CZ296698B6 - Obrábecí nástroj - Google Patents

Abstract

Nástroj (1), zejména k obrábení frézováním, je proveden s nástrojovým telesem (2), na nemz jsou vytvorena alespon dve navzájem sousedící desková sedla (7, 8) pro britové desticky (14, 15), které majívzdy jednu základní plochu (18, 28), jednu predníplochu (17, 27) a bocní plochy (20, 32) rozkládající se mezi základní plochou (18, 28) a prední plochou (17, 27), jakoz i brity (37', 37). Desková sedla (7, 8) jsou usporádána tak, ze britové desticky (14, 15) se alespon cástecne svými bocními plochami (20, 32) navzájem dotýkají, kdyz jsou britové desticky (14, 15) upevneny ve svých deskových sedlech (7, 8). Brity (37', 37) sousedních vzájemne seo sebe opírajících britových desticek (14, 15) senavzájem presahují.

Description

Obráběcí nástroj

Oblast techniky

Vynález se týká obráběcího nástroje, zejména k obrábění frézováním, s nástrojovým tělesem, na němž jsou vytvořena alespoň dvě navzájem sousedící desková sedla pro břitové destičky, které mají vždy jednu základní plochu, jednu přední plochu a boční plochy rozkládající se mezi základní plochou a přední plochou, jakož i břity přičemž desková sedla jsou uspořádána tak, že břitové destičky se alespoň částečně svými bočními plochami navzájem dotýkají, když jsou břitové destičky upevněny ve svých deskových sedlech.

Dosavadní stav techniky

Pro třískové obrábění obrobků se používají obráběcí nástroje, které mají nástrojové těleso s větším počtem na něm rozebíratelně upevněných břitových destiček. Tyto břitové destičky jsou zpravidla vyměnitelné a mají vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení. Nástrojové těleso naproti tomu přidržuje a vede břitové destičky v odpovídajících deskových sedlech. Velmi často musí mít břity provádějící třískové obrábění délku, která je větší než délka jednotlivých břitových destiček. Potřebný břit je potom složen z břitů většího počtu břitových destiček, které jsou na nástrojovém tělese uspořádány tak, že se ve směru po obvodu vždy poněkud překrývají.

Zejména při frézování obvodů je břitové destičky uspořádány ve více drážkách pro obchod třísek na jedné šroubovici za sebou. Přitom jsou břitové destičky uspořádané v za sebou následujících drážkách pro odchod třísek v axiálním směru vůči sobě přesazeny tak, že opět vznikne úplný břit. Potom je však zapotřebí dvou drážek pro odchod třísek, aby se vytvořil jediný úplný obvodový břit.

Byly rovněž prováděny pokusy uspořádat břitové destičky v jedné drážce pro odchod třísek tak, aby se břitové destičky navzájem překrývaly. Tím dojde ktomu, že se břitovými destičkami jedné drážky pro obchod třísek vytvoří jeden úplný břit. Má-li takový obráběcí nástroj například tři drážky pro odchod třísek, má tři úplné obvodové břity. Tím je možné dosáhnout vysokých obráběcích výkonů. Uhel sklonu šroubovice, který vždy vznikne, a který definují břitové destičky uspořádané v drážce pro obchod třísek za sebou, je však relativně malý. Úhel sklonu šroubovice je úhel, který svírá řada břitových destiček s obvodovým směrem. Úhel stoupání je větší (téměř 90°). To však v některých případech není žádoucí. Kromě toho je axiální podepření břitových destiček komplikované.

Ještě obtížnější je vytvoření souvislých břitů na čele nástroje u vrtacích nástrojů, jejichž poloměr je větší než délka břitové destičky, která je k dispozici. Mají-li být na čele nástroje upraveny například dvě navzájem se překrývající břitové destičky, vedou desková sedla, která jsou k tomu potřebná, ke značnému zeslabení nástrojového tělesa. Nástroje s více než jedním čelním břitem (například se čtyřmi břitovými destičkami pro vytvoření dvou čelních břitů) lze stěží vyrobit.

Podstata vynálezu

Na základě těchto skutečností je úkolem vynálezu vytvořit obráběcí nástroj, který při jednoduchém provedení umožní vysoký obráběcí výkon.

