CZ309670B6 - Nástroj pro třískové obrábění - Google Patents
Nástroj pro třískové obrábění Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309670B6 CZ309670B6 CZ2022-310A CZ2022310A CZ309670B6 CZ 309670 B6 CZ309670 B6 CZ 309670B6 CZ 2022310 A CZ2022310 A CZ 2022310A CZ 309670 B6 CZ309670 B6 CZ 309670B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- tool
- chip
- cutting
- machining according
- cross
- Prior art date
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims abstract description 103
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 24
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 46
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 5
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 3
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 3
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 210000001061 forehead Anatomy 0.000 description 2
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/10—Cutting tools with special provision for cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
- B23B27/16—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with exchangeable cutting bits or cutting inserts, e.g. able to be clamped
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/22—Cutting tools with chip-breaking equipment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
Nástroj pro třískové obrábění obsahuje těleso (1) nástroje s lůžkem (18), ve kterém je upevněný vyměnitelný břitový element (2) s připájenou řeznou částí (9) ze supertvrdého materiálu. Geometrie řezné části (9) je tvořena čelem (17), hřbetem (12), ostřím (13) a zpevňující čelní fazetou (14) opatřenou utvařečem (15) třísek. Těleso (1) nástroje je opatřeno soustavou (3) kanálků pro rozvod procesního média, připojenou k rozvodu (4) na zadní straně tělesa (1) nástroje, která má první vyústění (5) do lůžka (18), kde je propojeno s navazujícím kanálkem (7) ústícím v pájeném spoji (8) mezi břitovým elementem (2) a řeznou částí (9) jednak do drážkových vývodů (10) média na hřbet (12) a jednak do kruhových vývodů (11) na čelo řezné části, a druhé vyústění (19) je na spodní straně tělesa (1) nástroje proti lůžku (18) a je opatřeno zaslepením (6).
Description
Nástroj pro třískové obrábění
Oblast techniky
Vynález se týká nástroje pro třískové obrábění s pájeným břitem ze supertvrdého materiálu pracujícího za podmínek vedoucích k vysokému tepelnému a mechanickému zatížení řezné části při tvorbě třísky.
Dosavadní stav techniky
Současná řešení obráběcích nástrojů s břitovými částmi ze supertvrdých materiálů (nejčastěji polykrystalický diamant - PKD, chemicky nanesený diamant - CVD-d, polykrystalický kubický nitrid boru - PKNB) napájenými na řezném elementu nejčastěji ze slinutého karbidu jsou opatřena externím, to znamená vedeným mimo samotný řezný element, přívodem procesního média do místa řezu na čelo případně i na hřbet břitu. Takové provedení vede na mnohdy nedostatečný efekt chlazení jak zóny obrábění, tak i pájeného spoje. Při intenzivnějších pracovních podmínkách dochází k přehřátí spoje a břitu nad únosnou mez, což způsobuje rychlou degradaci břitu a omezuje možnosti zvyšování pracovních podmínek (především řezné rychlosti a posuvu) při obrábění řady moderních konstrukčních materiálů.
Některá z dosud známých řešení ze stavu techniky popisují různé varianty provedení rozvodných kanálků řeznými nástroji zejména za účelem přívodu procesního média do zóny obrábění. Neřeší však únosnost pájeného spoje.
Chlazením břitu rozvodem uvnitř nožového držáku a vyměnitelné břitové destičky (VBD) se zabývá patent US 20130251463. Chladicí médium zde pouze proudí z tělesa nože na čelo a hřbet břitu, není uvažován nástroj ze supertvrdého materiálu a uvedené řešení nemůže dosahovat parametrů požadovaných pro obrábění nástroji ze supertvrdých materiálů.
V rámci dokumentu WO 2019224825 chladivo zachlazuje pouze vnitřek břitu monolitického vyměnitelného břitového elementu a následně odchází rozhraním mezi VBD a ustavovací destičkou mimo zónu obrábění. Obdobně je chlazení břitového elementu řešeno u vynálezů v US 10882115 a US 10124412 s tím rozdílem, že médium po ochlazení vnitřku řezného elementu odchází zcela mimo zónu obrábění zpět nožovým držákem, tedy jak bez možnosti chlazení zóny obrábění, tak i případného pájeného spoje. Navíc u takových řešení nejsou využity další účinky média, jako například čistící a mazací.
Dokument WO 0149448 popisuje způsob chlazení vyměnitelné břitové destičky prostřednictvím uzavřeného bezztrátového okruhu chladiva v nástroji přiváděnému k místu rozhraní mezi destičkou a dosedací plochou. Podobně je řešen průtok média nástrojem i v EP 1199126. Tyto způsoby neumožňují chlazení případného pájeného spoje ani ovlivnění zóny obrábění. Navíc nejsou využity mazací a čisticí účinky média.
