HU222000B1 - Eljárás fémszerszámok forgácsoló megmunkálására szolgáló vágólap előállítására - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás fémszerszámok forgácsoló megmunkálásáraszolgáló vágólap előállítására, amelynek lépései során –gyémánt- vagy köbös bór-nitrid- vagy hasonló kristályokat tartalmazóporréteget visznek fel egy fémlapra, előnyös módon egy keményfémlapra; – a porréteget a fémlapra szinterezik, – a bevontfémlap legalább egyik oldalfelületét legalább egy vágólap létrehozásavégett köszörülik. A találmány értelmében – az első lépésesorán előállítanak egy vágóél nélküli nyers vágólapot, – egykésőbbi második lépése során a nyers vágólapot azon a részen, ahol avágóél(ek)nek lennie (lenniük) kell, az alkalmazási esethez igazodó,kívánt alakra hozzák, és ezen a részen végzik a köszörülési folyamatotlegalább egy vágóél létrehozása végett. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás fémszerszámok forgácsoló megmunkálására szolgáló vágólap előállítására, amelynek lépései során gyémánt- vagy köbős bór-nitridvagy hasonló kristályokat tartalmazó porréteget viszünk fel egy fémlapra, előnyös módon egy keményfém lapra; a porréteget a fémlapra szinterezzük, a bevont fémlapból nyers vágólapot vágunk ki, vagy vágunk le, és a bevont fémlap legalább egyik oldalfelületét legalább egy vágólap létrehozása végett köszörüljük. A találmány tárgya továbbá az eljárással előállított vágólap, valamint ennek nyersdarabja, a nyers vágólap.

A fém munkadarabok forgácsoló megmunkálására szolgáló vágólapok, valamint az előállításukra szolgáló eljárások ismertek. Itt a továbbiakban olyan vágólapokból indulunk ki, amelyek tartalmaznak egy fém alaphordozót, például egy fémlapot és egy ezzel összekötött kristályos, kopásálló réteget. A kopásálló réteg gyémánt- (polikristályos gyémánt) és/vagy köbös bór-nitrid-kristályokat tartalmaz. Ezt a réteget az előnyös módon keményfémből álló alaprétegre felviszik, majd szinterező eljárásban gyakorlatilag oldhatatlanul összekötik a fémhordozóval. Ismeretes például, hogy az itt leírt jellegű porrétegeket 1500 °C-on és 50-60 kbar nyomáson kötik össze a keményfém hordozóval.

Ezután a kopásálló réteggel ellátott fémlap egyik oldalfelületét vágóéi létrehozása végett köszörülik. Több vágóéllel ellátott vágólapoknál megfelelő számú oldalfelületet köszörülnek.

Az itt leírt eljárás során a bevont fémlapot vagy közvetlenül abban az alakban állítják elő, amellyel a későbbi vágólapnak rendelkezne kell, vagy - és ez is ismert - tárcsáknak is nevezett, nagyobb fémlapokat készítenek az itt leírt eljárással, vágólapokat vágnak le, illetőleg vágnak ki, és az ekkor keletkező oldalfelületeken köszörülési folyamatot végeznek azokon a részeken, ahol a később vágóélnek kell lennie.

Ez az eljárás viszonylag drága, és a készletezés tekintetében bonyolult.

A találmányunk elé kitűzött feladat a bevezetésben leírt jellegű olyan eljárás, amely mentes ezektől a hátrányoktól.

Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy az első lépése során a kopásálló réteggel ellátott, előkészített fémlapból kivágással vagy levágással előállítunk egy nyers vágólapot, amelynek még nincs meg végleges alakja. Ez a nyers vágólap elsősorban azokon a részeken, ahol a kész vágólapban egy vagy több vágóélnek kell lennie, még nincs specifikusan kialakítva. Ahhoz, hogy egy ilyen nyers vágólapot vágólapként lehessen alkalmazni, előbb az említett speciális részen egy későbbi második lépés során a speciális alkalmazási esethez igazodó, kívánt alakra hozzuk. Például a nyers vágólap eredetileg négyszögű végrészét háromszög alakúvá alakítjuk, illetőleg heggyel látjuk el, hogy menetesztergáló szerszámot (menetkést) kapjunk. A nyers vágólap forgácsoló megmunkálásra kijelölt részének alakja tetszőleges, alkalmas módon létrehozható. Az ily módon megmunkált nyers vágólapot csak ezután köszörüljük a későbbi vágóélek részein.

