HU214896B - Menetfúró forgácsolószerszám - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya menetfúró főrgácsőlószerszám, amelynek szár (Z)egyik végén kiképzett bekezdőrésszel (lb) és szabályőzórésszel (ls)ellátőtt dőlgőzórésze (l) van, a szár (Z) másik v ge pedig, a szár (Z)befőgására szőlgálóan, előnyösen négyszög keresztmetszetűre vankiképezve. A dőlgőzórész (l) legalább két vágószárnyat (V), avágószárnyak (V) között pedig, legalább a vágószárny (V) hősszában,leválasztőtt főrgács tárőlására és szükség esetén hűtő- és/vagykenőanyag bevezetésére szőlgáló hőrnyőkat (H) tartalmaz. A találmányértelmében a vágószárnyak (V) szélessége (v) a mene fúró szerszámkülső átmérőjének (D) legfeljebb 0,2–0,02-szőrősaként – v ú 0,2 D–0,02D –, törzsátmérője (dt) pedig a menetfúró szerszám külső átmérőjének(D) legfeljebb 0,35-szőrő aként – dt ú 0,35 D – van kiképezve. Adőlgőzórészen (l) belül a bekezdőrész (lb) hőssza a dőlgőzórész (l)hősszának legalább a fele, a bekezdőrész (lb) hátfelülete (h) pedi síkfelületként van kialakítva őly módőn, hőgy hátszög értéke meghaladjaaz 5ř-őt, előnyösen 15ř értékű. ŕ

Description

A leírás terjedelme 6 oldal (ezen belül 1 lap ábra)

HU 214 896 Β

A találmány tárgya menetfüró forgácsolószerszám, amely különleges kiképzésénél fogva megnövelt forgácstérrel, csökkentett vágószámyterhelés mellett, különösen alkalmas - célszerűen növelt fordulatszám alkalmazása mellett - megnövelt mérettartományban, előnyösen M12-M68, illetve C'/f-Ci” tartományokban, menetek készítésére.

Ismeretes, hogy a menetfürók olyan több élű forgácsolószerszámok, amelyek segítségével furatokba vágnak menetet. Leegyszerűsítve, a menetfüró szerszám csavarnak tekinthető, amelybe a forgácsolóéi kialakítása szempontjából hornyok vannak munkálva. Az ismert menetfüró szerszámnak általában hengeres szár egyik végén kiképzett, bekezdőrésszel és szabályozórésszel ellátott dolgozórésze van. A szár másik vége pedig a szár befogására szolgálóan, előnyösen négyszög keresztmetszetűre van kiképezve. A dolgozórész legalább két vágószámyat, a vágószámyak között pedig, legalább a vágószámy hosszában, leválasztott forgács tárolására és szükség esetén hűtő- és/vagy kenőanyag bevezetésére szolgáló hornyokat tartalmaz.

A menetfürás során két alapvető követelmény a pontosság és a termelékenység. Ismert módon a pontosságot egyrészt magának a szerszámnak a pontossága, másrészt a szerszám jó megvezetése biztosítja, míg a termelékenységet az elérhető vágósebesség, mely utóbbinak azonban korlátot szab a melegedés és a keletkező forgácsok, melyeket a keletkezés ütemében a furatból ki kell vezetni. Nyilvánvaló, hogy egyidejűleg itt két ellentétes igényt kell kielégíteni: a menetfüró szerszám munkafelületének minél nagyobb felületen kell felfeküdnie a megmunkálandó felületen, hogy a megvezetés pontos legyen, ezzel szemben viszont a súrlódás és a hőfejlődés csökkentése minél kisebb aktív vágási felületet kíván (Dr. Bakondi-Dr. Kardos: A gépgyártás technológiája. I. kötet, 226. oldal, Tankönyvkiadó, 1963).

A technika állását jól tükrözi az Arató L.-né-Vági M.: Csavarmenetek, Táncsis Kiadó, 1968 könyvének 6.3 Menetfürók fejezete, amely részletesen tárgyalja az ismert és alkalmazott menetfürókat, azok felépítését, geometriáját és azok méreteit. Ezen szakirodalmi hivatkozás szerint a vágószámy szélességre ajánlott érték háromhomyú menetfüró esetén 0,35 D - ahol D a menetfúró külső átmérője - négyhomyú menetfürónál pedig 0,28 D az ajánlott érték. A horony mélységét a szakirodalom a d, törzsátmérővel adja meg, amelynek értéke szintén kompromisszum eredményeként 0,4-0,5 D, hiszen a d_t törzsátmérő értékét úgy kell megválasztani, hogy lehetőleg minél több tér álljon a forgács rendelkezésére, de a menetfüró még szilárdsági szempontból megfeleljen. A gyakorlati tapasztaltok egyébként azt bizonyítják, hogy a nem megfelelő méretű horonyprofíl okozta forgácseltömődés miatt sokkal gyakoribb a fúrótörés, mint a menetfüró szilárdsági okai miatt.

