CZ7315U1 - Řezná destička pro frézovací nástroje - Google Patents

Description

Technické řešení se týká konstrukce vyměnitelné břitové řezné destičky pro frézovací nástroje, používané v rotačních frézách, opatřených na obvodu jedním nebo více vybráními pro upevnění destiček.

Dosavadní stav techniky

V současné době jsou známé konstrukce různých typů řezných destiček ze slinutého karbidu, cermatů i kubického nitridu boru, např. dle patentů WO 95/07784 nebo EP 372729, které se vyznačují pozitivními geometriemi s vysokými hodnotami úhlů čela a dalšími geometrickými ío prvky, které příznivě ovlivňují diskontinuální řezný proces. Obvykle jsou řezné destičky tvořeny v podstatě prizmatickými tělesy, které mají rovinnou základní plochu, na níž navazují boční povrchy hřbetů, které se protínají s horním povrchem řezného čela. Všechny tyto řezné destičky mají alespoň jeden břit, jehož hrana je tvořena průsečnicí povrchu řezného čela a hřbetu.

Řezná destička dle patentu EP 457488 je tvořena v podstatě rovnoběžnostěnem aje opatřena dvojicí proti lehlých hlavních břitů, které jsou vymezeny příslušnými částmi povrchu čela a povrchu hřbetu. Přitom povrchy stěn hřbetů, náležející k těmto hlavním břitům, sestávají ze tří částí, kde první část, přilehlá čelu, vytváří první úhel hřbetu, druhá část, přilehlá základně destičky, vytváří druhý úhel hřbetu a spojovací mezi lehlá část je vzhledem k první a druhé části orientována příčně a vně destičky vytváří s první částí úhel který' je menší než 180°. Přitom velikost prvního úhlu hřbetu se pohybuje v rozmezí hodnot 7° až 20° aje podstatně menší než velikost druhého úhlu hřbetu, která se pohybuje v rozmezí hodnot 0° až 15°. Mezi zbývajícími stěnami hřbetu a přilehlými částmi čela je vytvořena dvojice vedlejších břitů, jimž odpovídající části hřbetu a čela jsou spojitě zakřiveny, což zajišťuje neměnný pracovní úhel hřbetu a čela vzhledem k tělesu frézy. Přitom jsou vedlejší břity od řezného čela odděleny fasetkami se zakřiveným tvarem. Vzhledem ke spojitému zakřivení částí hřbetu a řezného čela a zakřivenému povrchu fasetek je výroba řezné destičky značně složitá a navíc u ní není uspokojivě řešen odvod tepla vznikajícího při frézování, kdy toto odchází do řezné destičky.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody odstraňuje do značné míry řezná destička pro frézovací nástroje ve tvaru prizmatu s vytvořeným středovým upínacím otvorem, ohraničeného spodní základnou, čelem a obvodovým hřbetem a opatřeného dvojicí protilehlých hlavních břitů, vymezených na delších stranách hlavními čelními povrchy a hlavními hřbetními povrchy, dvojicí protilehlých vedlejších břitů, vymezených na kratších stranách vedlejšími čelními povrchy a vedlejšími hřbetními povrchy, kde kratší strany destičky jsou dále opatřeny v oblasti vyšších protilehlých rohů hladícími břity, vymezenými čelními plochami a hladícími povrchy, přičemž vedlejší hřbetní povrchy a hladící povrchy jsou spojeny přechodovými plochami, ajeho podstata spočívá v tom, že hřbetní povrchy obvodového hřbetu jsou tvořeny obvodovou hřbetní fasetkou a rovinnou hřbetní plochou, které jsou spojeny rovinnou mezilehlou plochou, kde hřbetní fasetka svírá s rovinou kolmou k základně první úhel oti hřbetu, hřbetní plocha je vytvořena vzhledem k základně pod třetím úhlem CC3 hřbetu a mezilehlá plocha pod druhým úhlem <*2 hřbetu, když platí vztah cti < a₂ < a.3, přičemž roviny čelních povrchů a čelních ploch jsou směrem od řezných hran břitů zkoseny pod úhlem γ₀ čela.

