CZ297840B6 - Nástrojový drzák, rezná vlozka a modulová sestavarezného nástroje - Google Patents

Abstract

Nástrojový drzák (50) obsahuje alespon jednu kapsu (52), která obsahuje základnu (54) pro podpíránírezných vlozek, první bocní opernou plochu (60), druhou bocní opernou plochu (58) a tretí bocní opernou plochu (56), pricemz tyto plochy jsou úhlove a ve stejných vzdálenostech rozmísteny kolem osy (117), první bocní dutinu (76), umístenou mezi první bocní opernou plochou (60) a druhou bocní opernou plochou (58), a druhou bocní dutinu (74), umístenou mezi druhou bocní opernou plochou (58) a tretíbocní opernou plochou (56). První bocní dutina (76) a druhá bocní dutina (74) jsou vytvoreny tak, ze geometrická zobrazení první bocní operné plochy (60) a druhé bocní operné plochy (58) prostrednictvím otácení o 360.degree./(m x n) kolem osy (117) lezí príslusne v první bocní dutine (76) a ve druhé bocní dutine (74). Rezná vlozka (100, 102, 120) má obvodovou bocní plochu (110), která je tvarována tak, ze obrys prvního rezu, vedeného spodní cástí rezné vlozky kolmo na stredovou osu (117), vykazuje zahloubený tvar, obsahující n rohových cástí (112), úhlove rozmístených kolem stredové osy (117), pricemz rohové cásti (112) odpovídají n násobné otocné soumernosti bocních operných prvku, a operné výstupky (114), vycnívající smerem ven od obvodové bocní plochy (110) mezi rohovými cástmi (112). Operné výstupky (114) jsou tvarovány tak, ze pri kazdém geometrickém znázornení obrysu rohových cástí (112) prostrednictvím pootocení o úhel mensí, nez 360.degree./n kolem stredové osy, zasahují operné výstupky (114) pres tento obrys. Modulová sestava rezného nástroje obsahuje nástrojový drzák (50),první reznou vlozku (10, 80), ulozitelnou do kapsy (52) a mající horn

Description

(57) Anotace:

Nástrojový držák (50) obsahuje alespoň jednu kapsu (52), která obsahuje základnu (54) pro podpírání řezných vložek, první boční opěrnou plochu (60), druhou boční opěrnou plochu (58) a třetí boční opěrnou plochu (56), přičemž tyto plochy jsou úhlově a ve stejných vzdálenostech rozmístěny kolem osy (117), první boční dutinu (76), umístěnou mezi první boční opěrnou plochou (60) a druhou boční opěrnou plochou (58), a druhou boční dutinu (74), umístěnou mezi druhou boční opěrnou plochou (58) a třetí boční opěrnou plochou (56). První boční dutina (76) a druhá boční dutina (74) jsou vytvořeny tak, že geometrická zobrazení první boční opěrné plochy (60) a druhé boční opěrné plochy (58) prostřednictvím otáčení o 360°/(m x n) kolem osy (117) leží příslušně v první boční dutině (76) a ve druhé boční dutině (74). Řezná vložka (100, 102, 120) má obvodovou boční plochu (110), která je tvarována tak, že obrys prvního řezu, vedeného spodní částí řezné vložky kolmo na středovou osu (117), vykazuje zahloubený tvar, obsahující n rohových částí (112), úhlově rozmístěných kolem středové osy (117), přičemž rohové části (112) odpovídají n násobné otočné souměrnosti bočních opěrných prvků, a opěrné výstupky (114), vyčnívající směrem ven od obvodové boční plochy (110) mezi rohovými částmi (112). Opěrné výstupky (114) jsou tvarovány tak, že při každém geometrickém znázornění obrysu rohových částí (112) prostřednictvím pootočení o úhel menší, než 360% kolem středové osy, zasahují opěrné výstupky (114) přes tento obrys. Modulová sestava řezného nástroje obsahuje nástrojový držák (50), první řeznou vložku (10, 80), uložitelnou do kapsy (52) a mající horní plochu (12), spodní plochu (16) a obvodovou boční plochu (18), která je uspořádána pro poskytnutí opěrných prvků s m x n-násobnou otočnou souměrností kolem středové osy první řezné vložky, takže první řezná vložka je omezena bočními opěrnými plochami v jakékoliv z m x n úhlových poloh pro alespoň jednu hodnotu n a m, kdy n>3 am>2, a druhou řeznou vložku (100,102, 120), uložitelnou do kapsy (52) a mající horní plochu (104), spodní plochu (108) a obvodovou boční plochu (110), která je uspořádána pro poskytování méně souměrných opěrných prvků s pouze n-násobnou otočnou souměrností kolem středové osy druhé řezné vložky, takže druhá řezná vložka je omezena bočními opěrnými plochami pouze v n úhlových polohách. Obvodová boční plocha (18) první řezné vložky (10, 80) je uspořádána tak, že spodní řez, vedený spodní částí první řezné vložky kolmo ke středové ose, vykazuje zahloubený tvar.

Nástrojový držák, řezná vložka a modulová sestava řezného nástroje

Oblast techniky

Vynález se týká nástrojového držáku, řezné vložky a modulové sestavy řezného nástroje, přičemž se zejména týká modulové sestavy řezného nástroje, u které se na jediném nástrojovém držáku mohou střídavě používat řezné vložky s rozdílným uspořádáním otočné souměrnosti.

Dosavadní stav techniky

Je známo využívat řezné vložky, vyrobené z různých tvrdých materiálů, které mají kruhové, mnohoúhelníkové nebo jiné otočné souměrné břity, přičemž jsou upevněna v úložné kapse nástrojového držáku řezného nástroje.

V průběhu obráběcí činnosti (soustružení, frézování apod.) obvykle pouze část břitu, který je k dispozici, skutečně obrací obráběný díl. Rozsah této části závisí na hloubce řezu.

Pokud dojde k opotřebení části otočného řezného břitu pravidelně uspořádané (například mnohoúhelníkové) vložky, tak se řezná vložka pootočí, takže je celý nový řezný břit připraven k dalšímu obrábění.

V případě řezných vložek s mnohoúhelníkovými břity lze správnou činnost zajistit pouze upevněním vložky v kapse tak, aby odolala působení řezných sil, vyvíjených v průběhu používání. Dosavadní vývoj je založen na opěrných plochách, které se odvozují od základního mnohoúhelníkového tvaru řezné vložky. Při používání řezných vložek v podmínkách působení velkého kroutícího momentu nebo v případě mnohoúhelníků s velkým počtem stran se však může ukázat, že základní opěrná geometrie nepostačuje k tomu, aby vydržela kroutící momenty, které jsou výsledkem působení řezných sil.

Řezné vložky s kruhovými břity vykazují otočnou souměrnost, přičemž mohou teoreticky být kontinuálně otočné do jakékoli úhlové polohy, aby došlo k vyrovnání skutečného opotřebení.

V praxi se rovněž začalo omezovat používání kruhových vložek s určitým počtem otočných poloh, rozmístěných pod stejným úhlem posunu. Uhlový posun mezi otočnými polohami se označuje jako „úhlová rozteč“ řezné vložky.

V zájmu dosažení optimálního využívání kruhové řezné vložky je potřebné znemožnit otáčení řezné vložky z jeho nastavené polohy v průběhu obrábění, aby se vymezilo opotřebování na příslušnou část břitu. Toto opotřebení zajišťuje, že tato část břitu není po změně polohy již ve skutečnosti využívána.

Na ukotvení kruhových řezných vložek proti otáčení se zaměřila celá řada konstrukčních řešení.

Tato řešení lze rozdělit do dvou skupin, a to jmenovitě na „kolíkové uložení“ a „boční opření“.

Příklady konstrukčního řešení kolíkového uložení jsou popsány například v patentovém spise US 5 296 288 (Flueckiger) a v evropském patentovém spise EP 0 300 172 (Stashko).

Konstrukční řešení bočního opření popisuje patentový spis US 3 346 336 (Rescigno).

Všechna tato konstrukční řešení trpí nedostatkem schopnosti vzdorovat účinkům působení kroutícího momentu, a to v důsledku nevhodných rozměrů, umístění a nasměrování styčných ploch.

-1 CZ 297840 B6

Z patentového spisu EP-A 0 596 843, který představuje nejbližší známý stav techniky, je známa kovová řezná vložka.

Tato řezná vložka obsahuje horní plochu, kterou protíná kuželovitá plocha řezného břitu pro společné vytvoření kruhového řezného břitu. Pět stejně od sebe vzdálených plochých fazet je vytvořeno na okrajové ploše. Horní konec těchto fazet jsou umístěny pod řezným břitem. Řezná vložka je připevněna prostřednictvím šroubu v lůžku nástrojového držáku, takže dvě z uvedených fazet jsou přitlačovány na příslušné rovinné dotykové plochy, vytvořené na úložném povrchu nástrojového držáku.

Z předcházejícího textu jasně vyplývá, že požadavky, kladené na držení řezné vložky, jsou obzvláště důležité pro geometrii břitu. Proto je každý typ vložky, a to trojúhelníkový, obdélníkový, čtvercový nebo kruhový typ vložky, určen pro příslušné konstrukční řešení nástrojového držáku s odpovídajícím tvarem kapsy. Výsledkem toho je, že používání většího počtu typů vložek je nákladné a vyžaduje vytvoření zásobního množství nástrojových držáků, k čemuž přistupuje vynaložení práce při výměně celého nástroje mezi obráběcími činnosti.