A nyers vágólap tehát közvetlenül előállítása után még nem alkalmas fém munkadarabok forgácsoló megmunkálására. Ez először hátránynak tűnik, mert csak egy második, további lépésben lehet a kész vágólapot létrehozni, és azon a részen, ahol a vágóél(ek)nek lennie (lenniük) kell, még különleges megmunkálást kell végezni és a kívánt alakra kell hozni, mielőtt az oldalfelületek megmunkálása útján a vágóéleket elő lehetne állítani. Kiderült azonban, hogy az itt leírt jellegű vágólapokat nagy mennyiségben lehet előállítani és további külön megmunkálás nélkül közbenső raktárba lehet juttatni. A nem specifikus vágólapok készletéből az adott vágólap előállításához ki lehet venni egy tetszőleges nyers vágólapot, amelyet ezután a befejező megmunkálás során a kívánt alakra lehet hozni és köszörülési eljárás útján legalább egy vágóéllel el lehet látni.

Előnyös az eljárásnak az a kiviteli alakja, amely szerint a nyers vágólapnak azt a részét, ahol a vágóél(ek)nek lennie (lenniük) kell, vágó- és/vagy köszörülőeljárással hozzuk a kívánt alakra. A köszörülőeljárás alkalmas módja esetén ezt a részt úgy lehet megmunkálni, hogy a köszörülés közvetlenül az alak létrehozása után, az ekkor keletkező oldalfelületeken legalább egy vágóéi létrehozása végett elvégezhető. így az eljárás járulékos második lépése összefoglalható egy vágóélet létrehozó köszörülési folyamattal, és a vágóéi létrehozásához szükséges megmunkálási idő a minimálisra csökkenthető.

A találmányunk elé kitűzött további feladat olcsón előállítható nyers vágólap kialakítása vágólap előállásához.

Találmányunk szerinti célkitűzés nemcsak egys további megmunkálásra előkészített nyers vágólap előállítására szolgáló eljárásra vonatkozik, de maga a további megmunkálás alapját képező nyers vágólapra is, amely a technika állásából ismert megoldásoktól lényegesen különbözik, a technika állását jelentősen meghaladja.

A 2 703 610 számú francia szabadalmi irat egy eljárást ismertet, amelynek első lépése vágólapot hoz létre (Fig. 2., 3., leírás oldal 4, 5). De ez a vágólap nem általános alakú, kontúrja határozottan csupán egy adott hátszögnek megfelelő vágóéi előállítását szolgálja; nem egy, a találmány szerinti, nem többféle feladathoz alkalmas kontúrral rendelkező, a feladatok közül valamely adott felhasználáshoz tovább alakítható nyers vágólapot mutat be.

Az EP 0 738 533 Al számú szabadalmi irat ugyancsak olyan eljárást mutat be, amely egy adott formájú vágóéi előállítására való. A vágóéi alakja már az első lépésben végleges, a második lépés csak ennek az élnek a köszörülését szolgálja.

Az EP 0 718414 számú szabadalmi iratban sincs semmiféle utalás egy olyan nyers vágólap előállítására, amelynek formája, kontúrja nem egyetlen adott feladathoz volna való, hanem általános, tovább megmunkálva sokféle feladat elvégzésére alkalmas vágólap kialakításához alkalmas. Az irat 5. hasáb 34-35. sora kifejezetten hangsúlyozza, hogy nincs szükség egy második eljárási lépésre a 8 szegmens további megmunkálásához.

A technika állásának feltárása azt mutatja, hogy egyetlen eljárás terméke sem olyan nyers vágólap, amely2

HU 222 000 Β1 nek kontrája általános és csak kiindulóalak a kontúron belül valamely adott felhasználáshoz alkalmas vágólapnak vágással, vagy köszörüléssel történő előállítására.

Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a nyers vágólapnak azon a részen, ahol a 5 vágóél(ek)nek lennie (lenniük) kell, a forgácsoló megmunkálás tekintetében az alakja eredetileg nem specifikus, vagyis nincs egy specifikus megmunkálási módhoz, illetőleg speciális szerszámokhoz kialakítva. Az ilyen nem specifikus nyers vágólapok készletezése nem 10 igényel külön szervezeti struktúrát, ezért egyszerűen és olcsón megvalósítható.