- 1 CZ 7315 Ul

Ve výhodném provedení se velikost prvního úhlu hřbetu ai pohybuje přednostně v rozmezí hodnot

0° < αι < 3°, velikost druhého úhlu a₂ hřbetu přednostně v rozmezí hodnot 3° < a₂ < 8° a velikost třetího úhlu a₃ hřbetu přednostně v rozmezí hodnot 6 °í α₃ í 20°, přičemž šířka obvodové hřbetní fasetky je v podstatě konstantní, pro velikost úhlu γ₀ čela platí vztah *»

0° < γ₀ < 30° a hlavní čelní povrchy a vedlejší čelní povrchy jsou opatřeny obvodovou čelní fasetkou.

Pro zvýšení trvanlivosti nástroje je výhodné, když sestupové části hlavních čelních povrchů a/nebo vedlejších čelních povrchů jsou opatřeny žebry, která jsou vytvořena ve tvaru kulových vrchlíků nebo jsou tvořena dvojicí kulových vrchlíků spojených válcovou plochou a nebo jsou tvořena dvojicí kulových vrchlíků spojených válcovou plochou, seříznutou rovinou procházející vnitřním okrajem čelní fasetky.

Novými konstrukčními úpravami řezné destičky dojde ke zjednodušení výroby, a tedy snížení výrobních nákladů. Vytvořením hřbetní fasetky pak dochází ke tlumení vibrací při obrábění a žebra na čele zmenšují kontakt třísky s čelem nástroje a tím snižují množství tepla vznikajícího v kontaktní zóně mezi třískou a čelem destičky. Tato úprava na čele destičky vede ke snížení řezné teploty a v konečném důsledku ke zvýšení trvanlivosti nástroje.

Přehled obrázků na připojených výkresech

Konkrétní příklady konstrukce řezné destičky jsou schematicky znázorněny na připojených výkresech, kde na obr. 1 je znázorněn axonometrický pohled na základní provedení řezné destičky s žebry ve tvaru kulových vrchlíků, obr. 2 a obr. 3 axonometrické pohledy na alternativní provedení řezné destičky s válcovými žebry, respektive válcovitě seříznutými žebry, a obr. 4 příčný řez řeznou destičkou s naznačenými úhly hřbetu a hlavního břitu.

Příklady provedení technického řešení

Řezná destička má tvar prizmatického rovnoběžnostěnu, opatřeného středovým upínacím otvorem 1 a ohraničeného spodní základnou 2, čelem 3 a obvodovým hřbetem 4. Řezná destička je opatřena na delších stranách, tedy v oblasti primární geometrie, dvojicí protilehlých hlavních břitů 5, vymezených dvojicí hlavních čelních povrchů 31 a hlavních hřbetních povrchů 41. a na kratších stranách, tedy v oblasti sekundární geometrie, dvojicí protilehlých vedlejších břitů 6 vymezených dvojicí vedlejších čelních povrchů 32 a vedlejších hřbetních povrchů 42. Úhel sklonu hlavních břitů 5 vzhledem k rovině základny 2 je konstantní, když hlavní břity 5 řezné destičky se svažují v opačném smyslu tak, že vytvářejí s odpovídajícími hranami základny 2 ostrý úhel, čímž zajišťují vzrůstající, ale opačně směrovaný osový úhel hlavních čelních povrchů 31 k protilehlým hlavním hřbetním povrchům 41 řezné destičky. Výška destičky u jedné dvojice protilehlých rohů čela 3 je tedy větší než výška destičky u druhé dvojice protilehlých rohů čela 3.

Po celém obvodu čela 3, tedy na hlavních čelních površích 31 i na vedlejších čelních površích 32, řezné destičky pro střední, polohrubovací a hrubovací operace, znázorněné na obr. 2 a obr. 3, je vytvořena čelní fasetka 33.