Ismeretes, hogy a menetfüró szerszám a szár egyik végén kiképzett, bekezdőrésszel és szabályozórésszel ellátott dolgozórésszel rendelkezik. Ezen belül igen lényeges a két rész hosszának a megválasztása. A bekezdőrész hosszát minden esetben a forgácsolási viszonyok figyelembevételével határozzák meg. Más a bekezdőrész hossza például gépi és kézi menetfürásnál (fúrókészletnél), lágy vagy kemény anyag megmunkálásánál stb. Általában elmondható, hogy a gyakorlatban rövid bekezdőrészű menetfürókat alkalmaznak, amelyeknél a szabályozórész hossza meghaladja, gyakran többszöröse a bekezdőrész hosszának. A hátszög kialakítása az ismert szakirodalom alapján a menetfúró szerszám bekezdőrészén feltétlenül szükséges, a szabályozórészen azonban már nem kell, sőt kifejezetten hátrányos ez alól kivételt képeznek a vágott vagy hengerelt kivitelű anyamenetfúrók, ahol az anyák megmunkálásánál a menetfürót nem kell visszaforgatni, és ezáltal a hornyokban elhelyezkedő forgács nem tud beszorulni a hátlap és a megmunkált felület közé. A hátszög ismert értéke a bekezdőrészen gépi és anyamenetfúróknál 10-12°, kézi menetfüróknál 6-8°.

Érdekes megoldás ismerhető meg a HU 70 793 lajstromszámú leírásból, ahol a forgács beszorulásának és a menetfüró szerszám elakadásának megakadályozására, az egymást követő vágómeneteket felváltva hol az egyik, hol pedig a másik oldalukon vékonyítják meg. Ily módon a kialakuló menetekben a szerszám vágóélei lazán fekszenek és szabadabban futnak, a menetvályú mindkét oldalát pedig a vágóéleknek hol az egyik, hol a másik fele munkálja meg.

Elsősorban menetfüróknál a használat során keletkező kopás utánállítására vagy például galván menet (tehát a szokásostól eltérő menetű menet) készítéséhez jól felhasználható az OS 36 43 744 lajstromszámú megoldás, amelynél a menetfúró külső átmérőjének mérete változtatható.

Az ismert megoldásokról összefoglalóan megállapítható, hogy az azokkal elérhető fúrási fordulatszám azonosnak tekinthető, és szintén hagyományosnak mondható a menetfüró szerszámok méretezése is (lásd az általunk a menetfüró szerszámokkal kapcsolatban előzőekben ismertetett adatokat).

A találmány célja olyan megoldás létrehozása, amely az ismert hagyományos megoldásoknál alkalmazott vágási sebességnél jelentős mértékben megnövelt vágási sebességet tesz lehetővé, és amelynek előállítása hagyományos gyártási módszerekkel, ismert - nem különleges - alapanyagból megvalósítható, és amely megoldás széles mérettartományokban, különböző fúratátmérőknél felhasználható.

Kísérleteket végeztünk, amelyek során rájöttünk arra, hogy a menetfüró szerszám és a munkadarab között a fokozott súrlódás és gyakran a megszorulás is nem elsősorban a szerszám és a megmunkálandó felület között jön létre, hanem ezen részek és a keletkező forgács között lépnek fel. Kísérleteket végeztünk arra vonatkozóan is, hogyan lehet a forgácsolás során a súrlódást, vagyis a vágóélek terhelését csökkenteni. Rájöttünk arra, hogy a vágószámyak szélességét - szakítva az eddigi szakmai előítéletekkel - jelentős mértékben - a külső D átmérő 0,2—0,02-szorosára - le lehet csökkenteni anélkül, hogy ez a menetfüró szerszám szilárdságát (és mivel forgácsolószerszámról van szó, ez igen jelentős) jelentős mértékben befolyásolná. Ehhez a javasolt

HU 214 896 Β vágószámyszélességhez a menetfuró szerszám egyéb méretezésén is változásokat kell eszközölni.