Ve snaze omezit uvedené náklady a vynaloženou práci byly vynalezeny modulové systémy, založené na vyměnitelných vložkách. Mezi takové systémy patří „Modumill“ systém, který je komerčně dostupný u společnosti „SANDVIK Coromant“, a „NOVEX F 2010“ systém, který je komerčně dostupný u firmy „Montanwerke Walter GmbH“. Tyto systémy využívají vyměnitelné vložky, mající kapsu s upínací geometrií, která odpovídá konkrétní řezné vložce. Ačkoli tyto systémy umožňují používání původního nástrojového držáku v kombinaci s různými typy řezných vložek, výměny vložek stále představuje ztrátu při provádění dodatečného kroku rozebírání nebo sestavování jako součásti celého výrobního postupu.

Proto existuje potřeba vyvinutí modulové sestavy řezného nástroje, která umožní střídavě uplatňování většího množství řezných vložek s různými počty geometricky dělitelných poloh v kapse jediného nástrojového držáku.

Rovněž existuje potřeba vyvinutí řezných vložek a nástrojových držáků pro použití v takové sestavě.

Podstata vynálezu

V souladu s předmětem tohoto vynález byla vyvinuta modulová sestava řezného nástroje, ve které lze střídat řezné vložky s různě odlišným počtem otočných poloh nebo rozdílných řezných geometrií v kapse původní struktury nástrojového držáku.

Podle jednoho aspektu předmětu tohoto vynálezu je struktura kapsy pro umísťování vložky vyřešena tak, aby vytvořila obklopující „tříbodové“ vymezení a přídržné prvky.

Podle dalšího znaku tohoto vynálezu byla vytvořena řezná vložka s omezenou souměrností, mající vyčnívající prvky, které znemožňují chybné umísťování vložky v nesprávné úhlové poloze.

Otočné řezné vložky podle tohoto vynálezu mohou tvořit součást sady souřadnicových vyměnitelných vložek, které lze používat společně s nástrojovým držákem, majícím jednu velikost a tvar. Vložky a úložní kapsy podle tohoto vynálezu jsou velmi hodnotné v mnoha praktických uplatněních a to včetně, avšak nikoli výhradně, v případě fréz, protahováků, soustružnických nožů a podobně.

V jednom provedení tento vynález poskytuje otočnou vložku, která má určitý počet samostatných opěrných ploch, z nichž se vždy momentálně používají tři.

-2CZ 297840 B6

V souladu s předmětem tohoto vynálezu byla tedy vyvinuta modulová sestava řezného nástroje, která obsahuje:

(a) nástrojový držák, mající alespoň jednu úložnou kapsu se základnou a množinou bočních opěrných ploch, (b) první řeznou vložku, uložitelnou do uvedené kapsy, přičemž tato první řezná vložka má horní plochu, spodní plochu a obvodovou boční plochu, přičemž tato obvodová boční plocha je tvarována tak, že poskytuje opěrné prvky s m x n násobnou otočnou souměrností okolo středové osy první řezné vložky, takže první řezná vložka je opřena o boční opěrné plochy v každé z m x n úhlových poloh pro alespoň jednu hodnotu z každé n a m, kdy «>3 am>2, a (c) druhou řeznou vložku, uložitelnou do uvedené kapsy, přičemž tato druhá řezná vložka má horní plochu, spodní plochu a obvodovou boční plochu, přičemž obvodová boční plocha je uspořádána pro vytvoření opěrných prvků s omezenou souměrností a s pouze n násobnou otočnou souměrností kolem středové osy druhé řezné vložky, takže tato druhá řezná vložka může být opřena o boční opěrné plochy pouze v n úhlových polohách, přičemž obvodová boční plocha první řezné vložky je uspořádána tak, že spodní řez, vedený spodní částí první řezné vložky kolmo na středovou osu, vykazuje zahloubený tvar.

V souladu s dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu je obvodová boční plocha první řezné vložky uspořádána tak, že horní řez, vedený první řeznou vložkou kolmo na středovou osu a v blízkosti horní plochy, vykazuje nezahloubený tvar.

V souladu s dalším znakem předmětu tohoto vynálezu potom horní řez odpovídá v podstatě pravidelnému mnohoúhelníku s počtem m x n stran.

V souladu s dalším znakem tohoto vynálezu je horní příčný řez v podstatě kruhový.

Podle dalšího znaku tohoto vynálezu je obvodová boční plocha druhé řezné vložky tvarována tak, že spodní příčný řez, vedený spodní částí druhé řezné vložky kolmo na středovou osu v blízkosti spodní plochy, vykazuje zahloubený tvar.

V souladu s dalším znakem tohoto vynálezu se první vstupní úhel liší od druhého vstupního úhlu zhruba o 180%.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu byl dále rovněž vyvinut nástrojový držák pro střídavé uložení první řezné vložky, otočné přesně v n otočných polohách, a druhé řezné vložky, otočné v m x n otočných polohách, pro alespoň jednu hodnotu každého n a m, kdy n > 3 a m > 2, přičemž nástrojový držák obsahuje alespoň jednu kapsu pro uložení vložky, vymezenou vzhledem k ose, procházející touto kapsou, se kterou má být středová osa řezné vložky vyrovnána, přičemž kapsa obsahuje:

(a) základnu pro podpírání řezných vložek, (b) první boční opěrnou plochu, druhou boční opěrnou plochu a třetí boční opěrnou plochu, přičemž tyto plochy jsou úhlově a ve stejných vzdálenostech rozmístěny kolem osy, (c) první boční dutina, umístěnou mezi první boční opěrnou plochou a druhou boční opěrnou plochou,a (d) druhou boční dutinu, umístěnou mezi druhou boční opěrnou plochou a třetí boční opěrnou plochou,

-3 CZ 297840 B6 přičemž první boční dutina a druhá boční dutina jsou vytvořeny tak, že geometrická zobrazení první boční opěrné plochy a druhé boční opěrné plochy prostřednictvím otáčení o 360°/(m x ri) kolem osy leží příslušně v první boční dutině a ve druhé boční dutině.

V souladu s dalším znakem předmětu tohoto vynálezu první, druhá a třetí boční opěrná plocha vymezuje příslušně první, druhou a třetí rovinu, přičemž první rovina je ve vzájemném vztahu k druhé rovině prostřednictvím pootočení o 360°/« kolem osy.

V souladu s dalším znakem tohoto vynálezu druhá a třetí rovina kapsy jsou v podstatě koplanámí.

U výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu platí, žeM = 4am = 2.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu byla rovněž vyvinuta řezná vložka, mající «-násobnou otočnou souměrnost pro některé hodnoty «, kde n > 3, tato řezná vložka je otočná výlučně v n otočných polohách v kapse pro uložení vložky, která je uspořádána pro střídavé uložení řezných vložek, majících jak « násobnou otočnou souměrnost, tak i tm x « násobnou otočnou souměrnost pro některou hodnotu m, kde m > 2, přičemž řezná vložka má jednotnou konstrukci, mající horní plochu, ohraničenou řezným břitem, základnu, obvodovou boční plochu a středovou osu, přičemž obvodová boční plocha je tvarována tak, že obrys prvního řezu, vedeného spodní částí řezné vložky kolmo na středovou osu, vykazuje zahloubený tvar, obsahující:

(a) n rohových částí, úhlově rozmístěných kolem středové osy, přičemž rohové části odpovídají n násobné otočné souměrnosti bočních opěrných prvků, a (b) opěrné výstupky, vyčnívající směrem ven od obvodové boční plochy mezi rohovými částmi, přičemž opěrné výstupky jsou tvarovány tak, že při každém geometrickém znázornění obrysu rohových částí prostřednictvím pootočení p úhel menší, než 360°/m kolem středové osy, zasahují opětné výstupky přes tento obrys.

U výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu je obvodová boční plocha dále tvarována tak, že obrys druhého řezu, vedeného řeznou vložkou kolmo ke středové ose a v blízkosti horní plochy, vykazuje nezahloubený tvar.

V souladu s dalším znakem předmětu tohoto vynálezu rohové části odpovídají v podstatě rohovým oblastem pravidelného mnohoúhelníka s n stranami.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu byl tedy vyvinut nástrojový držák pro střídavé umísťování první řezné vložky, otočné přesně v n otočných polohách, a druhé řezné vložky, otočné v m x m otočných polohách, pro alespoň jednu hodnotu každého n a m, kdy n > 3 a m > 2, přičemž nástrojový držák obsahuje alespoň jednu kapsu pro uložení vložky, vymezenou vzhledem k ose, procházející touto kapsou, se kterou má být středová osa řezné vložky vyrovnána, přičemž kapsa obsahuje:

(a) základnu pro podpírání řezných vložek, (b) první boční opěrnou plochu, druhou boční opěrnou plochu a třetí boční opěrnou plochu, přičemž tyto plochy jsou úhlově a ve stejných vzdálenostech rozmístěny kolem osy, (c) první boční dutinu, umístěnou mezi první boční opěrnou plochou a druhou boční opěrnou plochou, a (d) druhou boční dutinu, umístěnou mezi druhou boční opěrnou plochou a třetí boční opěrnou plochou,

-4CZ 297840 B6 přičemž první boční dutina a druhá boční dutina jsou vytvořena tak, že geometrická zobrazení první boční opěrné plochy a druhé boční opěrné plochy prostřednictvím otáčení o 360°/(w x n) kolem osy leží příslušně v první boční dutině a ve druhé boční dutině.