-2CZ 7315 Ul

Obvodový hřbet 4, a tedy jeho hřbetní povrchy 41, 42, je tvořen obvodovou hřbetní fasetkou 401 a rovinnou hřbetní plochou 403, které jsou spojeny rovněž rovinnou mezilehlou plochou 402.

Hřbetní fasetka 401 je ohraničena řeznými hranami hlavních břitů 5 a vedlejších břitů 6, má konstantní šířku a svírá s rovinou kolmou k základně 2 první úhel cti hřbetu, jehož velikost se pohybuje v rozmezí hodnot ccj = 0° až 3° .Hřbetní plocha 403 je vytvořena podbroušením pod třetím úhlem a₃ hřbetu, jehož velikost se pohybuje v rozmezí hodnot a₃ = 6° až 20°. Konečně spojující mezilehlá plocha 402 je vytvořena pod druhým úhlem a₂ hřbetu, jehož velikost se pohybuje v rozmezí hodnot a₂= 3° až 8°, přičemž pro vzájemný poměr hřbetních úhlů a_b 02, 03 platí vztah ctt < a₂ < 0C3· r Kratší strany řezné destičky jsou dále opatřeny hladícími povrchy 43, vytvořenými protilehle na kratších stranách řezné destičky v oblasti vyšších protilehlých rohů. Hladící povrchy 43 jsou t vytvořeny ve formě rovinných nebo částí rotačních ploch a s hlavními hřbetními povrchy 41 jsou spojeny zaoblenými plochami 44 a s vedlejšími hřbetními povrchy 42 rovinnými přechodovými plochami 45. Hladící povrchy 43 vytvářejí v oblasti čela 3 hladící břity 7, které přecházejí v čelní hladící plochy 34, které jsou případně opatřené čelními fasetkami 33.

Roviny hlavních čelních hladících povrchů 31, vedlejších čelních povrchů 32 a čelních hladících ploch 34 jsou směrem od řezných hran břitů 5, 6, 7 k upínacímu otvoru i zkoseny pod úhlem γ_ο čela, jehož velikost je maximálně 30°, a tedy platí vztah γ₀ < 30°. Na sestupových částech hlavních čelních povrchů 31 a vedlejších čelních povrchů 32 jsou vytvořena žebra 8, jejichž velikost a tvar se zejména na hlavních čelních površích 31 liší dle předpokládaného použití řezné destičky. Pro jemné a dokončovací operace jsou žebra 8 vytvořena ve tvaru kulových vrchlíků, jak je znázorněno na obr. 1 a pro střední a polohrubovací operace jsou žebra 8 tvořena dvojicí vrchlíků spojených válcovou plochou, jak je znázorněno na obr. 2. Konečně pro hrabovací operace jsou žebra 8 vytvořena válcovými plochami, které jsou seříznuty rovinou procházející vnitřním okrajem čelní fasetkv 33, jak je znázorněno na obr. 3.

Při frézování může být řezná destička upevněna do neznázorněných obvodových, pravidelně po obvodu frézy rozmístěných, lůžek frézy různými způsoby. Může být použita pro čelní frézování vedlejšími hřbetními povrchy 42 a vedlejšími břity 6, které jsou v záběru, a nebo pro frézování do rohu pod úhlem 90°, kdy je v záběru hlavní břit 5 a hlavní hřbetní povrch 41 a s ním sdružený hladící povrch 43 a hladící břit 7. Při obrábění pak žebra 8 na sestupových částech čela 3 ' modifikují odebíranou třísku a snižují její kontakt s tímto čelem 3 řezné destičky, a tím snižují množství tepla vznikajícího v kontaktní zóně mezi třískou a čelem 3 řezné destičky.

t

Průmyslová využitelnost

Řeznou destičku lze použít s výhodou pro obrábění materiálů rotačními frézami pro materiály tvořící jak houževnatou plasticky deformovanou tak krátkou plasticky nedeformovanou třísku, a to v podmínkách od jemného frézování s minimálním úběrem přes střední a polohrubovací frézování až po hrubovací frézování materiálu.

