PL171320B1 - Głowica frezowa czołowa z wymiennymi ostrzami - Google Patents

Abstract

. Głowica frezowa czołowa z wymiennymi ostrzami, zawierająca korpus, na którego obwodzie zamocowane są bezpośrednio lub za pośrednictwem kaset umieszczonych w gniazdach korpusu płytki skrawające uniwersalne i gładzące, znamienna tym, że ma co najmniej jedną obrotową kasetę (8) z płytką gładzącą (9), która to kaseta zamocowana jest obrotowo na osi (14), korzystnie w postaci trzpienia, usytuowanej w górnej części kasety, przy czym ośjest prostopadła do bocznej powierzchni oporowej (3) prostokątnego gniazda (2) w korpusie (1), oraz urządzenie do regulacji położenia kątowego kasety obrotowej (8) względem środkowej płaszczyzny oporowej (5) gniazda (2), zawierające śrubę regulacyjną (15), (20) zakończoną końcówką sferyczną (16), (21) współpracującą z dolną częścią środkowej powierzchni oporowej kasety (8) przy czym, po stronie przeciwległej do płytki gładzącej (9), z boku kasety obrotowej (8), w korpusie (1) znajduje się urządzenie dociskowe (22) wyposażone w element sprężysty (23) wywierający na kasetę siłę, której składowe powodują docisk kasety do bocznej powierzchni oporowej (3) gniazda (2) oraz do końcówkisferycznej (16), (21) śruby regulacyjnej (15), (20).

Description

Przedmiotem wynalazku jest głowica frezowa, czołowa z wymiennymi ostrzami mocowanymi na obwodzie korpusu, przeznaczona do obróbki zgrubnej, średniodokładnej i wykańczającej.

Znane są głowice frezowe, przeznaczone do obróbki zgrubnej, średniodokładnej i wykańczającej w których płytki skrawające zamocowane są w kasetach umieszczonych na obwodzie głowicy, w prostokątnych gniazdach korpusu na przykład głowica typu 257.1 produkowana przez szwedzką firmę SECO oraz polską firmę DOLFAMEX, głowica SE300 i SE400 japońskiej firmy MITSUBISHI i głowica systemu Modulmill szwedzkiej firmy SANDVIK. W głowicy typu 257.1 kasety zamocowane są w gniazdach i dociskane do korpusu śrubami. W głowicy tej płytki skrawające (wraz z kasetą) można przesuwać tylko w kierunku równoległym do płaszczyzn oporowych gniazda, w celu ustawienia minimalnej wartości bicia osiowego. Położenie krawędzi gładzącej płytki nie jest regulowane, a ustawienie jej uzależnione jest od dokładności wykonania bazowych powierzchni gniazda i kasety, w której osadzona jest płytka oraz dokładności bazowych wymiarów płytki. Dokładność wykonania bazowych wymiarów wyżej wymienionych elementów decyduje o położeniu krawędzi gładzącej w układzie narzędzia, natomiast na położenie krawędzi gładzącej w układzie ustawienia ma jeszcze wpływ dokładność frezarki. Do obróbki wykańczającej stosuje się co najmniej jedną płytkę gładzącą o łukowatej krawędzi, o maksymalnym promieniu R=500 mm. Płytka ta wysunięta jest osiowo względem pozostałych płytek o 0,06 - 0,08 mm i decyduje o chropowatości powierzchni obrobionej. Chropowatość powierzchni obrobionej omówioną głowicą i innymi typami głowic z płytkami umocowanymi w kasetach na obwodzie charakteryzuje się dużym rozrzutem, co powoduje, że głowice te są mało przydatne do obróbki gładkościowej. Przy zastosowaniu płytki gładzącej, ze względu na odwzorowanie na powierzchni obrabianej promienia R=500 mm, również nie można uzyskać dostatecznie małej chropowatości, dlatego do frezowania gładkościowego stosuje się głowice o specjalnej konstrukcji.