A vágószámyszélesség - tehát a terhelés - csökkenése lehetővé teszi a dj törzsátmérő csökkentését - kísérleteink szerint a külső D átmérő 0,35-szorosa alá is. Ez pedig kísérleteink szerint azzal az előnnyel jár, hogy jelentős mértékben megnövekszik a forgácstér, nagyobb hely van tehát a leválasztott forgács tárolására és annak megszorulása nélküli eltávolítására.

Ahhoz, hogy az általunk javasolt vágószárnyszélességet biztonságosan lehessen használni, olyan megoldást kísérleteztünk ki, amelynél az ismertekhez képest kisebb vágószámyterhelés érhető el. Az ismert menetfuró szerszámokhoz képest megoldásunknál jelentős mértékben megnöveltük magának a bekezdőrésznek a hosszát és annak a szabályozórészhez viszonyított arányát is. Ily módon ugyanis több vágószámyszakaszra oszlik el a forgácsleválasztás, amely egyenletesebb és a bekezdőrész hossza mentén jobban elosztott terhelést biztosít. Kísérleti tapasztalataink szerint a menetfuró forgácsolószerszám kedvező szilárdsági kialakításához a vágószámyszélesség és a törzsátmérő csökkentése mellett a bekezdőrész hosszméretét a dolgozórész hosszának legalább fele hosszon célszerű kiképezni.

A forgácsolási munka szempontjából ismeretes a hátszög alkalmazása, amely nagymértékben javítja a forgácsolási körülményeket. Ismert módon a bekezdőrészt mindig hátszöggel kell ellátni, és így van ez megoldásunk esetén is. Az ismert megoldásoknál azonban a bekezdőrész hátfelülete - a viszonylag széles vágószámyszélesség következtében - íves kiképzésű. Felismertük, hogy a bekezdőrész hátfelületét esetünkben sík felületként előnyös kiképezni, ezzel a síkkiképzéssel ugyanis a forgácsolás közben az anyagok természetükből adódó rugalmasságából származó megszorulások nem fordulnak elő.

A találmány tárgya tehát menetfuró forgácsolószerszám, amelynek a szár egyik végén kiképzett, bekezdőrésszel és szabályozórésszel ellátott dolgozórésze van, a szár másik vége pedig a szár befogására szolgálóan, előnyösen négyszög keresztmetszetűre van kiképezve. A dolgozórész legalább két vágószámyat, a vágószárnyak között pedig legalább a vágószámy hosszában leválasztott forgács tárolására és szükség esetén hűtőés/vagy kenőanyag bevezetésére szolgáló hornyokat tartalmaz. A találmány értelmében a menetfüró forgácsolószerszám vágószámyai szélessége a menetfúró szerszám külső átmérőjének legfeljebb 0,2-0,02-szorosaként, törzsátmérője pedig a menetfüró szerszám külső átmérőjének legfeljebb 0,35-szorosaként van kiképezve. A dolgozórészen belül a bekezdőrész hossza a dolgozórész hosszának legalább a fele. A bekezdőrész hátfelülete továbbá sík felületként van kialakítva oly módon, hogy a hátszög értéke meghaladja az 5°-ot, előnyösen 15° értékű.

Kísérleteink szerint átmenő menettel rendelkező furat készítésénél és/vagy kézi menetfürás elővágójánál a bekezdőrész hosszát még inkább célszerű megnövelni, a bekezdőrész hossza a dolgozórész hosszának legalább 75%-aként van kiképezve.

A menetfúró forgácsolószerszám előnyös kiviteli alakjánál zsákfuratban történő menetfúrás esetén és/vagy kézi menetfürás készrevágójánál a dolgozórész hossza legfeljebb 10 menetemelkedésnyi, a bekezdőrész hossza pedig a szabályozórész hosszával megegyező hosszúságban van kiképezve. Igen előnyös az a megoldás, amelynél a dolgozórész hossza 6 menetemelkedésnyi.

Az előzőek szerint kialakított menetfüró forgácsolószerszámnál nincs feltétlenül szükség a szabályozórészen a menet hátraköszörülésére. Ennek kivitelezése ugyanis igen nehézkes és pontos megmunkálást kíván. Szükség esetén megoldásunknál is alkalmazható a szabályozórész hátraköszörülése, és megoldásunknál elegendő, hogyha ennek értéke legfeljebb 0,2 mm.

Igen célszerű a találmány szerinti menetfüró forgácsolószerszámnak az a megoldása, amelynél a vágószárnyak szélessége a külső átmérő legfeljebb 0,056szerese, a törzsátmérő pedig a külső átmérőnek legfeljebb 0,2-0,25-szorosa.