Claims (11)

1. 40 1. Řezná destička pro frézovací nástroje ve tvaru prizmatu, s vytvořeným středovým upínacím otvorem, ohraničeného spodní základnou, čelem a obvodovým hřbetem a opatřeného dvojicí protilehlých hlavních břitů, vymezených na delších stranách hlavními čelními povrchy a hlavními hřbetními povrchy, dvojicí protilehlých vedlejších břitů, vymezených na kratších stranách vedlejšími čelními povrchy a vedlejšími hřbetními povrchy, kde kratší strany destičky

   -3 CZ 7315 Ul jsou dále opatřeny v oblasti vyšších protilehlých rohů hladícími břity, vymezenými čelními hladícími plochami a hladícími povrchy, přičemž vedlejší hřbetní povrchy a hladící povrchy jsou spojeny přechodovými plochami, vyznačující se tím, že hřbetní povrchy (41, 42) obvodového hřbetu (4) jsou tvořeny obvodovou hřbetní fasetkou (401) a rovinnou hřbetní

   5 plochou (403), které jsou spojeny rovinnou mezilehlou plochou (402), kde hřbetní fasetka (401) svírá s rovinou kolmou k základně (2) první úhel (cti) hřbetu, hřbetní plocha (403) je vytvořena vzhledem k základně (2) pod třetím úhlem (a₃) hřbetu a mezilehlá plocha (402) pod druhým úhlem (a₂) hřbetu, když platí vztah cti < α₂ á a₃, ío přičemž roviny čelních povrchů (31, 32) a čelních hladících ploch (34) jsou směrem od řezných hran břitů (5, 6, 7) zkoseny pod úhlem čela (γ₀).
2. 2. Řezná destička podle nároku 1, vyznačující se tím, že velikost prvního úhlu (cti) hřbetu se pohybuje přednostně v rozmezí hodnot

   0° š a, < 3°.

   15 3. Řezná destička podle nároku 1, vyznačující se tím, že velikost druhého úhlu (a₂) hřbetu se pohybuje přednostně v rozmezí hodnot
3. 3° a₂ 8°.
4. 4. Řezná destička podle nároku 1, vyznačující se tím, že velikost třetího úhlu (cc3) hřbetu se pohybuje přednostně v rozmezí hodnot

   20 6° < a₃ < 20°.
5. 5. Řezná destička podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že šířka obvodové hřbetní fasetky (401) je v podstatě konstantní.
6. 6. Řezná destička podle nároku 1, vyznačující se tím, že pro velikost úhlu (γ₀) čela platí vztah

   25 0° < γ₀ < 30°.
7. 7. Řezná destička podle nároku 1, vyznačující se tím, že hlavní čelní povrchy (31) a vedlejší čelní povrchy (32) jsou opatřeny obvodovou čelní fasetkou (33).
8. 8. Řezná destička podle nároků 1 a7, vyznačující se tím, že sestupové části hlavních čelních povrchů (31) a/nebo vedlejších čelních povrchů (32) jsou opatřeny žebry (8).

   30
9. 9. Řezná destička podle nároku 8, vyznačující se tím, že žebra (8) jsou vytvořena ve tvaru kulových vrchlíků.
10. 10. Řezná destička podle nároku 8, vyznačující se tím, že žebra (8) jsou tvořena dvojicí kulových vrchlíků spojených válcovou plochou.
11. 11. Řezná destička podle nároku 8, vyznačující se tím, že žebra (8) jsou tvořena

    35 dvojicí kulových vrchlíků spojených válcovou plochou, seříznutou rovinou procházející vnitřním okrajem čelní fasetky (33).