První, druhá a třetí boční opěrná plocha s výhodou vymezuje příslušně první, druhou a třetí rovinu, přičemž první rovina je ve vzájemném vztahu k druhé rovině prostřednictvím pootočení o 360°In kolem osy.

Druhá a třetí rovina kapsy jsou s výhodou v podstatě koplanámí.

U výhodného provedení platí, že n = 4 a m - 2.

V souladu s dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu byla dále rovněž vyvinuta řezná vložka, mající π-násobnou otočnou souměrnost pro některé hodnoty n, kde n > 3, tato řezná vložka je otočná výlučně v n otočných polohách v kapse pro uložení vložky, která je uspořádána pro střídavé uložení řezných vložek, majících jak n násobnou otočnou souměrnost, tak i m x n násobnou otočnou souměrnost pro některou hodnotu m, kde m > 2, přičemž řezná vložka má jednotnou konstrukci, mající horní plochu, ohraničenou řezným břitem, základnu, obvodovou boční plochu a středovou osu, přičemž obvodová boční plocha je tvarována tak, že obrys prvního řezu, vedeného spodní částí řezné vložky kolmo na středovou osu, vykazuje zahloubený tvar, obsahující:

(a) n rohových částí, úhlově rozmístěných kolem středové osy, přičemž rohové části odpovídají n násobné otočné souměrnosti bočních opěrných prvků, a (b) opěrné výstupky, vyčnívající směrem ven od obvodové boční plochy mezi rohovými částmi, přičemž opěrné výstupky jsou tvarovány tak, že při každém geometrickém znázornění obrysu rohových částí prostřednictvím pootočení o úhel menší, než 360°/« kolem středové osy, zasahují opěrné výstupky přes tento obrys.

Obvodová boční plocha je s výhodou tvarována tak, že obrys druhého řezu, vedeného řeznou vložkou kolmo ke středové ose a v blízkosti horní plochy, vykazuje nezahloubený tvar.

Rohové části s výhodou odpovídají v podstatě rohovým oblastem pravidelného mnohoúhelníka s n stranami.

Obvodová boční plocha je s výhodou tvarována tak, že obrys druhého řezu, vedeného řeznou vložkou kolmo ke středové ose a v blízkosti horní plochy, vykazuje zahloubený tvar.

U výhodného provedení platí, žen = 4az« = 2.

V souladu s ještě dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu byla dále rovněž vyvinuta modulová sestava řezného nástroje, obsahující:

(a) shora uvedenou řeznou vložku, a (b) nástrojový držák, mající alespoň jednu kapsu pro uložení řezné vložky, přičemž tato kapsa obsahuje:

(i) základnu pro podpírání řezné vložky, (ii) první boční opěrnou plochu, druhou boční opěrnou plochu a třetí boční opěrnou plochu, uspořádané pro podepírání odpovídajících tří z bočních opěrných prvků řezné vložky,

-5CZ 297840 B6 (iii) první boční dutinu, umístěnou mezi první a druhou boční opěrnou plochou pro uložení prvního z opěrných výstupků, a (iv) druhou boční dutinu, umístěno mezi druhou a třetí boční opěrnou plochou pro uložení druhého z opěrných výstupků.

Dále byla rovněž vyvinuta modulová sestava řezného nástroje, obsahující:

(a) nástrojový držák mající alespoň jednu kapsu pro uložení vložky se základnou a množinu bočních opěrných ploch, (b) první řeznou vložku, uložitelnou do kapsy, přičemž první řezná vložka má horní plochu, spodní plochu a obvodovou boční plochu, tato obvodová boční plocha je uspořádána pro poskytnutí opěrných prvků s m x «-násobnou otočnou souměrností kolem středové osy první řezné vložky, takže první řezná vložka je omezena bočními opěrnými plochami v jakékoliv z«z x n úhlových poloh pro alespoň jednu hodnotu n a m, kdy «>3 am>2, a (c) druhou řeznou vložku, uložitelnou do kapsy, přičemž druhá řezná vložka má horní plochu, spodní plochu a obvodovou boční plochu, tato obvodová boční plocha je uspořádána pro poskytování méně souměrných opěrných prvků s pouze «-násobnou otočnou souměrností kolem středové osy druhé řezné vložky, takže druhá řezná vložka je omezena bočními opěrnými plochami pouze v « úhlových polohách, přičemž obvodová boční plocha první řezné vložky je uspořádána tak, že spodní řez, vedený spodní částí první řezné vložky kolmo ke středové ose, vykazuje zahloubený tvar.

Obvodová boční plocha první řezné vložky je s výhodou uspořádána tak, že horní řez první řeznou vložkou kolmo na středovou osu a v blízkosti horní plochy má nezahloubený tvar.

Horní řez s výhodou odpovídá v podstatě pravidelnému mnohoúhelníku, který má m x n stran.

Horní řez je s výhodou v podstatě kruhový.

Obvodová boční plocha první řezné vložky je s výhodou uspořádána tak, že horní řez první řezné vložky kolmo na středovou osu a v blízkosti horní plochy má zahloubený tvar.

Obvodová boční plocha druhé řezné vložky je s výhodou tvarovaná tak, že spodní řez, vedený spodní částí druhé řezné vložky kolmo na středovou osu v blízkosti spodní plochy má zahloubený tvar.

Spodní řez druhou řeznou vložkou s výhodou obsahuje:

(a) « rohových částí, úhlově rozmístěných kolem středové osy, přičemž rohové části odpovídají «-násobně otočně souměrným bočním opěrným prvkům, a (b) opěrné výstupky, vyčnívající ven z obvodové boční ploch mezi rohovými částmi, přičemž opěrné výstupky jsou tvarovány tak, že při každém geometrickém zobrazení obrysu rohových výstupků pootočením o úhel menší, než 360°/« kolem středové osy, tyto opěrné výstupky přesahují uvedený obrys.

Rohové části s výhodou odpovídají v podstatě rohovým oblastem pravidelného mnohoúhelníku, který má « stran.

-6CZ 297840 B6

Obvodová boční plocha druhé řezné vložky je s výhodou tvarována tak, že horní řez, vedený druhou řeznou vložkou kolmo na středovou osu a v blízkosti horní plochy má nezahloubený tvar.

Množina bočních opěrných ploch kapsy s výhodou obsahuje první boční opěrnou plochu, druhou boční opěrnou plochu a třetí boční opěrnou plochu, přičemž tyto boční opěrné plochy jsou úhlově rozmístěny v podstatě ve stejných vzdálenostech kolem středové osy kapsy, přičemž kapsa dále obsahuje:

(a) první boční dutinu, umístěnou mezi první boční opěrnou plochou a druhou boční opěrnou plochou, a (b) druhou boční dutinu, umístěnou mezi druhou boční opěrnou plochou a třetí boční opěrnou plochou, přičemž první a druhá boční dutina jsou tvarovány tak, že geometrické zobrazení první a druhé boční opěrné plochy pootočením o 360°/(m x n) kolem osy leží příslušně v prvním nebo ve druhé boční dutině.

První, druhá a třetí boční opěrná plocha příslušně vymezují první, druhou a třetí rovinu, přičemž první rovina je vzhledem ke druhé rovině pootočena o 360°In kolem osy.

Druhá a třetí rovina jsou s výhodou v podstatě koplanámí.

U výhodného provedení platí, že n = 4 a m = 2.

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. 1A je perspektivní pohled na první výhodné provedení řezné vložky podle tohoto vynálezu, která je konstrukčně řešena pro praktické používání a která má kruhový břit;

obr. 1B je bokorys řezné vložky, znázorněné na obr. IA;

obr. 1C je příčný řez z čelního pohledu, vedený podle přímky I-I z obr. 1B;

obr. ID je příčný řez z bočního pohledu, vedený podle přímky II-III, z obr. 1C;

obr. 1E je půdorys řezné vložky podle obr. 1;

obr. 2A je schematické znázornění geometricky vytvořeného úseku podle tohoto vynálezu, zobrazující vymezení určitých úhlů, ke kterým jsou prováděny odkazy v popisu;

obr. 2B je schematické znázornění geometrie příčného řezu řezné vložky, která je konstrukčně vyřešena a určena pro praktické použití podle tohoto vynálezu, přičemž geometrie byla vytvořena otočným kopírováním vytvořeného úseku podle obr. 2A;

obr. 3 je perspektivní pohled na částečně rozložený obráběcí řezný nástroj, který je konstrukčně vyřešen a určen pro praktické použití podle tohoto vynálezu a který obsahuje čtyři z řezných vložek podle obr. IA, jež jsou upevněny v kapsách nástrojového držáku;

obr. 4 je zvětšený perspektivní pohled na jednu kapsu nástrojového držáku podle obr. 3;