Přívod chladicího média efektivněji k místu obrábění je popsán v US 8596935 a US 005340242. Rozvod média je zde veden upínacím šroubkem pouze na čelo břitu.
Vnitřní rozvod chladicího média dělenou břitovou destičkou na čelo břitu je popsán v US 8328471. Nevýhodou řešení je, že dochází k přehřívání případného pájeného spoje a jeho nedostatečné únosnosti při zvýšených pracovních podmínkách/teplotách.
Vynález US 20160151871 popisuje pouze řešení pro rozvod superkritického média vyměnitelnou břitovou destičkou do zóny obrábění. Únosnost pájeného spoje není řešena. Užitný vzor CZ 17715 je řešením pro vnitřní přívod přídavné energie k místu řezu z čela a/nebo ze hřbetu. Uvedené
- 1 CZ 309670 B6 konstrukční uspořádání nevede k možnosti využití kanálků pro přívod procesního média ani do pájeného spoje a ani k čelní fazetě.
Posledním obdobným typem řešení je patent US 6053669. Interní přívod chladivá do zóny řezání je realizován ze hřbetu porézním podkladovým materiálem, na kterém je nanesena vrstva vlastního řezného materiálu. Tento způsob neumožňuje ochlazovat pájený spoj stejně jako vést médium přímo do místa kontaktu čela břitu a vznikající třísky. Nelze proto ovlivnit její tvorbu a ani teplotu pájeného spoje.
V případě supertvrdých řezných materiálů je břit obráběcího nástroje tvořen buď rovinnou plochou čela, plochou hřbetu a ostřím nebo rovinnou plochou čela, plochou hřbetu, ostřím a přechodovým prvkem mezi čelní plochou a ostřím - tzv. čelní fazetou anebo plochou čela s utvařečem třísek s/bez čelní fazety, plochou hřbetu a ostřím. Utvařeč třísky na jedné straně zajišťuje potřebné formování třísky a snižuje mechanické a tepelné zatížení, ale na druhé straně snižuje pevnost břitu, která je u supertvrdých materiálů limitována nízkou vrubovou houževnatostí. Z tohoto důvodu se v těchto materiálech používá utvařeč třísky výhradně při obrábění méně tvrdých a houževnatých materiálů, jako jsou například plasty, kompozitní materiály nebo hliníkové a měděné slitiny. Obrábění materiálů tvrdých a těch vedoucích k velkému řeznému odporu má za následek vysoké mechanické a tepelné zatížení břitu. Pro nástroje ze supertvrdého materiálu je za takových podmínek podstatné zpevnit břit větším poloměrem ostří a výrazně negativní čelní fazetou. V takovém případě ovšem dochází k utváření třísky pouze touto fazetou a ostřím, což resultuje v intenzivní deformaci obráběného materiálu a další zvyšování mechanického a tepelného zatížení nástroje a povrchu obrobku. Deformace materiálu zasahuje hlouběji do povrchové vrstvy obrobku a tím může negativně ovlivnit její vlastnosti. Navíc vzniká nežádoucí dlouhá plynulá tříska.
Jsou popsána konkrétní provedení utvařeče na ploše čela břitu, například v dokumentu CZ 2004553. Uvedená provedení jsou velkoplošná a tvarově komplikovaná a využitelná především pro lisované VBD ze slinutého karbidu s uzpůsobením velké části čela břitu. Tato řešení nejsou efektivní ani pro výrobu a ani pro použití v kombinaci supertvrdý řezný materiál - těžkoobrobitelný materiál obrobku.
Existují řešení s konkrétním provedením a způsobem výroby utvařeče třísek v supertvrdých (PKNB a PKD) materiálech, jako například US 20170320142, US 5026960, CN 103009835, EP 1023962 a EP 2067552. Ve všech těchto případech se jedná o makroskopická provedení tvarových ploch vedoucí k celkové pozitivitě a nedostatečné pevnosti celého břitu pro obrábění materiálů s vyšší tvrdostí a pevností.
Příklad jednoduchého pevnost břitu nesnižujícího utvařeče třísek v PKNB materiálu je popsán v dokumentu WO 2001060552. V tomto případě je supertvrdý materiál nanesen na podkladové desce ze slinutého karbidu. Jednoduchý utvařeč tak není vytvořený způsobem s odebráním supertvrdého řezného materiálu a není situován pouze do čelní fazety. Utvařeč tedy spíše komplikuje proces tvorby třísky zvyšováním mechanického a teplotního zatížení břitu a pájeného spoje.