Znana jest głowica frezowa firmy szwedzkiej SECO typu 230.19, w której płytki skrawające zamocowane są w korpusie głowicy, bezpośrednio na jego powierzchni czołowej, zaś jedna płytka skrawająca przeznaczona do obróbki wykańczającej jest zamocowana w specjalnej kasecie umieszczonej w gnieździe wykonanym na powierzchni czołowej korpusu i przymocowanej do korpusu za pomocą śrub. Kaseta styka się swoją środkową (grzbietową) powierzchnią oporową ze specjalnym występem korpusu głowicy usytuowanym pomiędzy śrubą dociskową a płytką skrawającą oraz pośrednio w dwóch miejscach przez śruby regulacyjne zakończone obrotowymi kulistymi wkładkami ze środkową powierzchnią oporową gniazda. Kaseta posiada regulację położenia kątowego względem płaszczyzny czołowej głowicy w dwóch wzajemnie prostopadłych kierunkach. Do regulacji służą dwie specjalne śruby zakończone wkładkami kulistymi, z których jedna, położona na końcu kasety, w pobliżu płytki skrawającej umożliwia ustawienie osiowe płytki wykańczającej względem pozostałych płytek skrawających głowicy. Druga śruba, położona na przeciwległym końcu kasety, w pobliżu osi głowicy, umożliwia ustawienie łukowej krawędzi płytki wykańczającej stycznie do płaszczyzny czołowej, to jest stycznie do płaszczyzny prostopadłej do osi głowicy. Głowica tego typu nadaje się wyłącznie do obróbki wykańczającej gładkościowej, gdzie głębokość skrawania nie przekracza jednego milimetra. Płytki zamocowane na korpusie służą do frezowania wstępnego, zaś płytka umocowana w kasecie służy do frezowania wykańczającego gładkościowego.

Głowica frezowa czołowa według wynalazku wyposażona w płytki skrawające zamocowane bezpośrednio lub za pośrednictwem kaset umieszczanych w gniazdach umieszczonych na obwodzie głowicy zawiera co najmniej jedną kasetę do mocowania płytki skrawającej, zamocowaną obrotowo na osi umocowanej w korpusie głowicy usytuowanej w górnej części kasety. Oś ta jest prostopadła do bocznych powierzchni oporowych prostokątnego gniazda w korpusie głowicy, w którym umocowana jest kaseta. Oś tę stanowi, korzystnie, trzpień umocowany na wcisk w korpusie głowicy. Głowica posiada urządzenie do regulacji położenia kątowego kasety względem środkowej płaszczyzny oporowej gniazda powodujące zmianę kąta położenia krawędzi gładzącej płytki skrawającej względem płaszczyzny prostopadłej do osi głowicy. Urządzenie regulacyjne składa, się ze śmby umieszczonej w nagwintowanym otworze wykonanym w korpusie głowicy. Śruba zakończona jest końcówką sferyczną, współpracującą z dolną częścią środkowej płaszczyzny oporowej kasety. Otwór pod śrubę regulacyjnąjest pochylony pod kątem względem środkowej płaszczyzny oporowej gniazda. Otwór ten może być pochylony pod niewielkim kątem, korzystnie nie przekraczającym 5°, w tym przypadku śruba regulacyjna zakończona jest u dołu okrągłym kołnierzem składającym się z części o zewnętrznym zarysie sferycznym, współpracującej z powierzchnią oporową kasety oraz z części walcowej, współpracującej bezpośrednio lub poprzez element oporowy, z powierzchnią oporową korpusu. Tego rodzaju rozwiązanie konstrukcyjne urządzenia regulacyjnego jest szczególnie przydatne w głowicach, w których odległość pomiędzy osią obrotu kasety, a miejscem jej styku z końcówką sferyczną urządzenia regulacyjnego nie przekracza 30 mm. W głowicach, gdzie ta odległość