-7CZ 297840 B6 obr. 5 je pohled na vodorovný příčný řez, znázorňující opěrnou geometrii řezné vložky podle obr. IA v kapse podle obr. 4;

obr. 6 je pohled na částečný svislý příčný řez, vedený podle přímky VI-VI z obr. 5, znázorňující výhodnou geometrií dotyku řezné vložky podle obr. IA a jedné z opěrných ploch kapsy podle obr. 4;

obr. 7A až obr. 7E jsou pohledy, které jsou obdobné pohledům na obr. IA až 1E, znázorňující druhou výhodnou řeznou vložku, jež je konstrukčně vyřešena a určena pro praktické použití podle vynálezu a má mnohoúhelníkový břit;

obr. 8A je perspektivní pohled na třetí výhodnou řeznou vložku, která je konstrukčně vyřešena a určena pro praktické použití podle tohoto vynálezu a kterou lze umísťovat v kapse podle obr. 4 v omezeném počtu otočných poloh;

obr. 8B je bokorys řezné vložky podle obr. 8A;

obr. 8C je boční pohled na příčný řez řezné vložky podle obr. 8A;

obr. 8D je půdorys řezné vložky podle obr. 8A;

obr. 8E je pohled zespoda na řeznou vložku podle obr. 8A se znázorněním čar, které zdůrazňují geometrii bočních opěrných ploch řezné vložky;

obr. 8F je pohled obdobný pohledu na obr. 8E, avšak s tím rozdílem, že znázorněné čáry slouží pro porovnání geometrie bočních opěrných výstupků řezné vložky se znaky otočné souměrnosti řezných vložek podle obr. 1 a 7;

obr. 9A je perspektivní pohled na čtvrtou výhodnou řeznou vložku, která je konstrukčně vyřešena a určena pro praktické použití podle tohoto vynálezu a kterou lze umísťovat v kapse podle obr. 4 v omezeném počtu otočných poloh;

obr. 9B je bokorys řezné vložky podle obr. 9A;

obr. 9C je boční pohled na příčný řez řezné vložky podle obr. 9A;

obr. 9D je půdorys řezné vložky podle obr. 9A;

obr. 9E je pohled zespoda na řeznou vložku podle obr. 9A se znázorněním čar, které zdůrazňují geometrii bočních opěrných ploch řezné vložky;

obr. 9F je pohled obdobný pohledu na obr. 9E, avšak s tím rozdílem, že znázorněné čáry slouží pro porovnání geometrie bočních opěrných výstupků řezné vložky se znaky otočné souměrnosti řezných vložek podle obr. 1 a 7;

obr. 10 a obr. 11 jsou pohledy obdobné pohledu na obr. 8, kde tyto pohledy znázorňují opěrnou geometrii a příslušný úhel nastavení řezných vložek podle obr. 8A a 9A tehdy, jsou-li správně umístěny v kapse podle obr. 4;

obr. 12 a 13 jsou pohledy obdobné příslušným pohledům na obr. 10 a obr. 11, které předvádějí výsledky nesprávného umístění vložek podle obr. 8A a obr. 9A v kapse podle obr. 4;

obr. 14 je pohled zespoda na variantu řezné vložky podle obr. 8A, mající řeznou geometrii s výřezy;

-8CZ 297840 B6 obr. 15 je schematický pohled na vodorovný příčný řez, znázorňují opěrnou geometrii sady řezných vložek s trojúhelníkovou a šestiúhelníkovou souměrností; a obr. 16 je schematický pohled na vodorovný příčný řez, znázorňující opěrnou geometrii sady řezných vložek s pětiúhelníkovou a desetiúhelníkovou souměrností.

Příklady provedení vynálezu

Předmětem tohoto vynálezu je modulová sestava řezného nástroje, která uplatňuje kruhové a mnohoúhelníkové řezné vložky s obvodovými bočními plochami, jejichž tvar vytváří opěrné plochy, vzdorující vysokým kroutícím momentům a odpovídající kapsám pro umístění vložek v nástrojových držácích. Geometrie opěrných ploch umožňuje používání sad řezných vložek s různými počty otočných poloh a různých úhlů nastavení v dané geometrii kapsy.

Principy a činnost sestav řezných nástrojů a jejich součásti v podobě řezných vložek a nástrojových držáků podle tohoto vynálezu budou vysvětleny s odkazem na vyobrazení a doprovodný popis.

Na obr. IA až obr. 1E je znázorněna první řezná vložka 10, která je konstrukčně vyřešena a určena pro praktické používání podle tohoto vynálezu.

Řezná vložka 10 má horní plochu 12, která je ohraničena řezným břitem 14, spodní plochou 16 a obvodovou boční plochou 18. Tvar obvodové boční plochy 18 se mění podle výšky řezné vložky 10. V blízkosti své horní části obvodové boční plocha 18 odpovídá kruhové nebo mnohoúhelníkové geometrii řezného břitu tak, že vytváří opěru pro řezný břit 14.

Na spodní části řezné vložky 10 jsou obvodové boční plochy 18 tvarovány pro vytváření příčných opěrných ploch, s výhodou opatřených zahloubenými prvky, jako jsou například kanálky, které mají v určitých případech šípovitý tvar.

Tato možnost vede k vytvoření geometrie dolního příčného řezu, který se svou podobou blíží «-cípé hvězdě.

Výraz „ra-cípá hvězda“, který se používá v tomto popise v nárocích, označuje otočně souměrný tvar s počtem n krajních vnějších bodů, z nichž každý je připojen k nejbližšímu sousednímu bodu dovnitř směřujícím šípovitým tvarem neboli tvarem písmene V. Příklad pěticípé hvězdy je znázorněn na obr. 2B.

Je nutno zdůraznit, že spodní obvodové boční plochy výhodných řezných vložek podle tohoto vynálezu mají „přibližně“ nebo „v podstatě“ geometrii ra-cípé hvězdy, protože w-cípé a/nebo šípovité základy mohou být ploché, což bude vysvětleno podrobněji v dalším textu.

Je nutno zdůraznit, že předmět tohoto vynálezu je využitelný pro široké rozmezí řezných vložek s otočně souměrnými břity. Výraz „otočně souměrný“, který se používá v tomto popisu a připojených patentových nárocích, odkazuje na tvary, které se nemění při otáčení v rozsahu úhlu 360°/«, kde n je přinejmenším tři. Takto definovaný výraz zahrnuje mnohoúhelníky se třemi nebo více stranami, a to jak s rovnými stranami, tak i se složitějšími kombinacemi linií s rovnými nebo zakřivenými úseky. Tento výraz rovněž zahrnuje kruhové tvary, stejně jako různé varianty zmiňovaných tvarů, v nichž je opakovaný obraze superporován na základní tvar. Mezi příklady takových obrazců patří vroubování a zoubkované nebo zvlněné břity. Souměrnost řezných vložek podle tohoto vynálezu, pokud není uvedeno jinak, je pojímána jako označování souměrnosti opěrných prvků. Břit může vykazovat stejné nebo vyšší stupně otočné souměrnosti, než opěrné plochy.

-9CZ 297840 B6

Je nutno rovněž zdůraznit, že ani otočná souměrnost ani geometrie n-cípé hvězdy nepředstavují zrcadlovou souměrnost. V některých případech, ve kteiých konkrétní řezné činnosti vyvíjejí kroutící moment hlavně v jednom směru, jsou konstrukce podle tohoto vynálezu provedeny asymetricky s opěrnými plochami vzdorujícími základní složce kroutícího momentu. Avšak vynález bude vysvětlen formou popisu příkladu v kontextu se souměrnými provedeními, která mohou čelit kroutícím momentům, působícím v obou smyslech kolem středové osy.

V tomto popise a nárocích bude odkazováno na středovou osu řezné vložky. Tato osa je osou, kolem niž břit vykazuje otočnou souměrnost. Rovněž se odkazuje na „horní“ a „spodní“ část řezné vložky. Kdykoli se tyto výrazy v textu objeví, znamená to, že řezná vložka se umísťuje svou základnou směrem dolů, takže břit směřuje vzhůru, přičemž uvedená osa je svislá.

Geometrie opěrné plochy umožňuje používání řezných vložek se spodní souměrností v kapsách, které jsou rovněž konstrukčně vyřešeny pro umísťování řezných vložek s horní souměrností, jak bude podrobněji vysvětleno v dalším textu.

V popisu a patentových nárocích se odkazuje na tvary se zahloubením a bez zahloubení. Je nutno konstatovat, že výraz „zahloubení“ se v popisu a připojených patentových nárocích používá k označování části tvaru nebo povrchu, který je vyhloubený nebo jinak vytváří dutinu. Přesněji řečeno lze zahloubení označovat jako kteroukoli část tvaru nebo povrchu, která leží uvnitř pomyslně vytvořené přímky, která spojuje sousední části tvaru nebo povrchu. Naopak tvar, který nemá žádné takto definované zahloubení, se označuje jako tvar „bez zahloubení“. Proto šípovitý tvar w-cípé hvězdy vytváří „zahloubení“, které zde bylo definováno, zatímco pravidelný mnohoúhelník lze klasifikovat jako tvar „bez zahloubení“.

Horní čelo nebo plocha 12 řezné vložky 10 má u toho příkladného provedení směrem dovnitř se svažující obvodovou kruhovou část 20, která je na vnějším obvodu řezným břitem 14 a směrem dovnitř rovinnou vnitřní kruhovou částí 22, která je kolmá k ose řezné vložky 10.

Horní plocha 12 může také mít navíc vyznačeny kontrolní znaky, které vytvářejí vzor vrubů nebo hřebenů. Jedna taková možnost je znázorněna na obr. 1E.

Dále je nutno poznamenat, že řezná vložka je považována za otočně souměrnou, a to nezávisle na skutečnosti, že tyto znaky nebo jiné prvky na horní ploše nemusejí odpovídat této souměrnosti.