Találmányunkat annak példaképpeni kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebből ábráink segítségével, amelyek közül az 15

1. ábra egy vágólap felülnézete, a

2. ábra az 1. ábra szerinti vágólap elölnézete, a

3. ábra az 1. ábra szerinti vágólap oldalnézete.

Az 1. ábrán felülnézetben látható egy lényegében négyszög alap alakú 1 vágólap. Az egyik hosszoldal, itt 20 a 3 felső hosszoldal 5 kiemelkedésekkel és 7 mélyedésekkel van ellátva. Itt mindkettő példaképpen lényegében háromszög alakú, és rendeltetésük egy fogazás létrehozása, amely lehetővé teszi az 1 vágólap biztos rögzítését egy szerszámban. Az, hogy az 5 kiemelkedések 25 és a 7 mélyedések itt a 3 felső hosszoldal mentén egyformán vannak kialakítva, lehetővé teszi, hogy az 1 vágólapot egy szerszámban különböző helyzetekben fogjuk be, és ezzel biztosítsuk a vágólap utánmunkálását.

Ha tehát a vágólap tompává válik, akkor úgy lehet 30 utánmunkálni, hogy újból be lehessen fogni a szerszámba, és így tovább lehessen használni.

Az 1 vágólap egy 9 nyers vágólapból kerül előállításra. Ennek a külső kontrája lényegében megegyezik az 1 vágólap külső kontrájával, de a 11 részen, ahol az 35

I vágólap 13 és 15 vágóélei vannak, eredetileg lényegében négyszög alakú. Ezt az 1. ábrán szaggatott vonal jelöli.

Az 1 vágólap itt ábrázolt kiviteli alakjában a 11 részen a 13 és 15 vágóéi egy gondolati 17 középvonalra 40 szimmetrikusan van elhelyezve, és azzal egyenként például kb. 30° szöget zárnak be. A 19 pontvonal jelöli, hogy végigmenő, az 1 vágólap egész h magasságára kiterjedő 13’ vágóéi is lehetséges, amely itt teljesen példaképpen kb. 40° szöget zár be a 17 középvonallal. Magá- 45 tói értetődőn az is lehetséges, hogy ez a 13’ vágóéi a 17 középvonalra tükörképszerűen helyezkedik el.

A fentebb taglaltak alapján minden további nélkül nyilvánvaló, hogy egy 9 nyers vágólap négyszög alakú

II részét úgy lehet megmunkálni, hogy speciális forgá- 50 csoló megmunkálási módokhoz alkalmas vágóéleket lehet megvalósítani.

A 2. ábrán az 1 vágólap elölnézete, vagyis all rész nézete látható.

Ez az ábrázolás világosan mutatja, hogy az 1 vágó- 55 lap tartalmaz egy fém alaphordozót, itt egy 21 fémlapot, előnyös módon keményfém lapot, amelyre egy kemény anyagú réteg, mégpedig egy 23 porréteg van gyakorlatilag oldhatatlanul rászinterezve. A 23 porréteg gyémánt- és/vagy köbös bór-nitrid- vagy hasonló kristá- 60 lyokat tartalmaz. Ez a réteg különösen kemény, kopásálló és ellenállóképes. Ezt a réteget pontokkal ábrázoltuk.

Az 1 vágólap itt látható kiviteli alakjában a 23 porréteggel szemben lévő 25 alsó oldalon van egy 27 élletörés, amelynek révén az 1 vágólap definiáltán fekszik fel egy szerszámon.

A 2. ábrán alul lévő 29 oldalfelület ferde egy gondolati E középsíkhoz képest. A 29 oldalfelület itt a 23 porréteg 31 felülete felől hegyesszögben, például 6° szögben áll az E középsíkhoz képest. A 33 oldalfelület, amely a 3 felső hosszoldalnak felel meg (1. ábra), párhuzamos az E középsíkkal.

A felülnézetben látható a 11 részen lévő elülső 35 és 37 oldalfelület, amelyeken a 13 és 15 vágóéi létrehozása végett köszörűlési folyamatot hajtunk végre.

A 2. ábrán látható, hogy az elülső 35 és 37 oldalfelület az E középsíknál metszi egymást, vagyis szimmetrikusan vannak kialakítva.