V dokumentu US 006447560 je popsána metoda výroby utvařeče v PKD a PKNB způsobem, kdy makroskopický tvar utvařeče vzniká již při prvotním sintrování bez potřeby dalších výrobních procesů, jako jsou elektrojiskrové obrábění, broušení a/nebo laser. Nevýhodou takového utvařeče je nevhodnost pro dokončovací obrábění, nepodpora účinků procesní kapaliny a významné snížení pevnosti břitu.
Patent EP 1023961 popisuje nástroje z PKD a PKNB s utvařečem tvořeným zahloubením ekvidistantně vedeným podle celé řezné hrany nebo její větší části v různých provedeních (typech nástrojů). Nevýhodou řešení je umístění zahloubení v čelní ploše a ne přímo ve zpevňující fazetě, čímž nevzniká přínos pro tvorbu třísky a únosnost břitu při obrábění tvrdých a pevných materiálů.
Vynález US 20120230785 obsahuje řešení utvařeče třísek v napájeném segmentu z kombinace
- 2 CZ 309670 B6 supertvrdého materiálu a slinutého karbidu. V supertvrdém materiálu je na čele vytvořena drážka s funkcí utvařeče. Tato drážka však není umístěna v nezbytné blízkosti ostří - na čelní fazetě - ale až dále za ní v čelní ploše. Kombinace supertvrdého materiálu a měkčího slinutého karbidu pro utvařeč by navíc neumožňovala efektivní použití nástroje pro tvrdé obráběné materiály.
V CZ 30072 je popsáno řešení povrchové mikrostruktury břitu řezného nástroje, která je na některé z ploch jeho geometrie - čelo, utvařeč, fazeta, hřbet - tvořena různoběžnými vzájemně se protínajícími a překrývajícími mikrodrážkami tvořícími soustavu ostrůvků s průměrem vepsané kružnice větším než 10 mikrometrů. Takové struktury nemají dostatečný potenciál pro ovlivnění tvorby třísky - snížení tření a opotřebení a pro zvýšení účinku procesního média.
Dokument US 2014212232 popisuje řešení strukturování ostří nástroje periodickým a aperiodickými prvky (vroubky) velikosti od jednotek nanometrů až po 10 mikrometrů. Pakliže je ovšem strukturováno pouze ostří a navíc nepravidelnou strukturou není možno dosáhnout dostatečného a opakovatelného efektu pro ovlivnění procesu tvorby třísky a vlivu dodávaného procesního média ve tvrdém materiálu obráběném nástrojem z PKNB.
V dokumentu JP 2012061539 je chráněno řešení CBN destičky pro dosažení zvýšené odolnosti proti opotřebení a z toho plynoucí dodržení požadované vysoké kvality povrchu. Těchto schopností je dosaženo drážkami na hřbetě břitu paralelně k ostří a o šířce mezi 1 až 25 mikrometrů, hloubce 1,5 až 15 mikrometrů a vzdáleností mezi drážkami 3 až 25 mikrometrů. Plocha drážek může být na hřbetě umístěna ve vzdálenosti v rozsahu 5 až 300 mikrometrů od řezné hrany. Drážky umístěné na hřbetě však nemají schopnost dostatečného ovlivnění dějů odehrávajících se při tvorbě třísky v oblasti primární plastické deformace a na čele břitu. Podobné řešení s lineárními drážkami na hřbetě břitu je obsahem i dokumentu JP 2015160266. Lze sice potvrdit zvýšení účinku procesní kapaliny pro snížení opotřebení na hřbetě, nicméně ovlivnění přímo procesu tvorby třísky a zvýšení účinku procesního média není dostatečné.