Uvedený úkol splňuje obráběcí nástroj, zejména k obrábění frézováním, s nástrojovým tělesem, na němž jsou vytvořeny alespoň dvě navzájem sousedící desková sedla pro břitové destičky, které mají vždy jednu základní plochu, jednu přední plochu a boční plochy rozkládající se mezi základní plochou a přední plochou, jakož i břity, přičemž desková sedla jsou uspořádána tak, že břitové destičky se alespoň částečně svými bočními plochami navzájem dotýkají, když jsou bři tové destičky upevněny ve svých deskových sedlech, podle vynálezu, jehož podstatou je, že břity sousedních vzájemně se o sebe opírajících břitových destiček se navzájem přesahují.

Podle výhodného provedení sousední desková sedla mají dosedací plochy, které jsou vzhledem ke směru po obvodu uspořádány v odstupu od sebe. Odstup je s výhodou menší než tloušťka hlouběji upravené břitové destičky změřená mezi základní plochou a přední plochou.

Alespoň jedna z bočních ploch alespoň jedné z břitových destiček je s výhodou rozdělena do dvou oblastí, z nichž jedna oblast tvoří dosedací oblast. Oblast sloužící jako dosedací oblast s výhodou svírá s přední plochou tupý úhel. S dosedací plochou do styku přicházející boční plocha další břitové destičky s výhodou svírá se základní plochou tupý úhel, který je v podstatě shodný s tupým úhlem, který svírá dosedací plocha s přední plochou.

Břitové destičky jsou s výhodou uspořádány v axiálním směru tak, že se na sebe vzájemně dosedají, takže obvodové břity břitových destiček se navzájem překrývají a společně definují obvodový břit prostý mezery.

Břitové destičky jsou s výhodou uspořádány tak, že na sebe alespoň částečně v radiálním směru dosedají, takže břity břitových destiček se navzájem překrývají a společně definují čelní břit prostý mezery.

Břitové destičky jsou s výhodou upevněny ve vzájemném přímkovém styku.

Břitové destičky jsou s výhodou upevněny ve vzájemném plošném styku.

Obráběcí nástroj podle vynálezu má tedy nástrojové těleso s deskovými sedly, která jsou uspořádána a vytvořena tak, že se sousední břitové destičky navzájem dotýkají svými bočními plochami, takže jejich břity na sebe navzájem navazují bez mezer nebo se navzájem přesahují. Protilehlý dotyk břitových destiček mezi sebou navzájem vytváří podepření břitových destiček při současném jednoduchém uspořádání deskových sedel. Funkci bočního nebo axiálního podepření břitu tak přijímá vždy sousední břitový destička. Tím není na odpovídajícím deskovém sedle v tomto místě deskového sedla potřebná žádná k deskovému sedlu příslušná podpěrná plocha. Tak může být toto zde zvláště jednoduše uspořádáno.

Tato desková sedla mají malé nároky na prostor a málo zeslabují nástrojové těleso. Tak je možné jednoduchým způsobem uspořádat relativně mnoho břitových destiček na čele nástroje.

Prostřednictvím bezprostředního dosednutí břitových destiček v axiálním směru bezprostředně na sebe se mimoto vytváří relativně velký úhel stoupání, který upevňuje řadu břitových destiček v každé upínací drážce. To je výhodné pro stabilitu nástrojového tělesa, které je tak prostřednictvím odpovídajících upínacích drážek nepatrně zeslabeno. Také to může být výhodné pro obráběcí výkon, a to buď tím, že těleso nástroje může být vystaveno vysokým zatížením, nebo tím, že je na nástrojovém tělese upraven zvláště velký počet upínacích drážek, které potom vytvářejí velký počet zubů, to znamená počet břitů, tedy počet úplných břitů.

U uspořádání podle vynálezu je mimoto zabezpečeno, že překrytí na sebe navzájem navazujících břitů je relativně malé. To má za následek rovnoměrnou tloušťku třísek podél každého břitu. To umožňuje optimální zatížení každého bodu břitu a každé břitové destičky, to znamená, že nejsou ani přetíženy, ani málo zatíženy a tak je maximálně využitelná výkonová schopnost břitových destiček.