A találmány szerinti menetfüró forgácsolószerszám lehetséges, példakénti megoldását a mellékelt rajz alapján ismertetjük részletesen, ahol az 1. ábra a szerszám vázolt oldalnézetét, a 2. ábra a szerszám bekezdőrészen vett A-A metszetét, a 3. ábra pedig a 2. ábrán szereplő szerszám egyik vágószámyának kinagyított részletét ábrázolja.

Az 1. ábrán látható menetfüró forgácsolószerszámnak Z szár egyik végén kiképzett bekezdő l_b résszel és szabályozó l_s résszel ellátott dolgozó 1 része van. A Z szár másik vége pedig a Z szár befogására szolgálóan előnyösen négyszög keresztmetszetűre van kiképezve. A dolgozó 1 rész találmányunk értelmében legalább két

V vágószámyat - a 2. ábra szerint esetünkben ötöt -, a

V vágószámyak közötti pedig legalább a V vágószámy hosszában, leválasztott forgács tárolására és szükség esetében hűtő- és/vagy kenőanyag bevezetésére szolgáló H hornyokat tartalmaz. A dolgozó 1 részen belül a bekezdő l_b rész hossza a dolgozó 1 rész hosszának legalább a fele - az ábrázolt esetben példaként legalább 75%-a.

A 2. ábra a menetfüró forgácsolószerszám bekezdő l_b részén vett A-A metszetet ismerteti. Találmányunk értelmében a V vágószámyak v szélessége a menetfüró szerszám külső D átmérőjének legfeljebb 0,2-0,02-szorosaként - v < 0,2 D-0,02 D -, d, törzsátmérője pedig a menetfüró szerszám külső D átmérőjének legfeljebb 0,35-szorosaként - d, < 0,35 D - van kiképezve. Az ábra jól szemlélteti azt, hogy a megoldásunk értelmében lecsökkenteti d, törzsátmérő és a V vágószámyak v szélessége következtében a V vágószámyak között, legalább a V vágószámy hosszában milyen nagy méretű, leválasztott forgács tárolására és szükség esetén hűtőés/vagy kenőanyag bevezetésére szolgáló H hornyok találhatók.

A 3. ábrán a V vágószámyak kinagyított részlete látható, amelyen jól látszik, hogy a bekezdő l_b rész h hátfelülete sík felületként van kialakítva oly módon,

HU 214 896 Β hogy a hátszög értéke meghaladja az 5°-ot, előnyösen 15° értékű.

A találmány szerinti menetfúró forgácsolószerszám az alábbiak szerint működik részletesen. A megoldásunk szerinti menetfuró forgácsolószerszám akár kézi menetfúróként, akár gépi menetfúróként előnyösen felhasználható. Megoldásunknál lényeges, hogy a dolgozó 1 részen belül a bekezdő l_b rész hossza a dolgozó 1 rész hosszának legalább a fele. Átmenőmenettel rendelkező furat készítésénél és/vagy kézi menetfürás élővágójánál még jobban megnövelt bekezdő l_b részt alkalmazunk. Ebben az esetben a bekezdő l_b rész hossza a dolgozó 1 rész hosszának legalább 75%-aként van kiképezve.

Ismeretes, hogy a jelenlegi DIN-szabvány szerint a bekezdő l_b részek hossza a következő:

- „A” kúp: 6 menet,

- „B” kúp: 4 menet + terelőél,

- „C” kúp: 2-3 menet,

- „D” kúp: 4 menet,

- „E”kup: 1,5 menet.

Megoldásunknál tehát az előzőekben megadott ismerteknél jóval hosszabb - akár például 12 menethosszú - bekezdő l_b részt alkalmazunk, amelynek előnye, hogy jobban elosztható forgácsleválasztás és ezáltal az élterhelés mértéke viszont kisebb. A V vágószárnyak v szélességét és a d_t törzsátmérőt is célszerűen az előzőekben megadottak szerint - előnyösen v < 0,056 D; d, < 0,2-0,25 D - képezzük ki, s ezáltal igen kedvező H horonykialakítás érhető el. Az így kiképzett H hornyok igen alkalmasak a leválasztott forgács tárolására és szükség esetén az ismert hűtő- és/vagy kenőanyag bevezetésére.