171 320 przekracza 30 mm, może być zastosowane inne rozwiązanie, w którym oś otworu pod śrubę regulacyjną jest prostopadła do środkowej powierzchni oporowej gniazda kasety, zaś śruba regulacyjna nie ma kołnierza, a jej przednia końcówka współpracująca z powierzchnią oporową kasety ma kształt sferyczny. Śruby regulacyjne mają w tylnej części sześciokątne gniazdo do umieszczenia klucza regulacyjnego. Głowica posiada urządzenie dociskowe zamocowane w korpusie głowicy, po stronie bocznej płaszczyzny oporowej kasety, przeciwległej do płytki skrawającej. Urządzenie dociskowe składa się z trzpienia wciśniętego w otwór korpusu, zakończonego elementem sprężystym korzystnie w postaci końcówki o kształcie sferycznym. Sprężysta końcówka sferyczna współpracuje z dolną powierzchnią trapezowego rowka wykonanego w części dolnej kasety, na jej bocznej powierzchni oporowej. Dolna powierzchnia tego rowka jest ukośna i pochylona jest względem bocznej powierzchni oporowej kasety pod kątem ostrym, nieco mniejszym od 90°, co pozwala na rozłożenie siły docisku na siłę działającą w kierunku bocznej powierzchni gniazda oraz siłę działającą w kierunku końcówki sferycznej urządzenia regulacyjnego, ustalającego położenie kątowe kasety.

Głowica według wynalazku umożliwia obróbkę zgrubną, średniodokładną i dokładnągładkościową. Obróbkę gładkościową można wykonywać z bardzo dużymi, (do 6 mm) posuwami na obrót. Do obróbki gładkościowej korzystnie jest stosować specjalną płytkę o wydłużonej, łukowej lub protoliniowej krawędzi gładzącej o promieniu większym od R=500 mm, korzystnie 3000 mm, co dotychczas było niemożliwe. Ta długa łukowa krawędź gładząca zapewnia żądaną minimalną chropowatość powierzchni obrabianej. Obróbkę zgrubną lub średniodokładną wykonuje się po zastąpieniu płytki gładzącej płytką uniwersalną ze względu na rodzaj obróbki, to jest przeznaczoną do obróbki zgrubnej, średniodokładnej i dokładnej, które to płytki są dostępne powszechnie w obrocie handlowym.

Głowica według wynalazku uwidoczniona jest na rysunku, na którym:

Figura 1 przedstawia głowicę frezową w widoku perspektywicznym.

Figura 2 przedstawia w widoku z boku, prostopadle do płaszczyzny środkowej gniazda, fragment korpusu głowicy z usytuowaną w nim kasetą obrotową i płytką skrawającą.

Figura 3 przedstawia w przekroju prostopadłym do płaszczyzny środkowej gniazda, fragment głowicy frezowej zawierający kasetę obrotową z urządzeniem regulacyjnym w postaci śruby z okrągłym kołnierzem.

Figura 4 przedstawia w przekroju prostopadłym do płaszczyzny środkowej gniazda, fragment głowicy frezowej zawierający kasetę obrotową z urządzeniem regulacyjnym w postaci śruby z końcówką sferyczną.

Figura 5 przedstawia fragment głowicy frezowej w przekroju poprzecznym płaszczyzną przechodzącą przez oś obrotu kasety obrotowej.

Figura 6 przedstawia fragment głowicy w przekroju płaszczyzną przechodzącą przez oś elementu sprężystego urządzenia dociskowego oraz częściowo w widoku od czoła głowicy.