Desková sedla mohou mít dosedací plochy, které jsou uspořádány ve stejné výšce, takže břity sousedních břitových destiček bezprostředně na sebe navzájem navazují. Zde však za určitých okolností vzniká nebezpečí, že se mezi břitovými destičkami sevřou třísky. Tomu se brání, když břitové destičky přes sebe navzájem nejméně nepatrně přesahují. Toho lze dosáhnout prostřed

-2CZ 296698 B6 nictvím použitím různé tlustých břitových destiček nebo lépe prostřednictvím přesazení dosedacích ploch deskových sedel proti sobě navzájem z hlediska směru v pravém úhlu k dosedací ploše, to je v obvodovém směru. Přesazení dosedacích ploch však má být pokud možno menší než tloušťka břitových destiček, aby se sousední břitové destičky mohly mezi sebou navzájem dotýkat, aby se podpíraly. Přitom je zvláště výhodné omezit odstup s dosedacími plochami sousedních deskových sedel na vnějším obvodu břitového nástroje na takový rozměr, že břitové destičky mají také na své radiální vnější hranici dostatečný styk.

Při radiálně na sebe navzájem navazujících břitových destiček platí obdobně, že také lze zde pracovat buď s různě tlustými břitovými destičkami, nebo s přesazením dosedacích ploch, aby se dosáhlo toho, že se čelní břity nástroje překrývají.

Výhodná je také taková úprava, že se pro podepření břitových destiček sloužící boční plochy břitových destiček rozdělí do oblasti, z nichž jedna slouží jako dosedací oblast. Tato dosedací oblast může v extrémním případě zaujímat celou boční plochu, zejména tehdy, když jsou břitové destičky různě silné. S výhodou však zaujímá dosedací oblast jen část boční plochy, přičemž tato dosedací oblast je potom s výhodou orientována rovnoběžně s odpovídající boční plochou sousední břitové destičky. Toho lze dosáhnout tehdy, když je úhel mezi dosedací oblastí a mezi čelní stranou jedné břitové destičky shodný s úhlem mezi boční plochou a mezi základní plochou druhé břitové destičky.

Dotyková rovina, která se vytváří mezi břitovými destičkami, je s výhodou orientována k dosedací ploše deskového sedla v úhlu, který je rozdílný od pravého úhlu. Prostřednictvím tohoto sklonu dotykové roviny je možné dosáhnout nepatrného překrytí sousedních břitů, které je právě tak velké, že ostří břitu jedné břitové destičky přechází bez osazení do ostří břitu sousední břitové destičky.

Tak může být k dispozici mezi břitovými destičkami jak plošný styk, tak také čárový styk. Plošný styk se přitom z hlediska přenášení řezných sil působících na břitovou destičku považuje za výhodný.

Přehled obrázků na výkresech

Další podrobnosti výhodných příkladů provedení vynálezu vyplývají z následujícího popisu ve spojení s výkresovou částí a jsou nejméně částečně předmětem závislých patentových nároků.

Na výkresech jsou znázorněny příklady provedení vynálezu.

Na obr. 1 je znázorněn bokorys obráběcího nástroje podle vynálezu, vytvořeného jako vrtací frézovač drážek.

Na obr. 2 je znázorněn obráběcí nástroj podle obr. 1 ve schematickém bokoryse pootočeném o 90°.

Na obr. 3 je znázorněn obráběcí nástroj podle obr. 1 a obr. 2 v pohledu na čelní stranu.

Na obr. 4 je znázorněn bokorys obráběcího nástroje a provedení s levou spirálou.

Na obr. 5 je znázorněn bokorys příkladu provedení obráběcího nástroje s pravou spirálou s vlastními břitovými destičkami v upínací drážce a s přídavnou čelní břitovou destičkou.

Na obr. 6 je znázorněna břitová destička pro obráběcí nástroj podle obr. 1 až obr. 5.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn obráběcí nástroj 1, který má nástrojové těleso 2 s upínací součástí 3 a unášeči úsek 4 břitových destiček. Ten vychází ze zhruba válcového základního uspořádání a má

-3CZ 296698 B6 více, v konkrétním příkladu provedení dvě upínací drážky 5, 6, které jsou patrny například z obr.

3. Každá upínací drážka 5, 6 je vytvořena jako v axiálním směru upravené vybrání, ve kterém je uspořádáno více deskových sedel 7, 8, 9, případně sedel 10, 11, 12.