Abban az esetben, ha a menetfűró forgácsolószerszámot zsákfüratban történő menetfúrásra és/vagy kézi menetfúrás készrevágójaként alkalmazzuk (ahol tehát a szerszám visszaforgatására is szükség van), akkor forgácsolószerszámként olyan menetfuró forgácsolószerszámot használunk, amelynél a dolgozó 1 rész hossza legfeljebb tíz menetemelkedésnyi, a bekezdő l_b rész hossza pedig a szabályozó l_s rész hosszával megegyező hosszúságban van kiképezve. Igen célszerű ekkor az a kiviteli alak, amelynél a dolgozó 1 rész hossza hat menetemelkedésnyi.

A találmány szerinti megoldás alapján kiképzett menetfúró forgácsolószerszámnál nincs feltétlenül szükség - tehát felesleges - a szabályozó l_s rész hátraköszörülése. Ez igen megkönnyíti a szerszám előállítását, hiszen a hátraköszörülés speciális gépen végzett, nem mindennapi szaktudást igénylő feladat. Természetesen a megoldásunk szerinti menetfuró forgácsolószerszámot is hátra lehet köszörülni, ekkor a hátraköszörülés értéke legfeljebb 0,02 mm.

A találmány szerinti megoldás előnye, hogy az igen széles, kiteq esztett mérettartományra használható. Példaként utalunk arra, hogy a megoldás előnyösen M12-M68, illetve C'/t”-C3” tartományokban is minden különösebb nehézség nélkül alkalmazható. A megoldás előnyei már a menetfuró szerszám alapanyagánál is jelentkeznek, hiszen arra kísérleteink tanúsága szerint speciális megkötésekre nincs szükség. Célszerűen készülhet az gyorsacélból vagy ötvözött acélból, abban az esetben, ha különösen tartós menetfuró szerszámot akarunk létrehozni, az élek tartósságát PCD élettartam-növelő bevonattal - például titánnitrid, titánkarbonitrid növelhetjük.

A találmány szerinti menetfuró szerszámmal akár 2000-2500 percenkénti fordulatszám is elérhető, és annak felhasználásával olyan hosszú menetek vagy olyan nagy átmérőjű lyukak láthatók el menettel, amelyekre mind ez ideig a szakirodalom menetfürókat a mai napig nem alkalmazott. A megoldás szerinti menetfuró élettartama jelentős mértékben hosszabb az azonos alapanyagú ismert menetfúró szerszámok élettartamánál, azokkal külön élezés nélkül az ismert megoldásokhoz képest a munkadarabok többszöröse munkálható meg, mégpedig biztonságosan, a szerszám meghibásodása, törése nélkül.

Claims (6)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Menetfuró forgácsolószerszám, amelynek szár egyik végén kiképzett, bekezdőrésszel és szabályozórésszel ellátott dolgozórésze van, a szár másik vége pedig - befogás céljából - előnyösen négyszög keresztmetszetűre van kiképezve; a dolgozórész legalább két vágószámyat, a vágószámyak között pedig legalább a vágószámy hosszában, leválasztott forgács tárolására és szükség esetén hűtő- és/vagy kenőanyag bevezetésére szolgáló hornyokat tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a vágószámyak (V) szélessége (v) a menetfuró szerszám külső átmérőjének (D) 0,2-0,02-szorosát, törzsátmérője (d,) pedig a menetfuró szerszám külső átmérőjének (D) legfeljebb 0,35-szorosát teszi ki; és a dolgozórészen (1) belül a bekezdőrész (l_b) hossza a dolgozórész (1) hosszának legalább a fele.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti menetfuró forgácsolószerszám, azzal jellemezve, hogy a bekezdőrész (l_b) hátfelülete (h) sík felületként van kialakítva, és hátszögének értéke (a) meghaladja az 5°-ot, előnyösen 15° értékű.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti menetfúró forgácsolószerszám, azzal jellemezve, hogy a dolgozórész (1) hossza legfeljebb tíz menetemelkedésnyi, a bekezdőrész (l_b) pedig a szabályozórésszel (l_s) megegyező hosszúságú.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti menetfúró forgácsolószerszám, azzal jellemezve, hogy a szabályozórész (l_s) legfeljebb 0,02 mm értékű hátraköszörüléssel van ellátva.
5. 5. A 3. igénypont szerinti menetfuró forgácsolószerszám, azzal jellemezve, hogy a dolgozórész (1) hossza hat menetemelkedésnyi.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti menetfúró forgácsolószerszám, azzal jellemezve, hogy a vágószámyak (V) szélessége (v) a menetfuró szerszám külső átmérőjének (D) legfeljebb 0,056-szerese, a törzsátmérő (d_t) pedig a menetfuró szerszám külső átmérőjének (D) legfeljebb 0,2-szerese.