Podstata vynálezu
Nástroj pro třískové obrábění obsahující těleso nástroje s lůžkem, ve kterém je upevněný vyměnitelný břitový element s připájenou řeznou částí ze supertvrdého materiálu má geometrii řezné části tvořenou čelem, hřbetem, ostřím a zpevňující čelní fazetou opatřenou utvařečem třísek. Těleso nástroje je opatřeno soustavou kanálků pro rozvod procesního média, připojenou k rozvodu na zadní straně tělesa nástroje, která má první vyústění do lůžka, kde je propojeno s navazujícím kanálkem ústícím v pájeném spoji mezi břitovým elementem a řeznou částí jednak do drážkových vývodů média na hřbet a jednak do kruhových vývodů na čelo řezné části a druhé vyústění je na spodní straně tělesa nástroje proti lůžku a je opatřeno zaslepením. Výhodně má břitový element tvar vybraný ze skupiny C, R, V, W, T, D, S. Břitový element má výhodně upínání vybrané ze skupiny: upnutí upínkou utahovanou šroubem, šroubkem za centrální otvor. Zaslepení je ve výhodném provedení rozebíratelné. Ve výhodném provedení je břitový element ze slinutého karbidu. Řezná část je výhodně vyrobena z polykrystalického kubického nitridu boru. Průřez drážkových vývodů je s výhodou vybrán ze skupiny: kruhový, půlkruhový, oválný, čtvercový, obdélníkový a počet drážkových vývodů je výhodně 1 až 10. Plocha průřezu jednoho drážkového vývodu je výhodně od 0,005 mm2 do 5 mm2. Kruhové vývody s vyústěním do utvařeče třísek mají s výhodou počet 1 až 5 a plocha průřezu jednoho kruhového vývodu je výhodně od 0,005 mm2 do 5 mm2.
Výhodný tvar utvařeče třísek je vybrán ze skupiny: soustava rádiusových prvků, jedné liniové drážky, dvou liniových drážek umístěných ekvidistantně k ostří, soustava zahloubení čtvercového průřezu, soustava zahloubení kruhového průřezu, soustava zahloubení obdélníkového průřezu, soustava zahloubení oválného průřezu a soustava zahloubení trojúhelníkového průřezu. Výhodně je povrch zpevňující fazety včetně utvařeče třísek opatřen úpravou prakticky paralelních liniových drážek.
- 3 CZ 309670 B6
Výhodou nástroje podle technického řešení je nový efektivní způsob rozvodu procesního média skrze pájený spoj a do místa řezu v kombinaci se specifickou geometrií utvařeče třísek umístěného ve zpevňující fazetě v možné variantě s povrchovou úpravou pro zvýšení účinnosti působení procesního média a pro docílení změny podmínek při utváření třísky. Navíc se vytváří ustálené teplotní pole při snížené teplotě aktivní části obráběcího nástroje a v zóně obrábění. Tím je umožněno dosažení vyšších podmínek obrábění, zejména řezné rychlosti.
Pájený spoj je ve může realizován metodou vakuového pájení. Přívod média do pájeného spoje může být vytvořen před procesem pájení nebo až po něm, a to některou z technologií EDM nebo laserem.
Do vyústění média v pájeném spoji jsou napojeny kanálky pro rozvod média na čelo a hřbet břitu. Kanálky mohou být vytvořeny před napájením řezného elementu nebo až po něm, a to některou z technologií broušení, EDM nebo laserem.
Tvar, rozměry, orientace a kvalita provedení ploch má určující vliv na funkci břitu a výsledky obrábění, a proto je třeba je volit specificky pro každý případ obrábění.
Negativní zpevňující čelní fazeta je vyrobena podél celého ostří nebo jen v jeho části. Fazeta má ve výhodném provedení šířku od 0,05 do 0,5 mm a úhel čela v ortogonální rovině od -0,5° do 45°.
Kanálek malého průměru s vyústěním blízko oblasti tvorby třísky umožňuje jednak podporu vhodného utváření třísky a také efektivní chlazení a mazání rozhraní mezi třískou a čelem břitu. Ve výhodném provedení mohou být kanálky vyústěny právě na hranu přechodu konce utvařeče a navazující čelní plochy břitu.
Povrch utvařeče třísek je opatřen topografií tvořenou řízeně vytvořenou pravidelnou strukturou ve formě rovnoběžných submikronových linií. Tato struktura se skládá z jednotlivých drážek, které mají v obou hlavních charakteristikách (hloubka, šířka) rozměry rovny nebo menší než 1 mikrometr. Vzájemná vzdálenost (rozteč) drážek od sebe je rovna nebo menší než 1 mikrometr. Vytvořený rast drážek může být vůči ostří orientován o libovolný úhel mezi směrem ostří a směrem největšího rozměru (délky) drážek, a to v rozsahu 0 až 180°. Struktura může pokrývat jen části nebo i celé plochy utvařeče třísek a fazety. Struktura je vytvořena laserem v průběhu výroby utvařeče nebo jako navazující výrobní operace. Přínos takto vytvořené struktury je v pozitivním ovlivnění procesu tvorby třísky, ve zvýšení otěruvzdornosti povrchu nástroje, zvýšení účinku procesního média a změně třecích podmínek mezi nástrojem a třískou/obrobkem.