Na obr. ID je nejlépe vidět, že vnitřní kruhová část 22 protíná svou vnější kruhovou oblastí válcovité rozšíření 24 středového otvoru 26, obvykle nazývaného jako „částečně válcovitý“ otvor, který slouží pro průchod obvykle používaného zapuštěného upínacího šroubu (není znázorněn).

Je nutno zdůraznit, že zvláštní způsob upínání, který se zde používá pro upínání řezné vložky 10 v nástrojovém držáku, sám o sobě netvoří součást tohoto vynálezu, neboť lze provádět změny v souladu s jakýmkoli způsobem upínání, aniž by došlo k odchýlení se z rozsahu tohoto vynálezu.

Pokud se týče obvodové boční plochy 18, je zvláštním znakem určitých výhodných provedení řezných vložek podle tohoto vynálezu tvarování obvodové boční plochy 18, kdy první příčný řez, vedený řeznou vložkou kolmo ke středové ose v blízkosti horní plochy 12, je ohraničen tvarem bez zahloubení, zatímco druhý příčný řez, vedený řeznou vložkou kolmo ke středové ose v místě blíže ke spodní ploše 16 vykazuje «-násobnou otočnou souměrnost a obsahuje vybrané úseky, vytvářející opěrné plochy pro vzdorování účinkům kroutícího momentu, působícího kolem středové osy.

Za tím účelem je možno obvodovou boční plochu 18 rozdělit z hlediska výšky řezné vložky do přinejmenším dvou a typicky tří částí.

-10CZ 297840 B6

První část, nacházející se v blízkosti řezného břitu 14, tvoří podbroušenou boční plochu 28, která má nezahloubený příčný obrys. Spodní část obvodové boční plochy 18 tvoří žebrovanou boční plochu 30. Tato žebrovaná boční plocha 30 je s výhodou provedena s podbroušenou boční plochou 28 přechodovou částí 32, která vytváří postupný přechod mezi oběma tvarovými částmi, což bude podrobněji vysvětleno v dalším textu. Tyto části mají úseky, které poskytují opěrné plochy pro vzdorování účinkům kroutícího momentu kolem středové osy.

Podbroušená boční plocha 28 odpovídá geometrii použitého břitu. Proto v případě řezné vložky 10 má podbroušená boční plocha 28 tvar komolého kužele, který vykazuje kruhový tvar příčného řezu, odpovídající uvedenému kruhovému břitu. Na základě toho lze podbroušenou boční plochu 28 charakterizovat jako část řezné vložky, mající v podstatě stálou geometrii příčného řezu komor na středovou osu ve všech výškových úrovních, ačkoli rozměry této geometrie se mohou ve vztahu k výšce poněkud měnit.

Podbroušená boční plocha 28 výhodně směřuje dolů od řezného břitu 14 do vzdálenosti přibližně jedné desetiny celkové výšky řezné vložky 10.

Podbroušená boční plocha 28 se typicky svažuje v ostrém úhlu ψ vzhledem ke středové ose řezné vložky 10. Úhel ψ se obvykle označuje jako „první normální odlehčovací úhel“ řezné vložky, přičemž je výhodně menší než 20°, a jeho typická hodnota je přibližně 7°.

V případě negativní řezné vložky může úhel tg být přibližně 0°, takže podbroušená boční plocha 28 je válcovitá.

Pokud se týče znaků žebrované boční plochy 30, jde o výhodně vyřešenou žebrovanou plochu komolého jehlanu, jsou vytvořeny kanálky 34 mezi vyčnívajícími hřbety 36. Příčný řez kanálků 34 má s výhodou šípovitý tvar písmene V.

Žebrovaná boční plocha 30 se rozprostírá od spodní plochy 16 k rovině, která je kolmá k ose vložky a která je vyznačena na obr. 1 jako rovina I-I. Žebrovaná boční plocha 30 se rozprostírá výhodně na přinejmenším jedné osmině, a typicky přinejmenším na přibližně jedné čtvrtině, celkové délky řezné vložky. V závislosti na konstrukčním řešení přechodové části 32 boční plochy je možné žebrovanou boční plochu 30 vést na většině výšky obvodové boční plochy 18.

Žebrovanou boční plochu 30 je možno posuzovat jako povrch, mající „n“ hřbetů 36, z nichž každý má vrchol, který pravidelně přechází do dvojice rovinných a opačně se svažujících bočních opěrných ploch 38. Sousedící opěrné plochy 38 se protínají v pravidelných patních oblastech 40. Počet hřbetů se týká počtu otočných poloh vložky, které jsou konkrétně k dispozici. V případě kruhového břitu je n výhodně přinejmenším 5 a typicky 8 nebo i více.

Se stručným odkazem na obr. 2A a obr. 2B lze uvést, že tato vyobrazení ukazují, za jakých okolností lze příčný řez žebrovanou boční plochou 30, který je zde uveden s n = 5, považovat za ncípou hvězdu (obr. 2B), vymezenou otáčivým kopírováním η - 1 krát zahloubeného šípovitého tvaru „odvalovacího úseku“ (obr. 2B) jenž má souměrná ramena na každé straně půlícího poloměru. Odvalovací úsek je protilehlý ve vztahu ke středovému roztečnému úhlu β, který se rovná 360%.

Jak bude v dalším textu rozvedeno, jeden ze znaků určitých upřednostňovaných provedení řezné vložky 10 spočívá v tom že dvě boční opěrné plochy 38, nacházející se v odstupu od sebe, leží ve stejné rovině. V jednoduchém příkladu, kde n = 8, může být toto zajištěno tím, že souměrná ramena odvalovacího úseku svírají úhly γ s půlícím poloměrem, a to o velikosti 90° - β/2°. Odpovídající úhel a má velkost 90° - β°. Proto u tohoto příkladného provedení v případě osmi rohů jde o následující velikosti: a - 45°, β - 45° a γ = 67,5°. Tam, kde se uplatňuje větší počet

-11 CZ 297840 B6 rohů, mohou být plochami, ležícími v jedné rovině, dva nebo více než dva odděleně umístěné hřbety.

Dalším znakem určitých upřednostňovaných provedení řezné vložky 10 je to, že dvě boční opěrné plochy 38, které se nacházejí v určité vzdálenosti od sebe, se protínají s příčným řezem, vedeným řeznou vložkou 10 kolmo k její ose. Vlastní plochy se mohou odchylovat od kolmice vlivem svažování žebrované boční plochy 30. Tyto plochy jsou nazývány jako „kolmé opěrné plochy“. Tento požadavek lze rovněž definovat pomocí jednoduchých geometrických podmínek a na příkladu má tento požadavek konkrétní podobu úhlů zmiňované osmirohové vložky. Navíc existence přinejmenším některých vzájemně kolmých opěrných ploch následuje okamžité v jakémkoli případě, v němž n je násobkem 4.

Ve výhodném případě má žebrovaná boční plocha 30 ideálně tvar komolého jehlanu, což mimo jiné znamená, že všechny boční opěrné plochy 38 svírají stejný úhel π s osou řezné vložky 10 tak, jak je znázorněno na obr. 1B.

Přímým důsledkem toho je skutečnost, že pomyslná linie protínání dvojic bočních opěrných ploch 38, přidružených ke každému hřbetu 36, procházející seřazenými rohy obrysu takových mnohoúhelníkových úseků v podobě dokonalé hvězdy, svírá odpovídající úhel s kolmicí na základnu, který je funkcí jak a, tak i η, a který je dán vztahem:

φ = tg oblouku [sin(a)tg(p)J.

Úhel (g je větší, než odlehčovací úhel ψ, vztahující se k podbroušené boční ploše 28, jež se na řezné vložce nachází nejvýše. Z dané skutečnosti, že tlakový úhel a je menší, než 90°, vyplývá, že φ>η.

Je přirozené, že všechny obrysy mnohoúhelníkových částí ve tvaru dokonalé hvězdy se navzájem podobají, takže mohou být odvozeny od sebe pouhou změnou měřítka.

obr. IC znázorňuje žebrovanou boční plochu 30 v příčném řezu rovinou, vedenou podle přímky I-I z obr. 1, to znamená na spojení mezi žebrovanou boční plochou 30 a přechodovou částí 32 boční plochy.

Jak lze vidět, mnohoúhelníkový obrys žebrované boční plochy 30 ve tvaru hvězdy se odlišuje od dokonalého tvaru tím, že hřbety 36 a patní oblasti 40 jsou otupené a/nebo zaoblené.

V podmínkách praktického uplatňování jsou všechny mnohoúhelníkové obrysy ve tvaru hvězdy na všech vodorovných rovinách nejnižší části upraveny obvykle stejně, což znamená, že mají hřbety 36 a patní oblasti 40, které vykazují stejnou šířku zaoblených hran s výsledkem vytvořením hřbetů a patních oblastí se stejnými šířkami, jak je vidět na obr. 1B.

Protože hřbety 36 a patní oblasti 40 mají stejné šířky po celém jejich příslušném délkovém rozsahu, svírají stejný úhel cg s kolmicí k základně, předkládající pomyslnou linii protínání zmiňovaných bočních opěrných ploch 38.