Upínací drážky 5,6 a jejich desková sedla 10, 11, 12, případně sedla 7, 8, 9 jsou navzájem shodná a s výhodou jsou uspořádána souměrně k ose D otáčení nástrojového tělesa 2. Následující popis deskových sedel 7, 8, 9 se vztahuje také na desková sedla 10, 11, 12.

Desková sedla 7, 8, 9 jsou nasměrována pro držení břitových destiček 14, 15, 16. Ty jsou vytvořeny jako čtvercové, pravoúhelníkové nebo paralelogramové destičky se vždy jednou přední plochou 17, jedno základní plochou 18, a více bočními plochami 19, 20, 21, 22, případně plochami 29, 30, 31, 32, jak jeto patrno z obr. 1 a obr. 2, které jsou upraveny mezi přední plochou 17 a mezi základní plochou 18. Základní plocha 18 je vytvořena například jako rovná plocha, zatímco přední plocha 17 je vytvořena jako rovná plocha nebo může mít jiný tvar. Tak například nemusí být upraveny v dalším znázorněné upínací prolákliny nebo jiné tvarové elementy.

K deskovému sedlu 7 patří také dosedací plocha 24, která je vytvořena jako rovná plocha a na kterou dosedá břitová destička 14 svojí základní plochou 18. Dosedací plocha 24 je upravena téměř přes celou základní plochu 18 břitové destičky 14 a končí z hlediska axiálního směru obráběcího nástroje 1 bezprostředně na boční ploše 20 břitové destičky 14. V tomto místě přechází dosedací plocha 24 stupněm 25 do další dosedací plochy 26 pro sousední břitovou destičku 15. Od další dosedací plochy 26 stoupající stupeň 25 je přitom na svém radiálním nejdále vně ležícím místě méně hluboký než je tloušťka břitové destičky 15, která je měřena mezi její přední plochou 27 a mezi její základní plochou 28. Radiálně uvnitř upravená boční plocha 31 má na odpovídající dosedací ploše deskového sedla 8 svoje boční dosednutí. V axiálním směru se břitová destička 14 opírá na břitové destičce 15. a má ze své strany dosednutí na břitové destičce 16, která je vytvořena shodně s břitovou destičkou 15. Pro podepření břitové destičky 16 je upravena axiální boční dosedací plocha 34 deskového sedla 9.

Břitová destička 15, 16 je odděleně znázorněna na obr. 6. Jak je to patrné, je boční plocha 32 rozdělena do dvou oblastí 35, 36, přičemž oblast 35 tvoří dosedací oblast a bezprostředně navazuje na přední plochu 27. Zbývající oblast 36 navazuje na základní plochu 28 břitové destičky 15, 16. Oblasti 35, 36 svírají mezi sebou navzájem tupý úhel. Mimoto souhlasí úhel sevřený mezi oblastí 35 a mezi přední plochou 27 v podstatě s úhlem, který svírá boční plocha 20 se základní plochou 18 sousední břitové destičky 14, viz obr. 1.

Břitová destička 15, 16 má obvodový břit 37, který začíná na rohovém bodu mezi přední plochou 27, oblastí 35 a boční plochou 29. Obvodový břit 37 prochází potom zhruba přímo až k rohovému bodu mezi přední plochou 27 a mezi bočními plochami 29, 30. Odpovídající obvodový břit 37' je vytvořen na sousední břitové destičce 14. Obvodové břity 37', 37 se nepatrně překrývají ve svých rohových oblastech, jak je to znázorněno na obr. 2, takže na sebe navzájem navazují bez mezery.

U obráběcího nástroje 1 podle obr. 2 je v upínací drážce 6 přídavně k břitovým destičkám 14,15, 16 upravena čelní břitová destička 41, která je například vytvořena jako čtvercová destička, a která má stejně jako ostatní břitové destičky 14,15, 16 upevňovací otvor a na svém deskovém sedle je držena prostřednictvím upevňovacího šroubu. Její deskové sedlo 42 je blíže patrno z obr. 3. To má radiálně orientovanou rovnou dosedací plochu 43, na kterou navazuje na straně otočné osy upravená boční dosedací plocha 44. Mimoto může být upravena axiální boční dosedací plocha 45, která je patrna z obr. 2. Dosedací plocha 43 a boční dosedací plochy 44, 45 polohují čelní břitovou destičku 41 tak, že její čelní břit 46 je upraven až na osu D otáčení nebo přesahuje přes ní.