Głowica frezowa ma korpus 1, na którego obwodziewykonane są prostokątne gniazda 2, w których dwie bazowe płaszczyzny oporowe boczne, lewa 3 i prawa 4, usytuowane są prostopadle względem środkowej płaszczyzny oporowej 5. W gniazdach 2 umieszczone są kasety nieobrotowe 6 z płytkami skrawającymi uniwersalnymi 7 oraz jedna kaseta obrotowa 8 z umocowaną w niej specjalną płytką skrawającą wykańczającą zwaną gładzącą 9. Kasety 6 oraz kaseta obrotowa 8 zamocowane są w korpusie 1 za pomocą klinów dolnych 10 i klinów górnych 11 oraz śrub 12, przy czym kliny mocujące kasetę obrotową 8 mają łukowe wybrania umożliwiające zamocowanie płytki wykańczającej (gładzącej) 9 śrubą 13. Kasety nieobrotowe 6 mają możliwość przesuwu w gniazdach w górę i w dół, wraz z płytką skrawającą 7. Przy niewielkich głębokościach skrawania, nie przekraczających 1 mm, do zamocowania kasety 8 wystarczy jeden klin dolny 10. Kaseta obrotowa 8 zamocowana jest obrotowo na trzpieniu 14 osadzonym na wcisk w otworze korpusu 1, prostopadłym do bocznej płaszczyzny oporowej 3 gniazda 2. W pobliżu środkowej płaszczyzny oporowej 5 gniazda 2 kasety obrotowej 8, w korpusie 1 głowicy umieszczone jest urządzenie regulacyjne służące do regulacji położenia kątowego kasety obrotowej, a wraz z nią płytki gładzącej 9 względem środkowej płaszczyzny oporowej 5 gniazda 2 głowicy. Urządzenie regulacyjne zawiera śrubę 15 umieszczoną w nagwintowanym otworze

171 320 wykonanym w korpusie 2, którego oś jest pochylona pod niewielkim kątem, około 5° w stosunku do środkowej płaszczyzny oporowej 5 gniazda. Śruba 15 w części dolnej posiada okrągły kołnierz składający się z części sferycznej 16 oraz umieszczonej za nią części walcowej 17. W kołnierzu śruby wykonany jest osiowy otwór sześciokątny, nie uwidoczniony na rysunku, służący do mocowania klucza regulacyjnego. Część sferyczna 16 kołnierza śruby 15 styka się z dolną częścią środkowej płaszczyzny oporowej kasety obrotowej 8 i poprzez wkręcanie śruby powoduje obrót kątowy kasety na trzpieniu 14. Część walcowa 17 kołnierza styka się swoją powierzchnią obwodową z elementem oporowym 18 umocowanym wkrętem 19 do korpusu 1, w którym to elemencie oporowym wykonane jest specjalne wybranie pod okrągły kołnierz śruby regulacyjnej 15. Kołnierz śruby oraz element oporowy 18 są ulepszone cieplnie. Urządzenie regulacyjne w postaci śruby ze specjalnym kołnierzem przedstawione wyżej jest skomplikowane w budowie, dlatego zalecane jest do głowic, w który odległość pomiędzy osią obrotu 14 kasety, a miejscem jej styku z końcówką sferyczną 16, śruby regulacyjnej 15 nie przekracza 30 mm. W głowicach, gdzie ta odległość jest większa od 30 mm, może być zastosowane rozwiązanie w postaci śruby regulacyjnej 20 bez kołnierza, zakończonej końcówką sferyczną 21, usytuowanej prostopadle do środkowej płaszczyzny oporowej gniazda 2 korpusu 1. Na przciwległym do końcówki sferycznej 21 łbie śruby wykonany jest otwór sześciokątny pod klucz regulacyjny.

W celu zapewnienia stałego oporu kasety obrotowej 8 podczas regulacji jej położenia kątowego, w korpusie 1 głowicy znajduje się urządzenie dociskowe 22. Urządzenie dociskowe 22 usytuowane jest od strony bocznej kasety, przeciwległej do płytki skrawającej i składa się z trzpienia zamocowanego na wcisk w korpusie 1, oraz elementu sprężystego 23 zakończonego końcówką o sferycznym zarysie powierzchni roboczej, współpracującej z dolną ukośną powierzchnią 24 rowka wykonanego w dolnej części kasety 8. W przekroju poprzecznym rowek posiada kształt trapezu nierównobocznego, którego dolny bok 24 jest pochylony pod kątem nieco mniejszym od 90° względem bocznej płaszczyzny oporowej kasety. Siła docisku elementu sprężystego 23 rozkłada się na dwie składowe - jedną działającą w kierunku bocznej powierzchni oporowej 3 gniazda 2, drugą działającą w kierunku powierzchni końcówki sferycznej 16, 21 urządzenia regulacyjnego, zapewniając stały docisk kasety 8 do tych powierzchni, co ma znaczenie dla płynności i dokładności regulacji położenia kątowego kasety.