Tím, že patní oblasti 40 přecházejí do zkosených ploch 42 na počátku přechodové části 32 boční plochy, se část mnohoúhelníkových obiysů ve tvaru hvězdy nejblíže k patní oblasti 40 postupně ztrácí. Na druhé straně se geometrie bočních opěrných ploch 38 poblíž hřbetu 36 udržuje až ke spojení mezi přechodovou částí 32 a podbroušenou boční plochou 28, kde vlastní hřbety 36 splývají s podbroušenou boční plochou 28.

- 12CZ 297840 B6

Vlastní přechodová část 32 je výsledkem překrytí či sjednocení prodloužené žebro váné části žebrovaného žebrované boční plochy 30 se zkosenou plochou 42, což je nejlépe vidět na obr. ID.

Výsledkem toho je, že přechodová část 32 vytváří postupný přechod, na kterém se hloubka kanálků 34 v obvodové boční ploše 18 postupně zmenšuje směrem k podbroušené boční ploše 28. Přechodová část 32 se nachází přinejmenším na jedné třetině výšky řezné vložky.

Z důvodů provádění technologie práškové metalurgie, jakož i z konstrukčních důvodů je horní podbroušená boční plocha 28 s řezným břitem 14 podpírána zkosenými plochami 42. Detaily tvaru zkoušených ploch 42 se mohou výrazně měnit. Mezi výhodné příklady patří úseky ve tvaru komolého kužele (to znamená zaoblené) nebo komolého jehlanu (to znamená s rovinnými plochami).

Na obr. 3 až obr. 6 je znázorněn obráběcí řezný nástroj nebo nástrojový držák 50, který je konstrukčně vyřešen a určen pro praktické používání podle tohoto vynálezu pro využívání množiny řezných vložek 10, uložených v úložných kapsách 52.

Každá kapsa 52 má základnu 54 pro podepírání řezné vložky a přinejmenším dvou, upřednostňované tří jejích bočních opěrných ploch, které slouží pro podepírání úhlově rozmístěných opěrných ploch 38, vytvořených na řezné vložce 10.

V předvedeném příkladě mezi tyto boční opěrné plochy patří první boční opěrná plocha 60, druhá boční opěrná plocha 58 a třetí boční opěrný plocha 56. Kombinace těchto bočních opěrných ploch vytváří boční opěrný a přídržný systém, jehož struktura je schopna odolávat značnému kroutícímu momentu.

Úložná kapsa může tvořit součást celku nástrojového držáku nebo nástavcovou součást, která se připojuje jakýmkoliv vhodným způsobem k nástrojovému držáku. V případě nástavcového držáku se jediný nástrojový držák může zhotovovat tak, aby prostřednictvím přiměřeného rozsahu nástavců mohl přijmout odpovídající škálu řezných vložek podle jejich standardizace. V dalším testu bude vysvětleno, že každá taková kapsa se může přizpůsobovat úplné sadě řezných vložek.

Další znaky kapsy 52 pro uložení řezné vložky jsou znázorněny na schematických vyobrazeních příčných řezů, vyobrazených na obr. 5 a obr. 6.

Kapsa 52 má dvě obecně kolmé boční stěny 62 a 64, přičemž boční opěrné plochy 56 a 58 tvoří součást celku stěny 62, přičemž opěrná plocha 60 je součástí celku stěny 64. Je výhodné, když opěrné plochy 56, 58 a 60 nekončí na úrovni základny 54 kapsy 52 uložení vložky. Opěrné plochy se týkají u jejich nejnižšího ohraničení ve vybraných dolních úsecích, které jsou vyhloubeny směrem od vložky.

Obr. 6, který znázorňuje část příčného řezu podle obr. 5, vedeného podle roviny VI-VI, na příkladu předvádí opěrnou plochu 58 boční stěny 62 a přidružené zahloubené spodní části 68 téže stěny.

Je zcela zřejmé, že nejvnitřnější opěrná plocha, kterou je druhá boční opěrná plocha 58 boční stěny 62, se může vynechat, protože zbývající opěrné plochy 56 a 60 plně vymezují účinný boční opěrný a přídržný systém. Avšak ve většině případ se upřednostňuje tříbodová nebo přesněji vyjádřeno tříplošná opěrná geometrie.

Na obr. 6 je rovněž znázorněno, že opěrné plochy leží v rovinách, jejichž šikmá poloha odpovídá zešikmení bočních opěrných ploch 38 řezné vložky, takže tyto opěrné plochy svírají úhel s kolmicí k základně plošiny úložné kapsy, přičemž tento úhel se podstatně rovná úhlu η, tvořenému bočními plochami 38 řezné vložky.

-13CZ 297840 B6

Je nutno brát v úvahu, že úhly na obr. 6 jsou přehnaně zvětšeny kvůli zřetelnosti. Při zhotovování nové úložné kapsy se připouštějí takové vůle šikmých úhlů opěrných ploch, aby po umístění řezné vložky do příslušné úložné kapsy byl zajištěn dotyk v horní oblasti opěrné plochy. V důsledku trvalé deformace, ke které dochází většinou v průběhu prvního upínání, se dotyk postupně šíří od horní oblasti a postupně zaujímá celou oblast nosné plochy.

Tímto způsobem opěrná plocha 38, která odpovídá svému „otisku“, vytváří podobu pásu s hloubkou „b“, jež odpovídá hloubce opěrného povrchu, přilehlého k boční opěrné ploše 38 směrem k vrcholu žebrované boční plochy 30, přičemž se rozprostírá v rozsahu přibližně b/2 do přechodové části 32 boční plochy.

Na obr. 4 je znázorněna kapsa 52, jejíž základna 54 je v podstatě rovinná a má středový závitový otvor 72. Závitový otvor 72 je velmi mírně odsazen od průchozího otvoru 26 řezné vložky tehdy, když se tato vložka nachází v úložné kapse ve stavu pevného upnutí, což se provádí dotažením upínacího šroubu. To zajišťuje přitlačení opěrných ploch řezné vložky k odpovídajícím opěrným plochám úložné kapsy.

Boční stěna 62 obsahuje již zmiňované opěrné plochy 56 a 58, zahloubené spodní části 66 a 68 a odlehčovací dutinu 74. Boční stěna 64 obsahuje opěrnou plochu 60, zahloubenou spodní část 70 a odlehčovací dutinu 76. Opěrné plochy 56, 58 a 60 jsou obvykle v podstatě rovinné a mohou být považovány za plochy vymezující roviny dotyku. Je však nutno zdůraznit, že lze použít i jiné podoby opěrných ploch, jako jsou například vypuklé plochy. Všechny opěrné plochy se s výhodou nacházejí zhruba ve stejné vzdálenosti od středové osy úložné kapsy.

S odvoláním na geometrii výše popisovaných opěrných ploch 38 lze tvrdit, že opěrná plocha 60 je obvykle kolmá k plochám 56 a 58, které jako takové obvykle leží ve stejné rovině. Proto také v tomto kontextu výraz „kolmý“ znamená to, že plochy zaujímají vůči sobě postavení v úhlu 90° z pohledu příčného řezu kolmo k ose kapsy (osa kapsy odpovídá ose řezné vložky tehdy, když je tato vložka upevněna v příslušné kapse).

Na základě dané skutečnosti, že opěrné plochy 58 a 60 jsou konstruovány pro opěrný dotyk s opěrnými plochami 38 na základě vytvoření vztahu ve smyslu pootočení o 90°, vytváří se rovněž vztah opěrné plochy 58 k opěrné ploše 60 ve smyslu pootočení o 90°.

Boční odlehčovací dutiny 74 a 76 musí být tvarově upraveny pro umísťování hřbetů 36' a 36'' řezné vložky (viz obr. 5), které se momentálně nevyužívají pro vymezování polohy vložky. Tento stav se může vyjadřovat v pojmech geometrických vlastností vlastní kapsy 52. Zejména je ústí dutiny 76 vytvořeno tak, aby se geometrické zobrazení boční opěrné plochy 60 ve smyslu pootočení o 45° kolem osy kapsy směrem k opěrné ploše 58 nacházelo v dutině 76.

Podobně ústí dutiny 74 je vytvořeno tak, aby se geometrické zobrazení boční opěrné plochy 58 ve smyslu pootočení o 45° kolem osy kapsy směrem k opěrné ploše 56 nacházelo v dutině 74.

V tomto kontextu je zcela zřejmé, že výraz „opěrná plocha“ vyznačuje tu část povrchu, která je tvarově upravena pro opěrný dotyk s odpovídajícími bočními opěrnými plochami 38 řezné vložky.

Na obr. IA je znázorněna řezná vložka 10, která obsahuje osm otočných poloh, které jsou vyznačeny na kruhové části 22 horní plochy 12 v podobě odpovídajících číselných znaků a které znázorňují používání osmi otočných souměrných hřbetů. Je však nutno zdůraznit, že vynález umožňuje uplatnění podstatně vyššího počtu otočných poloh.

Na obr. 7A až 7E je znázorněno druhé provedení řezné vložky 80, která je konstrukčně vyřešena a určena pro praktické používání podle tohoto vynálezu.

-14CZ 297840 B6

Řezná vložka 80 se podobá řezná vložce 10 s výjimkou toho, že uplatňuje mnohoúhelníkový řezný břit 82 s osmi otočnými řeznými břity 84. Umístění břitů je koordinováno s obvodovou boční plochou 86 s osmi hřbety, která se podobá žebrované boční ploše 30, popsané v předcházejícím textu.

