řezná vložka 16, 18 dále obsahuje alespoň dva přídavné řezné hroty, jejichž vrcholový úhel je odlišný od vrcholového úhlu φ řezného hrotu 46.

Závěrem je nutno zdůraznit, že shora uvedený popis má sloužit pouze jako popis příkladných provedení, neboť je možno vytvářet celou řadu jiných provedeních, spadajících do myšlenky a rozsahu předmětu tohoto vynálezu.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (4)

1. Řezná vložka (16, 18), mající jednak horní plochu (36), ohraničenou řezným břitem (38, 50) s obecně kosočtverečným tvarem, jednak základnu (40), propojenou s horní plochou (36) obvodovými bočními plochami (42), a jednak alespoň dva řezné hroty (46), z nichž každý má vrcholový úhel (φ), vymezený částmi řezných břitů (38, 50), přiléhajících k řeznému hrotu (46), menší než 90°, vyznačující se tím, že každá obvodová boční plocha (42) přechází do základny (40) prostřednictvím opěrné plochy (44, 58), přičemž každá dvojice k sobě přilehlých opěrných ploch (44, 58) spolu svírá v rovině kolmé na středovou osu řezné vložky (16, 18) úhel (Θ), který je větší než vrcholový úhel (φ) řezného hrotu (46).

2. Řezná vložka podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že úhel (Θ) je roven 90°.

3. Řezná vložka podle nároku 1, vyznaču j ící se tí m, že vrcholový úhel (φ) je roven 80°.

4. Řezná vložka podle nároku 1,vyznačující se tím, že obsahuje alespoň dva přídavné řezné hroty, jejichž vrcholový úhel je odlišný od vrcholového úhlu (φ) řezného hrotu (46).