Objasnění výkresů
Vynález je zobrazen na přiložených výkresech následujícím způsobem:
Obr. 1: Obecný 3D pohled na provedení nástroje tvořeného tělesem a vyměnitelným břitovým elementem s napájenou řeznou částí ze supertvrdého materiálu.
Obr. 2: Půdorys provedení nástroje tvořeného tělesem a vyměnitelným břitovým elementem s napájenou řeznou částí ze supertvrdého materiálu.
Obr. 3: Řez tělesem nástroje pro vyobrazení soustavy rozvodných kanálků včetně zaslepení přívodního kanálku do lůžka a s upnutým vyměnitelným břitovým elementem s napájenou řeznou částí.
Obr. 4: Řez tělesem nástroje pro vyobrazení soustavy rozvodných kanálků s vyobrazeným
- 4 CZ 309670 B6 přívodem do tělesa nástroje a s upnutým vyměnitelným břitovým elementem s napájenou řeznou částí.
Obr. 5: Půdorys provedení vyměnitelného břitového elementu.
Obr. 6: Řez břitovým elementem s rozvodnými kanálky a napájenou řeznou částí.
Obr. 7: Půdorysný pohled na plochu pájeného spoje a lůžka mezi vyměnitelným břitovým elementem a řeznou částí s vývody média na hřbet nástroje.
Obr. 8: Detail obecného 3D pohledu na provedení řezné části nástroje napájené na břitu tvořeného hřbetem, ostřím, fazetou, čelem a utvařečem se znázorněním soustavy rozvodných kanálků.
Obr. 9: Detail obecného 3D pohledu na provedení řezné části tvořené hřbetem, ostřím, fazetou, čelem a utvařečem se znázorněním provedení povrchové struktury v utvařeči.
Obr. 10: Detail prvku 15 ve variantě s rádiusy.
Obr. 11: Detail prvku 15 ve variantě se dvěma drážkami.
Obr. 12: Detail prvku 15 ve variantě se soustavou čtvercových zahloubení.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Příkladný obráběcí nástroj podle vynálezu je zobrazen na obr. 1 až obr. 10 a skládá se z tělesa 1 nástroje a vyměnitelného břitového elementu 2 tvaru C ze slinutého karbidu s připájenou řeznou částí 9 ze supertvrdého materiálu. Řezná část 9 je vyrobena z vysokoobsahového polykrystalického nitridu boru, zkráceně HcBN. Geometrie řezné části 9 je tvořena hřbetem 12, ostřím 13, čelem 17 a zpevňující čelní fazetou 14.
Těleso 1 nástroje s upínacím rozhraním čtvercového průřezu je vyrobené z oceli a je opatřeno lůžkem 18 pro uložení břitového elementu 2 tvaru C dle ČSN 220905 s upnutím upínkou utahovanou šroubem. Těleso 1 nástroje je dále opatřeno soustavou 3 kanálků pro rozvod procesního média s připojením k rozvodu 4 na zadní straně tělesa 1 nástroje. Soustava 3 kanálků má vyústění 5 do lůžka 18 pro uložení břitového elementu 2, vyústění na opačné straně je opatřeno zaslepením 6. Zaslepení 6 může být rozebíratelné, například pro servisní účely. Břitový element 2 ze slinutého karbidu je opatřen navazujícím kanálkem 7 pro napojení na soustavu 3 kanálků prostřednictvím vyústění 5 v lůžku tělesa 1 nástroje. Navazující kanálek 7 byl vyroben ve dvou variantách výrobních technologií, elektrojiskrové a laserové obrábění, až do pájeného spoje 8 mezi břitovým elementem 2 a řeznou částí 9. Proces pájení byl uskutečněn řízeným cyklem ve vakuu. Navazující kanálek 7 v břitovém elementu 2 je vyroben až po napájení řezné části 9 na břitový element 2.
V pájeném spoji 8 bylo vytvořeno celkem pět drážkových vývodů 10 média na hřbet 12 břitového elementu 2 a dva kruhové vývody 11 na čelo 17 řezné části 9, které je opatřeno zpevňující fazetou 14. Drážkové vývody 10 na hřbetě 12 břitového elementu 2 o průřezu 0,25x0,25 mm jsou vyrobeny laserem přímo v rovině pájeného spoje 8. Kruhové vývody 11 na čele 17 břitového elementu 2 byly vyrobeny ve dvou variantách výrobních technologií, elektrojiskrové a laserové obrábění, a jsou průměru 0,25 mm a ústí do utvařeče 15 třísek, vytvořeného přímo ve zpevňující fazetě 14. Utvařeč 15 třísek je vyrobený s použitím laserové technologie. Tvar utvařeče 15 třísek je tvořen soustavou tří rádiusových prvků: prvního rádiusového prvku R1, druhého rádiusového prvku R2, třetího rádiusového prvku R3, jak je znázorněno na obr. 10. Utvařeč 15 třísek má na povrchu navíc vytvořen rastr prakticky paralelních liniových drážek 16 s úhlem orientace vůči ostří 13 variantně
- 5 CZ 309670 B6 v rozmezí 0 až 180°. Hřbet 12 a fazeta 14 byly vytvořeny procesem broušení dokončovacím diamantovým kotoučem, a to podél celé délky řezné hrany.