Dosedací plocha 43 je nepatrně přesazena proti dosedací ploše 24. Může však s ní být uspořádána také ve stejné výškové poloze. Přitom však přesahuje její čelní břit 46 přes čelní břit 47 břitové

-4CZ 296698 B6 destičky 14. Tento přesah se vytváří na podkladě různých tlouštěk břitových destiček 41, 14 a na podkladě sklonu boční plochy 21 proti základní ploše 18 břitové destičky 14. Čelní břitová destička 41 je o něco tenčí než břitová destička 14 a tak za ní zasahuje.

Břitová destička 14 má svoje radiální dosednutí na straně otočné osy, a to nejméně ve své přední čelní oblasti, na čelní břitové destičce 41. Ta má ktomu účelu dosedací oblast 48, která je ve svém sklonu přizpůsobena boční ploše 21 břitové destičky 14 a která vytváří opěrnou plochu pro břitovou destičku 14. Taje tak vždy jak v axiálním směru, tak také v radiálním směru podepřena prostřednictvím další břitové destičky.

Až dosud popsaný obráběcí nástroj 1 je vrtací frézovač drážek, který prostřednictvím čelních břitů 46, 47 vytváří na čelní straně úplné ostří a má dvě úplná obvodová ostří. Tento vrtací frézovač drážek se má v provozu pohybovat jak axiálně, tak také radiálně, to znamená, že může být přistavován. Obráběcí výkon je zejména při frézovacích pracovních procesech, to je radiálních přistavovacích pohonech v důsledku dvou plně vytvořených obvodových ostří velký. Po přesazení dvou v axiálním směru za sebou následujících břitových destiček 14, 15, případně destiček 15, 16 proti sobě je vždy menší než tloušťka desek a tak je vytvořen relativně plochý spirálový úhel, takže nástrojové těleso 2, zejména jeho unášecí úsek 4 břitových destiček je jen málo zeslaben. Upínací drážky 5, 6 jsou téměř přímé.

U v předcházejícím popsaného obráběcího nástroje 1 jsou použity celkem tři různé typy břitových destiček, to jsou břitové destičky 15, 16, které jsou zejména znázorněny na obr. 6 a u kterých je vždy jedna z proti sobě uložených bočních ploch 30, 32 opatřena zešikmenou oblastí, tedy dosedací plochou. Dalším typem je břitová destička 14, u které jsou proti sobě navzájem protilehlé boční plochy 20, 22 vytvořeny shodně. Třetí konstrukční typ představuje čelní břitová destička 41 uspořádaná na ose D otáčení.

Je však také možné osadit upínací drážku 5 nebo drážku 6 se třemi shodnými břitovými destičkami 14'. 15, 16, pokud jsou desková sedla 7, 8, 9, jak je to znázorněno na obr. 4, vytvořena tak, že se vytváří obráběcí nástroj 1 s levou spirálou. Rozdíl spočívá ve vytvoření stupně 25. U příkladu provedení obráběcího nástroje 1 podle obr. 1 je stupeň 25 orientován tak, že dosedací plocha 26 od čela vzdálenější deskového sedla se z hlediska otáčení obráběcího nástroje 1 dostává za dosedací plochu 24 k čelu bližšího deskového sedla 7. U příkladu provedení obráběcího nástroje 1 podle obr. 4 jsou tyto poměry opačné. Stupeň 25 je orientován tak, že od čela vzdálenější dosedací plocha 26 deskového sedla 8 předbíhá dosedací plochu 24 k čelu bližšího deskového sedla 7 z hlediska otáčení obráběcího nástroje L