Kaseta obrotowa 8 umieszczona jest w gnieździe korpusu, charakteryzującym się najmniejszą podziałką obwodową, położonym przed następną również małą podziałką. Główna krawędź skrawająca płytki gładzącej cofnięta jest promieniowo o wartość około 0,1 mm w stosunku do pozostałych ostrzy. Wartość cofnięcia promieniowego płytki gładzącej wynika z położenia osi otworu w kasecie i dlatego głowica może być wyposażona np. w dwie kasety o różnym położeniu osi otworu. Dzięki cofnięciu promieniowemu płytka gładząca pracuje z mniejszym posuwem na ostrze niż pozostałe płytki.

Płytka gładząca, przy obróbce wykańczającej, jest wysunięta osiowo względem pozostałych płytek skrawających o wartość 0,06 - 0,08 mm. To wysunięcie osiowe płytki gładzącej uzyskuje się przez odpowiednie ustawienie pozostałych płytek skrawających.

Konstrukcja głowicy według wynalazku umożliwia bardzo dokładne ustawienie kątowego położenia krawędzi gładzącej płytki wykańczającej względem płaszczyzny bocznej Pf, to jest płaszczyzny prostopadłej do osi głowicy. Krawędź gładzącą płytki wykańczającej można ustawiać w układzie narzędzia to jest poza frezarką lub w układzie ustawienia, to jest na zamocowanej we wrzecionie frezarki głowicy. W pierwszym przypadku głowicę frezową ustawia się płaszczyzną bazową prostopadłą do osi, na stoliku pomiarowym przyrządu czujnikowego. Głowicę względem czujnika ustawia się tak, aby krawędź gładząca płytki skrawającej była w przybliżeniu usytuowana prostopadle do krawędzi końcówki pomiarowej czujnika, stosuje się przy tym końcówkę nożową. Przed rozpoczęciem regulacji zwalnia się minimalnie kliny mocujące kasetę, przy czym w większym stopniu zwalnia się klin mocujący płytkę gładzącą. Następnie przesuwa się głowicę względem czujnika i określa błąd równoległości krawędzi gładzącej na długości pomiarowej tej krawędzi. Po ustaleniu błędu równoległości na odcinku pomiarowym, wynoszącym korzystnie około 1 mm, ustawia się końcówkę pomiarową czujnika najednym z końcowych punktów odcinka pomiarowego. Następnie, przy zastosowaniu klucza o przekroju sześciokątnym umieszczonego w otworze śruby regulacyjnej wolno obraca się ją w takim kierunku aby zmniejszyć błąd równoległości. Po zmianie położenia krawędzi płytki o połowę określonego wcześniej błędu równoległości, dokonuje się pomiaru równoległości w skrajnych punktach odcinka pomiarowego krawędzi gładzącej. Regulacje powtarza się metodą kolejnych przybliżeń do uzyskania błędu równoległości nie przekraczającego 0,001 mm. Przy wartości błędu 0,001 - 0,002 mm korzystnie jest, przy zastosowaniu niewielkiej siły zamocować klin znajdujący się blisko osi obrotu. Po ustawieniu równoległości mocuje się wstępnie klin stykający się z płytką i sprawdza równoległość płytki, następnie w razie potrzeby koryguje się błąd równoległości śrubą regulacyjną i mocuje śrubami kliny.

W układzie ustawienia regulacji i ustawienia kasety z płytką gładzącą wykonuje się w podobny sposób z tą różnicą, że zmiana punktów pomiarowych jest dokonywana przez przesuw stołu frezarki, a podstawkę z czujnikiem mocuje się na stole. Ten sposób jest bardziej kłopotliwy, a dokładne ustawienie krawędzi gładzącej w układzie ustawienia można uzyskać przez określenie błędu równoległości na odcinku pomiarowym płytki, powodowanym przez obrabiarkę i uwzględnić go w postaci poprawki przy ustawianiu w układzie narzędzia. Głowicę frezową trzeba mocować wówczas w identycznym położeniu jak była zamocowana przy pomiarach na obrabiarce.