Příklad 2
Další příkladné uskutečnění vynálezu vychází z příkladu 1 s tím rozdílem, že řezná část 9 je vyrobena z nízkoobsahového polykrystalického kubického nitridu boru, zkráceně LcBN. Přínos této varianty spočívá v nižších nákladech na materiál a výrobu řezné části včetně kruhových vývodů 11 na čelo 13. Současně tento materiál zvyšuje účinek vynálezu.
Příklad 3
Další příkladné uskutečnění vynálezu vychází z příkladu 1 s tím rozdílem, že základní tvar řezného elementu 2 s napájenou řeznou částí 9 je jiného tvaru, variantně například R, V, W, T, D, S nebo 15 jiného, dle ČSN 220905, a upnutí je realizováno variantně s upnutím upínkou utahovanou šroubem nebo šroubkem za centrální otvor. Jiný tvar provedení řezného elementu a jeho způsobu upnutí je přínosem k použitelnosti vynálezu pro širší oblast pracovních podmínek a materiálů. Vhodné nasazení vynálezu v praxi vede na vyšší účinnost řešení.
Příklad 4
Další příkladné uskutečnění vynálezu vychází z příkladu 1 s tím rozdílem, že je jiný průřez drážkových vývodů 10 na hřbetě 12. Vývody jsou variantně o kruhovém průřezu o poloměru 0,05 mm nebo 0,1 mm a čtvercového průřezu 0,1x0,1 mm nebo 0,2x0,2 mm a obdélníkového 25 průřezu 0,1x0,2 mm nebo 0,2x0,1 mm. Uvedené průřezy umožňují vyšší rychlost a energii proudu média pro vyšší chladicí a mazací účinek na hřbetu 12 břitu.
Příklad 5
Další příkladné uskutečnění vynálezu vychází z příkladu 1 s tím rozdílem, že jiný průřez drážkových vývodů 10 na hřbetě 12. Vývody jsou variantně o kruhovém průřezu o poloměru 0,15 mm nebo 0,25 mm a čtvercového průřezu 0,3x0,3 mm nebo 0,5x0,5 mm a obdélníkového průřezu 0,3x0,5 mm nebo 0,5x0,3 mm. Uvedené průřezy umožňují průtok většího objemu média při jeho stejném tlaku, a tedy zvýšení celkového chladicího účinku.
Příklad 6
Další příkladné uskutečnění vynálezu vychází z příkladu 1 s tím rozdílem, že průměr kruhových vývodů 11 na čelo 17 řezné části 9 je 0,15 mm, což umožní větší koncentraci a zacílení proudu 40 média, jeho vyšší rychlost a energii pro schopnost penetrovat do oblasti obrábění a tím více napomáhat procesu tvorby třísky, chlazení a mazání procesu.
Příklad 7
Další příkladné uskutečnění vynálezu vychází z příkladu 1 s tím rozdílem, že průměr kruhových vývodů 10 na čelo 17 řezné části 9 je 0,5 mm, což umožní zvýšení objemu dodávaného média při jeho stejném tlaku a tím zvýšení chladicího a čisticího účinku.
Příklad 8
Další příkladné uskutečnění vynálezu vychází z příkladu 1 s tím rozdílem, že počet drážkových vývodů 10 na hřbetě 12 je tři a počet kruhových vývodů 11 na čelo 17 je tři a že tvar utvařeče 15 třísek je variantně v provedení jedné drážky nebo dvou drážek obr. 11, umístěných ekvidistantně k ostří 13. Takové provedení umožňuje zvýšení efektu vlivu utvařeče na proces tvorby třísky.
- 6 CZ 309670 B6
Příklad 9
Další příkladné uskutečnění vynálezu vychází z příkladu 1 s tím rozdílem, že počet drážkových vývodů 10 na hřbetě 12 je deset a počet kruhových vývodů 11 na čelo 17 je pět a že utvařeč 15 5 třísek je tvořen soustavou prvků v podobě zahloubení do fazety 14 variantně v provedení čtvercového obr. 12, oválného, trojúhelníkového nebo kruhového tvaru.