Na bor. 7A je jasně vidět, že podbroušená boční plocha 88 má v tomto případě mnohoúhelníkový tvar, který odpovídá břitu 82, přičemž zkosená plocha 90 přechodové povrchové části má výhodně podobu komolého jehlanu. Popřípadě se na základě výhodné geometrie opěrných ploch kapsy mohou hřbety podbroušené boční plochy 88 pootočit na základě geometrie břitu. V uvedeném příkladě bylo provedeno pootočení o 15°, které je nejzřetelněji vidět na obr. 7D.

Z uvedeného vyplývá, že doposud popisovaná geometrie může být využita jako základ pro modulovou sestavu řezného nástroje.

Již nyní je zřejmé, že se řezná vložka 80, která je umístěna v kapse 52, může výměnným způsobem nahrazovat řeznou vložkou 10, takže oba tyto typy řezných vložek 10 a 80 mohou sloužit jako dvě součásti modulové sady vyměnitelných řezných vložek.

K tomu lze navíc dodat, že výhodné konstrukční řešení tohoto vynálezu rovněž poskytuje sestavu řezného nástroje s vyměnitelnými řeznými vložkami, majícími odlišný počet otočných poloh a rozdílných úhlů nastavení pro různé obráběcí účely.

Tyto a další znaky budou nyní vysvětleny s odkazem na obr. 9 až obr. 13, které souvisejí s popisem dvou dalších řezných vložek 100 a 102, jež jsou také využitelné pro umisťování v téže kapse 52 (viz obr. 3).

Před přímým výkladem zbývajících vyobrazení bude užitečné vysvětlit určitou terminologii, která se bude používat ve zbytku popisu, jakož i v patentových nárocích. Doposud byly prováděny odkazy na jednotlivé řezné vložky s daným pořádkem otočné souměrnosti, odpovídajícím danému počtu otočných poloh. Z důvodu jasnosti bylo toto označováno jako „«-násobná souměrnost“. Bude však nezbytné rozlišovat mezi vyměnitelnými řeznými vložkami, majícími rozdílné pořadí otočné souměrnosti, odpovídající odlišnému počtu otočných poloh.

Všechny sady nebo „rodiny“ vyměnitelných řezných vložek, které jsou zde popisovány, musejí mít určitý počet otočných poloh, které představují násobky některé vložky s nejnižší souměrností. Takto by jedna sada mohla mít 3, 6, 9 a dokonce i 11-násobnou souměrnost, zatímco jiná by mohla mít 5 a 10-násobnou souměrnost. Z důvodu zobecnění tohoto odkazu budou dvě řezné vložky z jedné sady popisovány jako řezné vložky, mající podle příslušností «-násobnou a m x «-násobnou souměrnost, kde «j e celé číslo, j ež j e větší nebo se rovná 3, a kde m j e celé číslo, j ež je větší nebo se rovná 2.

Jak je na nyní popisovaném příkladu vidět, tak řezné vložky 100 a 102 mají v obou případech 4-násobnou otočnou souměrnost, zatímco jak řezná vložka TO, tak i řezná vložka 80, má 8-násobnou otočnou souměrnost. Takže obě uvedené souměrností odpovídají podmínkám, kde « = 4 a m = 2.

Na obr. 8A až obr 8F je znázorněna řezná vložka 100, která má «-násobnou (v tomto případě 4-násobnou) otočnou souměrnost.

Zvláštním znakem výhodných provedení řezné vložky 100 je skutečnost, že je otočná výhradně v « otočných polohách v úložné kapse, která je tvarově upravena pro střídavě umísťování řezných vložek, majících jak «-násobnou otočnou souměrnost, tak i m x «-násobnou otočnou souměrnost, což v tomto případě představuje 4-násobnou a 8-násobnou otočnou souměrnost.

-15CZ 297840 B6 v

Řečeno obecně, řezná vložka 100 má celistvou strukturu, mající horní plochu 104, která je ohraničena řezným břitem 106, spodní plochou 108 a obvodovou boční plochou 110. Obvodová boční plocha 110 je tvarována tak, aby obrys prvního průřezu, vedený dolní částí řezné vložky kolmo k její středové ose 117, vykazoval podobu zahloubení, která obsahuje n rohových částí 112, jež jsou rozmístěny v určitých úhlech okolo středové osy, takže vytvářejí «-násobné boční opěrné prvky otočné souměrnosti, a aby opěrné výstupky vyčnívaly vnějším směrem z obvodové boční plochy mezi rohovými částmi. Tyto opěrné výstupky 114 jsou výhodně tvarována tak, aby při každém geometrickém znázornění obrysu rohových částí 112 v rozsahu otáčení v úhlu menším, než 360 /n kolem středové osy, vyčnívaly nad uvedený obrys.

Tyto geometrické vztahy budou srozumitelnější zejména s odkazem na obr. 8E a obr. 8F.

Obě tato vyobrazení znázorňují obdobné pohledy zespoda na řeznou vložku 100, avšak jsou na nich zakresleny rozdílné konstrukční linie, které poskytují lepší přesvědčivost znázornění.

Je však nutno zdůraznit, že ve zde uvedených příkladech začíná zobrazování požadované geometrie ve spodní části řezné vložky a pokračuje ke spodní ploše 108. Výsledkem toho je skutečnost, že pohled zespoda se může využívat k předvádění znaků s požadovanou geometrií. V obecném případě není nezbytné, aby tyto znaky byly vedeny až k základně. Stejné znaky se však budou nacházet v příčném řezu, vedeném v některém místě spodní části vložky. Výraz „spodní část“ v tomto kontextu označuje dolních 70 %, a s výhodou polovinu řezné vložky.

Obr. 8E znázorňuje spodní plochu 108 s přidáním rovných konstrukčních čar 118, spojujících rohové části 112. Na tomto vyobrazení je vidět, že rohové části 112, které jsou obdobou hřbetů 36, zmiňovaných v předcházejícím textu, v podstatě odpovídají rohovým oblastem pravidelného mnohoúhelníka s počtem n stran, přičemž v tomto případě jde o čtverec.

Tyto rohové části vytvářejí opěrné plochy s takovým tvarovým řešením, které je obdobou opěrných ploch výše popisovaných řezných vložek 10 a 80, avšak pouze se 4-násobnou souměrností. Rovněž i zde se může geometrie opěrných ploch pootočit ve vztahu ke geometrii břitu například o 15° proti směru pohybu hodinových ručiček, jako v právě popisovaném případě, za účelem dosažení požadovaného úhlu seřízení (v tomto případě K = 90°, jak lze vidět na obr. 9) břitu pro dané řešení struktury kapsy.

Obr. 10 znázorňuje vyrovnání těchto opěrných ploch s opěrnými plochami kapsy 52 tehdy, když je řezná vložka umístěna správně.

Obr. 8F znázorňuje spodní plochu 108, na které jsou superponovány čáry 119 vysoké souměrnosti, odpovídající vyšší souměrnosti osmihřbetové struktury spodní části řezných vložek 10 a 80. Rohové části 112 v podstatě odpovídají tvarům hřbetů, z čehož vyplývá, že jejich tvarové řešení vytváří odpovídající opěrné plochy. Na druhé straně odpovídající opěrné výstupky 114 jsou tvarovány tak, aby se významně odlišily od tvaru hřbetů, čímž se odvrací nebezpečí nesprávného pootáčení vložky v prostředních polohách.

V základním provedení mohou být výstupky 114 jednoduše zcela vynechány, aby byla vytvořena čtvercová základna. Nesprávné pootočení je pak rychle odhaleno zjištěním „uvolněného uložení“ a naprostou ztrátou přesného vyrovnání. Je však výhodné, když tvarové řešení opěrných výstupků 114 vytváří co největší možnou přídavnou podpěru pro břit.

V upřednostňovaných provedeních jsou navíc výstupky 114 tvarově řešeny tak, aby mechanicky zabraňovaly nesprávnému pootočení řezné vložky v úložné kapse.

Projevem uvedené mechanické zábrany při nesprávném umístění řezné vložky je stav, při němž výstupky 114 „nelícují“ s opěrnými plochami kapsy 52. Vyjádřeno přesněji, opěrné výstupky 114 jsou výhodně tvarovány tak, aby při pootočení obrysu rohových částí 112, odpovídajícím zde

-16CZ 297840 B6 popisovaným hřbetům, v rozsahu jakéhokoli úhlu, který je menší než krok mezi geometricky oddělenými polohami, což je 90° v případě 4-násobné symetrie, určitá část opěrných výčnělků přesahovala za obrys. Tato geometrická vlastnost zajišťuje, že v případě nesprávného úhlového umístění v kapse nebude řezná vložka „sedět“, čímž se tato chyba sama projeví. V tomto smyslu lze konstrukční řešení řezné vložky považovat za řešení, zajištěné proti nesprávnému zacházení.

Obr. 12 znázorňuje výsledek pokusu o nesprávné umístěné řezné vložky 100 v úložné kapse 52.

Je obvyklé, avšak nikoli nezbytné, že geometrie řezného břitu 106, která je definována pomocí obrysu příčného řezu, vedeného řeznou vložkou kolmo k její středové ose v blízkosti horního plochy 104, vykazuje tvar bez zahloubení. V tomto případě je geometrie břitu v podstatě čtvercová. Podoba zde uvedeného řezného břitu je sama o sobě běžně známý, přičemž každá otočná poloha vykazuje primární řezný břit pod vstupním úhlem K o velikosti v podstatě 90° a sekundární řezný břit 106' (viz obr. 10).

