CZ305338B6 - Způsob vytvoření martenzitické struktury v dutině vřetene - Google Patents

Abstract

 Řešením je způsob vytvoření martenzitické struktury v upínací dutině vřetene zhotoveného z kalitelné oceli. Na vnitřní stěnu (S) upínací dutiny se působí laserovým paprskem (L) pod úhlem .alfa. maximálně 80.degree. od kolmice (K) po dobu, kdy se dosáhne austenitu alespoň do hloubky 0,3 mm po opracování, načež se nechá vychladnout na teplotu okolí.

Description

Oblast techniky

Vynálezem je způsob vytvoření martenzitické struktury v dutině vřetene pro upínání nástrojů, zhotoveného z kalitelné oceli.

Dosavadní stav techniky

Pro dokonalé mechanické vlastnosti je povrch dutiny vřetene urěeného pro upnutí nástroje s kuželovou stopkou opatřený martenzitickou strukturou. K tomu účelu se povrch dutiny vřetene cementuje a následně kalí. Části povrchu polotovaru vřetene, které je nežádoucí cementovat, se opatří patřičným přídavkem, s jehož odstraněním se odstraní tvrdá cementovaná vrstva. U povrchů, které je potřeba opatřit martenzitickou strukturou, je jen takový přídavek pro broušení, jehož odstraněním se ponechá žádoucí tloušťka martenzitické struktury. Při tomto postupu je potřeba vždy celý polotovar vřetene podrobit procesu tepelného zpracování a následnému mechanickému opracování, které odstraní nejen přídavky na opracování, ale i vzniklé deformace teplem. Opracování se provádí zpravidla broušením povrchu celého polotovaru vřetene. Tepelné zpracování a následné mechanické opracování prodlužuje a zdražuje výrobu takové součásti.

Jsou známé pracovní postupy, které minimalizují tepelné namáhání ocelového polotovaru. K působení tepelné energie na ocelový polotovar z kalitelné oceli se používá tepelná energie laserového paprsku. Takové řešení je kupříkladu popsáno v dokumentu PV 3605-96 a zabývá se zpevňováním kluzných ploch na rotačně se pohybujících součástech pro vedení či navíjení drátů. V dokumentu je popsáno kladení stop na povrchy rotačně se pohybujících ploch. Z dosavadní praxe není známo, že by se laserovým paprskem zpevňovaly povrchy otvorů, jakož i osové otvory rotačních předmětů.

Podstata řešení

Vynálezem je vytvoření martenzitické struktury v upínací dutině vřetene zhotoveného z kalitelné oceli. Martenzitická struktura se vytváří působením laserového paprsku na vnitřní povrch upínací dutiny pod úhlem α maximálně 80° od kolmice po dobu, kdy se dosáhne austenitu alespoň do hloubky 0,3 mm po opracování. Následně se nechá vychladnout na teplotu okolí, přičemž se vytvoří martenzitická struktura, tím je využíváno samoochlazovacího efektu. Uplatněním laserového paprsku dochází k minimalizaci tepelného namáhání a ke vzniku deformací polotovaru. Martenzitická struktura se vytvoří pouze na požadované ploše. Ostatní povrch je nedotčený a přídavek pro broušení je ponechán jenom na povrchu vystavenému laserovému kalení.

Pro dokonalost vnitřního povrchu je vhodné, když stopa laserového paprsku se nanáší na vnitřní stěnu upínací dutiny za současného otáčení vřetene v kruhových stopách s přesahem alespoň 5 %. Tím vznikne celistvá kalená plocha o homogenní martenzitické struktuře požadované tvrdosti.

Objasnění výkresů

Na přiloženém obr. 1 je znázorněno vřeteno s upínací dutinou s vyznačenou částí s vytvořenou martenzitickou strukturou.

- 1 CZ 305338 B6

Příklady uskutečnění vynálezu

Vřeteno s upínací dutinou pro upínání nástrojů je určené pro obráběcí stroj. Materiálem vřetene je kalitelná ocel, kde v upínací dutině je vytvořena martenzitická struktura o tloušťce alespoň 0,3 mm po opracování která je vytvořena laserovým kalením a to tak, že na vnitřní stěny S upínací dutiny se působí laserovým paprskem L na vlnových délkách 900 až 1100 nm o výkonu maximálně 6 kW pod úhlem α maximálně 80° od kolmice K. Laserovým paprskem L se působí po dobu, kdy se dosáhne austenitu alespoň do hloubky 0,3 mm po opracování, načež se využije samoochlazovacího procesu a polotovar se nechá vychladnout na teplotu okolí, čímž se austenit překrystalizuje alespoň částečně v martenzit. Při působení laserového paprsku L se jeho stopa průběžně nanáší na vnitřní stěnu S upínací dutiny za současného otáčení vřetene v kruhových stopách s přesahem alespoň 5 %, ale podle potřeby může být i více. Následně se takto zakalený povrch obrousí do požadovaného rozměru.

Průmyslová využitelnost

Uvedené řešení lze využít u všech součástí zhotovených z kalitelné oceli, kde je požadováno zakalení povrchu v otvoru, jako kupříkladu u držáků nástrojů, redukčních pouzder, matic kuličkových šroubů, raznic stříhacího a lisovacího nářadí.

Claims (2)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob vytvoření martenzitické struktury v upínací dutině vřetene zhotoveného z kalitelné oceli, vyznačující se tím, že na vnitřní stěnu (S) upínací dutiny se působí laserovým paprskem (L) pod úhlem α maximálně 80° od kolmice (K) po dobu kdy se dosáhne austenitu alespoň do hloubky 0,3 mm po opracování, načež se nechá vychladnout na teplotu okolí.
2. 2. Způsob vytvoření martenzitické struktury podle nároku 1, vyznačující se tím, že stopa laserového paprsku (L) se nanáší na vnitřní stěnu (S) upínací dutiny za současného otáčení vřetene v kruhových stopách s přesahem alespoň 5 %.