Průmyslová využitelnost
Nástroj pro třískové obrábění podle vynálezu lze využít při soustružnických vnějších, vnitřních, podélných, čelních, zapichovacích, tvarových a dalších operacích různých moderních obráběných materiálů. Jedná se především o materiály, jejichž obrábění vede na vysoké mechanické a tepelné zatížení břitu. Takovými materiály mohou být, např. niklové, titanové a kobaltové slitiny nebo 15 zušlechtěné a korozivzdorné oceli. Vysoká intenzita opotřebení břitu zde předurčuje vhodné použití supertvrdých řezných materiálů. Vynález je využitelný především pro polodokončovací a dokončovací operace, při kterých je stabilita dodržení tvaru, rozměru a kvality povrchu obrobku rozhodujícím aspektem pro produktivitu i hospodárnost obrábění. Tento požadavek může vynález při vhodném použití naplňovat.
Claims (13)
1. Nástroj pro třískové obrábění obsahující těleso (1) nástroje s lůžkem (18), ve kterém je upevněný vyměnitelný břitový element (2) s napájenou řeznou částí (9) ze supertvrdého materiálu, vyznačující se tím, že geometrie řezné části (9) je tvořena čelem (17), hřbetem (12), ostřím (13) a zpevňující čelní fazetou (14) opatřenou utvařečem (15) třísek a těleso (1) nástroje je opatřeno soustavou (3) kanálků pro rozvod procesního média, která je připojená k rozvodu (4) na zadní straně tělesa (1) nástroj e a má první vyústění (5) do lůžka (18), kde j e propoj eno s navazuj ícím kanálkem (7) ústícím v pájeném spoji (8) mezi břitovým elementem (2) a řeznou částí (9) jednak do drážkových vývodů (10) média na hřbet (12) a jednak do kruhových vývodů (11) na čelo řezné části, a druhé vyústění (19) je na spodní straně tělesa (1) nástroje proti lůžku (18) a je opatřeno zaslepením (6).
2. Nástroj pro třískové obrábění podle nároku 1, vyznačující se tím, že břitový element (2) má tvar vybraný ze skupiny C, R, V, W, T, D, S, podle normy ČSN 22 0905.
3. Nástroj pro třískové obrábění podle nároků 1 až 2, vyznačující se tím, že břitový element (2) má upínání vybrané ze skupiny: upnutí upínkou utahovanou šroubem, šroubkem za centrální otvor.
4. Nástroj pro třískové obrábění podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že zaslepení (6) je rozebíratelné.
5. Nástroj pro třískové obrábění podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že břitový element (2) je ze slinutého karbidu.
6. Nástroj pro třískové obrábění podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že řezná část (9) je vyrobena z polykrystalického kubického nitridu boru.
7. Nástroj pro třískové obrábění podle nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že průřez drážkových vývodů (10) je vybrán ze skupiny: kruhový, půlkruhový, oválný, čtvercový, obdélníkový.
8. Nástroj pro třískové obrábění podle nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že počet drážkových vývodů (10) je jeden až deset.
9. Nástroj pro třískové obrábění podle nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že plocha průřezu jednoho drážkového vývodu (10) je od 0,005 mm2 do 5 mm2.
10. Nástroj pro třískové obrábění podle nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že kruhové vývody (11) mají vyústění do utvařeče (15) třísek a jsou v počtu jeden až pět.
11. Nástroj pro třískové obrábění podle nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že plocha průřezu jednoho kruhového vývodu (11) je od 0,005 mm2 do 5 mm2.
12. Nástroj pro třískové obrábění podle nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že tvar utvařeče (15) třísek je vybrán ze skupiny: soustava rádiusových prvků, jedna liniová drážka, dvě liniové drážky umístěné ekvidistantně k ostří (13), soustava zahloubení čtvercového průřezu, soustava zahloubení kruhového průřezu, soustava zahloubení obdélníkového průřezu, soustava zahloubení oválného průřezu a soustava zahloubení trojúhelníkového průřezu.