Przy frezowaniu gładkościowym głowicą z obrotową kasetą, wartość posuwu na obrót (p) powinna być mniejsza lub równa około 0,8 mm wartości długości krawędzi gładzącej b_s - tj. p < 0.8 bs. Dlatego dla uzyskania dużej wydajności, przy zachowaniu w/w warunku korzystnie jest zastosować specjalne płytki skrawające o wydłużonych, łukowych lub prostoliniowych krawędziach gładzących. Płytki tego rodzaju dostępne są w handlu pod oznaczeniem LPKN lub SFAN i mają długą łukową krawędź skrawającą o promieniu równym 500 mm. Dla uzyskania minimalnych wartości chropowatości rzędu 0,5 pm należy stosować płytkę specjalną o wartości promienia około 3000 mm. Głowica według wynalazku nadaje się do frezowania zgrubnego, średniodokładnego oraz dokładnegogładkościowego, przy dużych wartościach posuwu (do 6 mm na obrót).

171 320

-ίο

Fig.6

171 320

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (7)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Głowica frezowa czołowa z wymiennymi ostrzami, zawierająca korpus, na którego obwodzie zamocowane są bezpośrednio lub za pośrednictwem kaset umieszczonych w gniazdach korpusu płytki skrawające uniwersalne i gładzące, znamienna tym, że ma co najmniej jedną obrotową kasetę (8) z płytką gładzącą (9), która to kaseta zamocowana jest obrotowo na osi (14), korzystnie w postaci trzpienia, usytuowanej w górnej części kasety, przy czym oś jest prostopadła do bocznej powierzchni oporowej (3) prostokątnego gniazda (2) w korpusie (1), oraz urządzenie do regulacji położenia kątowego kasety obrotowej (8) względem środkowej płaszczyzny oporowej (5) gniazda (2), zawierające śrubę regulacyjną (15), (20) zakończoną końcówką sferyczną (16), (21) współpracującą z dolną częścią środkowej powierzchni oporowej kasety (8) przy czym, po stronie przeciwległej do płytki gładzącej (9), z boku kasety obrotowej (8), w korpusie (1) znajduje się urządzenie dociskowe (22) wyposażone w element sprężysty (23) wywierający na kasetę siłę, której składowe powodują docisk kasety do bocznej powierzchni oporowej (3) gniazda (2) oraz do końcówki sferycznej (16), (21) śruby regulacyjnej (15), (20).
2. 2. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że oś śruby regulacyjnej (15) jest usytuowana pod kątem ostrym, korzystnie 5°, względem środkowej płaszczyzny oporowej (5) gniazda (2), zaś śruba (15) ma w dolnej części okrągły kołnierz składający się z części górnej o zewnętrznym zarysie sferycznym, stanowiącym jej końcówkę sferyczną (16) oraz z części dolnej walcowej (17), współpracującej swoją obwodową powierzchnią z powierzchnią oporową korpusu (1).
3. 3. Głowica według zastrz. 2, znamienna tym, że powierzchnię oporową korpusu (1) stanowi element oporowy (18) przymocowany do korpusu.
4. 4. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że oś śruby regulacyjnej (20) usytuowana jest pod kątem 90° względem środkowej płaszczyzny oporowej (5) gniazda (2), zaś przednia część śruby zakończona jest końcówką sferyczną (21).
5. 5. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że element sprężysty (23) ma powierzchnię roboczą o zarysie sferycznym i współpracuje z ukośną powierzchnią (24) trapezowego rowka wykonanego w dolnej części bocznej obrotowej kasety (8), przy czym powierzchnia (24) jest pochylona w dół ku środkowi kasety i tworzy z jej boczną powierzchnią oporową kąt mniejszy od 90°.
6. 6. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że płytka gładząca (9) ma krawędź gładzącą prostą.
7. 7. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że płytka gładząca (9) ma krawędź gładzącą łukową o promieniu powyżej 500 mm, korzystnie 3000 mm.