A 3. ábra szerinti oldalnézetben látható az 1 vágólapnak az 1. ábrán felül lévő 3 felső hosszoldala. Az 1 vágólapnak az 1. és 2. ábrán látható elemeit itt azonos hivatkozási jelekkel jelöltük, úgyhogy ezek leírása tekintetében az 1. és 2. ábrára utalunk

A 3. ábrán világosan látható, hogy a 3 felső hosszoldal 5 kiemelkedésekkel és 7 mélyedésekkel van ellátva, amelyek kiteijednek az 1 vágólap egész d vastagságára, és lényegében párhuzamosak az 1 vágólap 39 hátoldalával.

Az is nyilvánvaló, hogy az 1 vágólap tartalmaaegy ?

fémlap alaphordozót és egy itt pontokkal ábrázolt A porréteget.

Szaggatott vonalak jelölik, hogy az 1 vágólap II részén egy 9 nyers vágólap egyes részeit eltávolítjuk, hogy ezen a részen vágóéleket alakítsunk ki.

A következőkben a fém munkadarab forgácsoló megmunkálására szolgáló 1 vágólap előállítását célzó eljárást ismertetjük.

Az eljárás első lépésében egy alaphordozóra, mégpedig egy 21 fémlapra, előnyös módon keményfém lapra porréteget viszünk fel, amely gyémánt- és/vagy köbös bór-nitrid- vagy hasonló kristályokat tartalmaz.

A porréteget 1500 °C-on és 50-60 kbar nyomáson a 21 fémlapra szinterezzük. Ekkor oldhatatlan kötés keletkezik.

A bevont fémlapnak eleve olyan alakja lehet, mint az 1. és 3. ábra kapcsán taglalt 9 nyers vágólapnak. Lehetséges azonban az is, hogy egy nagyobb bevont fémlapból az itt leírt jellegű 9 nyers vágólapokat választunk el vagy vágunk ki. A vágási folyamatban szikraforgácsoló, előnyös módon huzalelektródos szikraforgácsoló eljárást lehet alkalmazni. Ekkor az 5 kiemelkedéseket és a 7 mélyedéseket már ki lehet alakítani a 3 felső hosszoldalon.

A 9 nyers vágólap 11 részének kialakítása nem specifikus, vagyis nincs az 1 vágólap későbbi alkalmazásához hozzáigazítva. A 9 nyers vágólap itt ábrázolt kiviteli alakja all részen lényegében négyszög alakú.

Az ilyen jellegű 9 nyers vágólap külön ráfordítás nélkül készletezhető, mivel nincs speciális szerszámokhoz hozzárendelve.

HU 222 000 Bl

Szükség esetén a 9 nyers vágólap 11 része meghatározott alakra alakítható, úgyhogy a vágólapot szúrókésként, jobbos vagy balos esztergakésként, menetvágó lapként (lásd az 1. ábrát) vagy akár fúróhoz és/vagy dörzsárhoz is alkalmazni lehet. 5

A 9 nyers vágólap 11 részét vágó és/vagy köszörülő eljárással lehet a kívánt alakra alakítani. Ily módon oldalfelületeket lehet képezni, amelyek közül legalább az egyiken köszörülőeljárást lehet végezni legalább egy vágóéi létrehozása végett. 10

Mindezek alapján világos, hogy a 9 nyers vágólapot egyszerű alapalakjai miatt nagyon egyszerűen lehet előállítani. Ez természetesen elsősorban akkor áll fenn, ha lemondunk egy hosszéi, itt a 3 felső hosszoldal speciális kialakításáról. A nyers vágólapot ezért különösen 15 egyszerűen és olcsón lehet előállítani. Az ilyen „semleges” nyers vágólap készletezése, mint már említettük, ugyancsak olcsón valósítható meg. Végül látható, hogy a 9 nyers vágólap megmunkálása all részen különösen egyszerű. Az 1 vágólap létrehozását szolgáló járulé- 20 kos és szükséges lépés ugyancsak egyszerűen és olcsón valósítható meg. A 9 nyers vágólap alakját all helyen vágó- és/vagy köszörülőeljárással lehet létrehozni. Az utóbbi eljárásnál különösen előnyös, hogy a kívánt alak létrehozásával együtt már a kívánt vágóéi is létrehozha- 25 tó, úgyhogy minimálisra csökkenthető az a járulékos ráfordítás, amellyel a 9 nyers vágólapból a kész 1 vágólapot létrehozzuk.