Mimoto lze také u obráběcího nástroje 1 s pravou spirálou pracovat s jednotnými břitovými destičkami 14', 15', 16 v jedné upínací drážce 6, pokud nemá čelní břitová destička 14' žádný čelní břit, jak je to znázorněno na obr. 5. Jinak jako dosedací plocha sloužící oblast 35 břitové destičky 14' je nefunkční. Pokud je potřebný čelní břit, lze jej upravit na zvláštní břitové destičce 51.. Tato, jako například čtvercová deska vytvořená břitová destička 51 je upravena na samostatném deskovém sedle a vyčnívá více dopředu než břitová destička 14'. Její čelní břit 52 je tak aktivní. Břitová destička 51 je vestavěna jako radiální deska, to znamená, že její deskové sedlo je vytvořeno tak, že její upevňovací šroub 53 směřuje zhruba v obvodovém směru. V případě potřeby může být břitová destička 51 vestavěna také jako boční deska, což má výhody z hlediska vytvoření nástrojového tělesa 2. To je totiž potom v oblasti odpovídajícího deskového sedla méně zeslabeno. Upevňovací šroub 53 potom směřuje zhruba v axiálním směru.

U obráběcího nástroje 1, který složí zejména jako frézovací nástroj, jsou upraveny nejméně dvě břitové destičky 14, 15, které jsou uspořádány v přímém vzájemném dosednutí a tak se protilehle podpírají. Prostřednictvím přímého dosednutí mezi břitovými destičkami 14, 15 je možné zvláště jednoduché uspořádání deskového sedla a plné ozubení jedné jediné upínací drážky opatřené břitovými destičkami. To umožňuje vysoké obráběcí výkony.

Claims (10)

1. Obráběcí nástroj (1), zejména k obrábění frézováním, s nástrojovým tělesem (2), na němž jsou vytvořena alespoň dvě navzájem sousedící desková sedla (7, 8) pro břitové destičky (14, 15), které mají vždy jednu základní plochu (18, 28), jednu přední plochu (17, 27) a boční plochy (20, 32) rozkládající se mezi základní plochou (18, 28) a přední plochou (17, 27), jakož i břity (37', 37), přičemž desková sedla (7, 8) jsou uspořádána tak, že břitové destičky (14, 15) se alespoň částečně svými bočními plochami (20, 32) navzájem dotýkají, když jsou břitové destičky (14, 15) upevněny ve svých deskových sedlech (7, 8), vyznačující se tím, že břity (37', 37) sousedních vzájemně se o sebe opírajících břitových destiček (14, 15) se navzájem přesahují.

2. Obráběcí nástroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že sousední desková sedla (7, 8) mají dosedací plochy (24, 26), které jsou vzhledem ke směru po obvodu uspořádány v odstupu od sebe.

3. Obráběcí nástroj podle nároku 2, vyznačující se tím, že odstup je menší než tloušťka hlouběji upravené břitové destičky (15) změřená mezi základní plochou (28) a přední plochou (27).

4. Obráběcí nástroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jedna z bočních ploch (32) alespoň jedné z břitových destiček (15) je rozdělena do dvou oblastí (35, 36), z nichž jedna oblast (35) tvoří dosedací oblast.

5. Obráběcí nástroj podle nároku 4, v y z n a č u j í c í se tím, že oblast (35) sloužící jako dosedací oblast svírá s přední plochou (27) tupý úhel.

6. Obráběcí nástroj podle nároku 5, vyznačující se tím, žes dosedací plochou do styku přicházející boční plocha (20) další břitové destičky (14) svírá se základní plochou (18) tupý úhel, který jev podstatě shodný s tupým úhlem, který svírá dosedací plocha s přední plochou (27).

7. Obráběcí nástroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že břitové destičky (14, 15) jsou uspořádány v axiálním směru tak, že na sebe vzájemně dosedají, takže obvodové břity (37', 37) břitových destiček (14, 15), se navzájem překrývají a společně definují obvodový břit prostý mezery.

8. Obráběcí nástroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že břitové destičky (41,

14) jsou uspořádány tak, že na sebe alespoň částečně v radiálním směru dosedají, takže břity (46, 47) břitových destiček (41, 14) se navzájem překrývají a společně definují čelní břit prostý mezery.

9. Obráběcí nástroj podle nároku 1, vy z n a č uj í c í se tím, že břitové destičky (41, 14,

15) jsou upevněny ve vzájemném přímkovém styku.

10. Obráběcí nástroj podle nároku 1, vy z n a č u j í c í se tím, že břitové destičky (41,14, 15) jsou upevněny ve vzájemném plošném styku.