Výraz „vstupní úhel nebo úhel nastavení“, který se používá v tomto popisu a připojených nárocích, se zde definuje jako úhel K, který svírá první řezný břit řezné vložky, namontované v řezném nástroji, se směrem 116 posuvu nástroje.

Obr. 9A až obr. 9F znázorňují druhou řeznou vložku 102, která má «-násobnou (v tomto případě 4-násobnou) obočnou souměrnost.

Druhý řezná vložka 102 se koncepčně a strukturálně podobá řezné vložce 100, a proto stejné vztahové značky označují obdobné součásti. Vložka 102 se liší od vložky 100 v tom, že úhel nastavení má v podstatě velikost 45°.

Na obr. 9E je znázorněno směrování rohových částí 112, které je pootočeno o 30° ve směru pohybu hodinových ručiček ve vztahu ke geometrii prvního břitu. To vytváří požadovaný úhel nastavení, mající v podstatě velikost 45°, v podmínkách umístění v kapse 52 tak, jak je to znázorněno na obr. 11.

Obr. 13 znázorňuje výsledek pokusu o nesprávné umístění řezné vložky 102 ve úložné kapse 52.

Také v tomto případě řezná geometrie vložky 102 představuje sama o sobě běžně známé geometrické řešení 45° čtvercové vložky.

Je zcela zřejmé, že znaky řezných vložek 100 a 102 diktuje dodatečné geometrické požadavky na kapsu 52. Obzvláště boční odlehčovací dutiny 74 a 76 musí být vytvořeny tak, aby se přizpůsobily opěrným výstupkům 114 všech součástí sady vložek, která je určena pro používání v kombinaci s úložnou kapsou 52.

Je zcela jasné, že sestavy řezných nástrojů podle tohoto vynálezu se neomezují pouze na vložky s řeznou geometrií bez zahloubení. Obr. 14 znázorňuje příklad řezné vložky 120, která se podobá výše popisované řezné vložce 100, avšak s tím rozdílem, že má řezný břit 122 se zahloubením.

Jak již bylo v předcházejícím textu uvedeno, je důležité vzít v úvahu, že se principy modulové sestavy řezné vložky a odpovídajících kapes a řezných vložek podle tohoto vynálezu neomezují na 4-násobnou a 8-násobnou souměrnost popsané sady vložek.

Obr. 15 a obr. 16 znázorňuje pomocí schematického vyobrazení možnou opěrnou geometrii příslušných sad vložek s 3-násobnou a 6-násobnou otočnou souměrností a 5-násobnou a 10-násobnou otočnou souměrností. V každém případě může řeznou geometrií být jakákoli požadovaná řezná geometrie s přijatelnou souměrností. Tvar hřbetu základny dolní souměrnosti vložky může mít v každém případě buď pravidelné geometrické řešení, nebo řešení „znemožňující nesprávné

-17CZ 297840 B6 zacházení“, obsahující boční opěrné výstupky (nejsou znázorněny), které jsou funkčně ekvivalentní jako výše popisované opěrné výstupky 114.

Je nutno rovněž konstatovat, že každá sada vložek může obsahovat více než dvě rozdílné úrovně souměrnosti. Například výše popisovaná kapsa 52 se může s minimálními úpravami používat také v případě vložky s 11-násobnou souměrností.

Přestože byl předmět tohoto vynálezu shora popsán s odkazem na jeho určitá specifická provedení, je zcela pochopitelné, že tato provedení a jejich úprava slouží pouze jako příkladná provedení, přičemž předmět tohoto vynálezu může být prováděn s celou řadou dalších mechanických modifikací a adaptací, aniž by došlo k odchýlení se z rozsahu následujících patentových nároků.

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Nástrojový držák pro střídavé umísťování první řezné vložky (10, 80), otočné přesně vn otočných polohách, a druhé řezné vložky (100, 102, 120), otočné v mxn otočných polohách, ale alespoň jednu hodnotu každého n a m, kdy n > 3 a m > 2, přičemž nástrojový držák obsahuje alespoň jednu kapsu (52) pro uložení vložky, vymezenou vzhledem k ose (117), procházející touto kapsou (52), se kterou má být středová osa řezné vložky vyrovnána, přičemž kapsa (52) obsahuje:

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Nástrojový držák pro střídavé umísťování první řezné vložky (10, 80), otočné přesně vn otočných polohách, a druhé řezné vložky (100, 102, 120), otočné v mxn otočných polohách, ale alespoň jednu hodnotu každého n a m, kdy n > 3 a m > 2, přičemž nástrojový držák obsahuje alespoň jednu kapsu (52) pro uložení vložky, vymezenou vzhledem k ose (117), procházející touto kapsou (52), se kterou má být středová osa řezné vložky vyrovnána, přičemž kapsa (52) obsahuje:

   (a) základnu (54) pro podpírání řezných vložek, (b) první boční opěrnou plochu (60), druhou boční opěrnou plochu (58) a třetí boční opěrnou plochu (56), přičemž tyto plochy jsou úhlově a ve stejných vzdálenostech rozmístěny kolem osy (117), (c) první boční dutinu (76), umístěnou mezi první boční opěrnou plochou (60) a druhou boční opěrnou plochou (58), a (d) druhou boční dutinu (74), umístěnou mezi druhou boční opěrnou plochou (58) a třetí boční opěrnou plochou (56), přičemž první boční dutina (76) a druhá boční dutina (74) jsou vytvořeny tak, že geometrická zobrazení první boční opěrné plochy (60) a druhé boční opěrné plochy (58) prostřednictvím otáčení o 360°/(m x ri) kolem osy (117) leží příslušně v první boční dutině (76) a ve druhé boční dutině (74).
2. 2. Nástrojový držák podle nároku 1,vyznačující se tím, že první, druhá a třetí boční opěrná plocha (60, 58, 56) vymezuje příslušně první, druhou a třetí rovinu, přičemž první rovina je ve vzájemném vztahu k druhé rovině prostřednictvím pootočení o 360°/n kolem osy.
3. 3. Nástrojový držák podle nároku 2, vyznačující se t í m, že druhá a třetí rovina kapsy (52) jsou v podstatě koplanámí.
4. 4. Nástrojovýdržákpodlenároku 1, vyznačuj ící se t í m, že n = 4 a m = 2.
5. 5. Řezná vložka (100, 102, 120), mající «-násobnou otočnou souměrnost pro některé hodnoty n, kde n > 3, tato řezná vložka je otočná výlučně v n otočných polohách v kapse (52) pro uložení vložky, která je uspořádána pro střídavé uložení řezných vložek, majících jak n násobnou otočnou souměrnost, tak i m x n násobnou otočnou souměrnost pro některou hodnotu m, kdy m>2,

   -18CZ 297840 B6 přičemž řezná vložka má jednotnou konstrukci, mající horní plochu, ohraničenou řezným břitem, základnu, obvodovou boční plochu (110) a středovou osu (117), přičemž obvodová boční plocha je tvarována tak, že obrys prvního řezu, vedeného spodní částí řezné vložky kolmo na středovou osu (117), vykazuje zahloubený tvar, obsahující:

   (a) n rohových částí (112), úhlově rozmístěných kolem středové osy (117), přičemž rohové části (112) odpovídají n násobné otočné souměrnosti bočních opěrných prvků, a (b) opěrné výstupky (114), vyčnívající směrem ven od obvodové boční plochy mezi rohovými částmi, přičemž opěrné výstupky jsou tvarovány tak, že při každém geometrickém znázornění obrysu rohových částí prostřednictvím pootočení o úhel menší, než 360°/«, kolem středové osy, zasahují opěrné výstupky přes tento obrys.
6. 6. Řezná vložka podle nároku 5, vyznačující se tím, že obvodová boční plocha (110) je dále tvarována tak, že obrys druhého řezu, vedeného řeznou vložkou kolmo ke středové ose a v blízkosti horní plochy, vykazuje nezahloubený tvar.
7. 7. Řezná vložka podle nároku 5, v y z n a č u j í c í se tím, že rohové části odpovídají v podstatě rohovým oblastem pravidelného mnohoúhelníka s n stranami.
8. 8. Řezná vložka podle nároku 5, v y z n a č u j í c í se tím, že obvodová boční plocha je dále tvarována tak, že obrys druhého řezu, vedeného řeznou vložkou kolmo ke středové ose a v blízkosti horní plochy, vykazuje zahloubený tvar.
9. 9. Řezná vložka podle nároku 5, vyznačující se t í m , že n = 4 a m = 2.
10. 10. Modulová sestava řezného nástroje, obsahující:

    (a) řeznou vložku podle nároku 5, a (b) nástrojový držák (50), mající alespoň jednu kapsu (52) pro uložení řezné vložky, přičemž tato kapsa (52) obsahuje:

    (i) základnu (54) pro podpírání řezné vložky, (ii) první boční opěrnou plochu (60), druhou boční opěrnou plochu (58) a třetí boční opěrnou plochu (56), uspořádané pro podepírání odpovídajících tří z bočních opěrných prvků řezné vložky, (iii) první boční dutinu (76), umístěnou mezí první a druhou boční opěrnou plochou pro uložení prvního z opěrných výstupků, a (iv) druhou boční dutinu (74), umístěnou mezi druhou a třetí boční opěrnou plochou pro uložení druhého z opěrných výstupků.