A fentiekből nyilvánvaló, hogy az 1 vágólap általánosan alkalmazható, mivel a 9 nyers vágólap 11 részén 30 gyakorlatilag minden tetszőleges vágóél-geometria megvalósítható. A 9 nyers vágólapnak olyan általános kiképzése lehet, hogy bármilyen szerszámban és különböző forgácsoló megmunkálási módokhoz alkalmazható. Az általános megvalósítás lehetővé tétele végett az 1. ábrán 35 látható 5 kiemelkedéseket és 7 mélyedéseket az 1 vágólap más felületein is ki lehet alakítani. Az ilyen kialakításokat teljesen el is lehet hagyni a 9 nyers vágólap általános alkalmazhatóságának biztosítása végett.

Végül még megjegyezzük, hogy az 1 vágólapot köz- 40 vétlenül be lehet fogni egy szerszámba. Az 1 vágólapot alaptartóra is lehet forrasztani, és ezután ezt lehet a szerszámba befogni.

Claims (9)

1. Eljárás fém munkadarabok forgácsoló megmunkálására szolgáló vágólap előállítására, amelynek lépései során 50

- gyémánt- vagy köbös bór-nitrid- vagy hasonló kristályokat tartalmazó porréteget viszünk fel egy fémlapra, előnyös módon egy keményfém lapra;

- a porréteget a fémlapra szinterezzük,

- a bevont fémlap legalább egyik oldalfelületét legalább egy vágólap létrehozása végett köszörüljük, azzal jellemezve, hogy

- az első lépése során levágunk a bevont fémlapból egy vágóéi nélküli nyers vágólapot (9),

- egy későbbi második, az első lépéstől elválasztott lépés során a nyers vágólapot (9) azon a részén, ahol a vágóél(ek)nek (13, 15) kell kialakítva lennie (lenniük), az alkalmazási esethez igazodóan, a kívánt alakra hozzuk, és

- a nyers vágólap (9) ezen a részén hozunk létre köszörülési folyamatban legalább egy vágóélet (13,15).

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nyers vágólapot (9) a bevont fémlapból (21) kivágjuk vagy levágjuk.

3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a vágási folyamathoz szikraforgácsoló, előnyös módon huzalelektródos szikraforgácsoló eljárást alkalmazunk.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, αζζα/ jellemezve, hogy a nyers vágólap (9) azon részét, ahol a vágóél(ek)nek (13,15) lennie (lenniük) kell, vágóés/vagy köszörülőeljárással hozzuk a kívánt alakra.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fémlapot (21) a teljes felületén porréteggel látjuk el.

6. Fém munkadarabok forgácsoló megmunkálására, fe különböző forgácsolási feladatok ellátásához vágóélek (13, 15) kialakítására alkalmas, vágóéi (13, 15) nélküli | nyers vágólap (9), azzal jellemezve, hogy a majdani al- J kalmazásnak megfelelően szükséges vágóél(ek> (13, L

15) a nyers vágólap (9) kontúrján belül esik(nek)) ke- fe resztmetszete például négyszögletes és az alkalmazás- L nak megfelelő, vágással, vagy köszörüléssel kialakított * vágóél(ek) ezen kontúron belül esik(nek). ·

7. A 6. igénypont szerinti nyers vágólap, azzal jellemezve, hogy vágó- és/vagy köszörülőeljárásra alkalmas oldalfelületei (35, 37) vannak, amelyek közül legalább egy, egy vágóélnek (13,15) köszörüléssel való létrehozására alkalmas.

8. A 6. igénypont szerinti nyers vágólap, azzal jellemezve, hogy van legalább egy, kiemelkedésekkel (5) és mélyedésekkel (7) ellátott felülete (3 felső hosszoldala).

9. Vágólap fém munkadarabok forgácsoló megmunkálására a 6. igénypont szerinti nyers vágólapból (9), és/vagy az 1-5. igénypontok bármelyike szerint nyers vágólapból (9) előállítva, azzal jellemezve, hogy a vágóél(ek) szúrókésként, esztergakésként, menetvágó lapként, vagy fúróként és/vagy dörzsárként kiképzettek).