13. Nástroj pro třískové obrábění podle nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že povrch zpevňující fazety (14) včetně utvařeče (15) třísek je opatřen úpravou v podstatě paralelních liniových drážek (16).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-310A CZ2022310A3 (cs) | 2022-07-14 | 2022-07-14 | Nástroj pro třískové obrábění |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-310A CZ2022310A3 (cs) | 2022-07-14 | 2022-07-14 | Nástroj pro třískové obrábění |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ309670B6 true CZ309670B6 (cs) | 2023-06-28 |
| CZ2022310A3 CZ2022310A3 (cs) | 2023-06-28 |
Family
ID=86872129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2022-310A CZ2022310A3 (cs) | 2022-07-14 | 2022-07-14 | Nástroj pro třískové obrábění |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2022310A3 (cs) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060053987A1 (en) * | 2004-09-16 | 2006-03-16 | Ranajit Ghosh | Method and apparatus for machining workpieces having interruptions |
| US20080279644A1 (en) * | 2007-05-09 | 2008-11-13 | Board Of Control Of Michigan Technologycal University | Cutting tool insert having internal microduct for coolant |
| US20100254772A1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-07 | Jay Christopher Rozzi | Indirect Cooling of a Cutting Tool |
| WO2012070046A1 (en) * | 2010-11-24 | 2012-05-31 | No Screw Ltd. | Cutting tool with cooling mechanism and a cutting insert and tool holder therefor |
| US20120230785A1 (en) * | 2011-03-07 | 2012-09-13 | Kennametal Inc. | Cutting insert with discrete cutting tip and chip control structure |
| EP3501700A1 (en) * | 2016-08-19 | 2019-06-26 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Cutting tool base, and cutting tool |
| CZ309223B6 (cs) * | 2020-11-03 | 2022-06-01 | Západočeská Univerzita V Plzni | Nástroj pro obrábění |
-
2022
- 2022-07-14 CZ CZ2022-310A patent/CZ2022310A3/cs unknown
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060053987A1 (en) * | 2004-09-16 | 2006-03-16 | Ranajit Ghosh | Method and apparatus for machining workpieces having interruptions |
| US20080279644A1 (en) * | 2007-05-09 | 2008-11-13 | Board Of Control Of Michigan Technologycal University | Cutting tool insert having internal microduct for coolant |
| US20100254772A1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-07 | Jay Christopher Rozzi | Indirect Cooling of a Cutting Tool |
| WO2012070046A1 (en) * | 2010-11-24 | 2012-05-31 | No Screw Ltd. | Cutting tool with cooling mechanism and a cutting insert and tool holder therefor |
| US20120230785A1 (en) * | 2011-03-07 | 2012-09-13 | Kennametal Inc. | Cutting insert with discrete cutting tip and chip control structure |
| EP3501700A1 (en) * | 2016-08-19 | 2019-06-26 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Cutting tool base, and cutting tool |
| CZ309223B6 (cs) * | 2020-11-03 | 2022-06-01 | Západočeská Univerzita V Plzni | Nástroj pro obrábění |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2022310A3 (cs) | 2023-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20180154465A1 (en) | Cutting insert with internal coolant passages and method of making same | |
| US8596935B2 (en) | Cutting tools and cutting inserts including internal cooling | |
| US9180650B2 (en) | Cutting tool including an internal coolant system and fastener for a cutting tool including an internal coolant system | |
| Pratap et al. | Combined effects of tool surface texturing, cutting parameters and minimum quantity lubrication (MQL) pressure on micro-grinding of BK7 glass | |
| JP2014018891A (ja) | 切削インサート | |
| CN113695653B (zh) | 一种球头铣刀 | |
| US12303987B2 (en) | Green body and cutting tool having helical superhard-material rake face | |
| CN109249071B (zh) | 一种阵列微槽微铣刀 | |
| CZ309670B6 (cs) | Nástroj pro třískové obrábění | |
| CZ36528U1 (cs) | Nástroj pro třískové obrábění | |
| JP5953173B2 (ja) | 切削工具 | |
| CN114161089B (zh) | 一种薄壁铝制连接件的加工方法 | |
| Povolny et al. | Construction of Tool for Machining Hard Materials | |
| Ranjan et al. | Advances in conventional and nonconventional high-speed machining | |
| JP2013013962A (ja) | Ｃｂｎエンドミル | |
| JP5610124B2 (ja) | 成形工具の加工方法 | |
| CN217621462U (zh) | 一种用于加工陶瓷材料的焊接式单刃pcd螺旋铣刀 | |
| CN218803201U (zh) | 一种金刚石切割片结构 | |
| CN223353022U (en) | Drilling and reaming tool for deburring | |
| CN222308120U (zh) | 一种用于切削高温合金的可转位减磨车刀片 | |
| Kharlamov et al. | Assurance of cutting tools reliability | |
| CN215615166U (zh) | 一种多工位复合型cbn刀具 | |
| CN214238909U (zh) | 球头铣刀 | |
| CN120480240A (zh) | Pcbn几微米切削厚度精加工刀具 | |
| CN119115041A (zh) | 一种具有锯齿状刃口的旋转切削工具及其制备方法 |