PL172101B1

PL172101B1 - Wymienna wkladka skrawajaca glowicy frezarskiej PL PL PL PL

Info

Publication number: PL172101B1
Application number: PL93300319A
Authority: PL
Inventors: Amir Satran; Yiri Man
Original assignee: Iscar Ltd
Priority date: 1992-09-09
Filing date: 1993-09-07
Publication date: 1997-08-29
Also published as: DE587109T1; CZ185993A3; ZA936482B; AU4498293A; JP3364891B2; CZ284500B6; ES2052474T3; KR100289886B1; DE69309585D1; MX9305516A; TW262416B; ES2052474T1; JPH06190624A; SK95893A3; BR9303732A; HU213003B; AU655729B2; PL300319A1; CA2105520C; CA2105520A1

Abstract

1 . Wymienna wkladka skrawajaca glowicy frezarskiej, przystosowana zwlaszcza do obróbki odsadzen progowych i zlob- kowych, o kwadratowej, plaskiej podstawie i kwadratowym obrysie czterech, korzystnie krzywoliniowych, krawedzi tnacych, z których kazda sklada sie z trzech sasiadujacych ze soba czesci, róznie nachylonych wzgledem podstawy plytki, przy czym kazda powie- rzchnia boczna wkladki sklada sie z górnej czesci, tworzacej powierz- chnie przylozenia, nachylona pod stalym katem przylozenia wzdluz calej krawedzi tnacej oraz z dolnej czesci, stanowiacej powierzchnie oporowa wkladki w gniezdzie, znamienna tym, ze czesc wierzchol- kowa (5a) krawedzi tnacej (5) jest nachylona wznoszac sie wzgle- dem podstawy (1) wkladki, sasiadujaca z nia srodkowa czesc (5b) krawedzi tnacej (5) jest nachylona opadajac w kierunku podstawy (1) wkladki, zas trzecia czesc (5c) krawedzi tnacej (5) jest nachylona wznoszac sie wzgledem podstawy (1) wkladki, przy czym czesc wierzcholkowa (5a) i czesc opadajaca (5b) kazdej krawedzi tnacej (5) sa usytuowane wzdluz walcowej powierzchni obwiedniej, za- kreslonej przez prosta równolegla do osi obrotu (21) glowicy, obra- cajaca sie dookola tej osi (21) po promieniu równym promieniowi obróbki Fig.1 PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest wymienna wkładka skrawająca głowicy frezarskiej, przystosowana zwłaszcza do obróbki odsadzeń progowych i żłobkowych, o kwadratowej, płaskiej podstawie i kwadratowym obrysie czterech, korzystnie krzywoliniowych, krawędzi tnących, z których każda składa się z trzech sąsiadujących ze sobą, różnie nachylonych części.

Znane są głowice frezarskie służące do tego celu, zaopatrzone w mocowane w korpusie głowicy wkładki skrawające, umieszczone w pojedynczym rzędzie na obwodzie, przy czym główna krawędź tnąca tych wkładek, równoległa do osi obrotu głowicy, służy do frezowania

172 101 pionowej ścianki odsądzenia, a poprzecznie usytuowana, pomocnicza krawędź tnąca jest przeznaczona do frezowania wykańczającego dolnej ścianki odsadzenia. Zastosowanie tego typu głowic jest jednak bardzo ograniczone, gdyż głębokość frezowanego odsadzenia nie może być fięksiza niż wrys-unieta poza korpus

Iilz, w jouillyLtt idzi tn ą

7ość głównaj kmnzędzi tnące-» Znane są również

Li«ę-oL· ^1U»V1IVJ X_JXlUXliV^ OLJ &

kui/ir / W XX.

frezarskie, wyposażone w jeden, a nawet w kilka dodatkowych, obwodowych rzędów wkładek skrawających, których główne krawędzie tnące są równoległe do osi obrotu głowicy. Ponadto wkładki skrawające najniższego rzędu mają poprzecznie skierowane pomocnicze krawędzie tnące, służące do wygładzania powierzchni dolnej ścianki odsadzania. Głowice tego rodzaju umożliwiają, w sposób oczywisty, frezowanie pionowej ścianki odsadzenia większej głębokości. Stosowane w głowicach frezarskich znane wkładki skrawające są albo prostokątne, zaopatrzone w dwie główne krawędzie tnące, albo trójkątne, wyposażone w trzy główne krawędzie tnące.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP 0 156 780 znane są głowice frezarskie do frezowania odsadzeń progowych i żłobkowych z kwadratowymi wkładkami skrawającymi, zaopatrzonymi w cztery, przestawialne główne krawędzie tnące, stykające się z poprzecznymi, wygładzającymi, pomocniczymi krawędziami tnącymi, umieszczonymi na wstępie wkładki, wystającym poza jej kwadratowy obrys. Stosowanie takich wkładek skrawających jest jednak ograniczone wyłącznie do takich głowic frezarskich, które mają jedynie pojedynczy rząd obwodowo umieszczonych wkładek, ograniczając przez to głębokość frezowanych odsadzeń do wymiaru wysuniętej części głównej krawędzi tnącej wkładki.

Z opisów patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki AP nr nr US 507 12 92 i US 507 85 50 znane są wkładki skrawające głowic frezarskich pozbawione tych wad. Niestety rozwiązanie omówione w tych opisach patentowych dotyczy wyłącznie wkładek prostokątnych i nie może być stosowane do wkładek kwadratowych, zaopatrzonych w cztery główne krawędzie tnące.

Z polskiego opisu patentowego nr PL 163 485 znana jest wkładka skrawająca o obrysie w kształcie prostopadłościanu i prostokątnej podstawie, przeznaczona dla freza trzpieniowego, która w celu uzyskania stałego kąta przyłożenia i stałego kąta natarcia wzdłuż krawędzi tnącej, ma zarówno powierzchnię przyłożenia, jak i powierzchnię natarcia o zakrzywionym profilu, przynajmniej w części stykającej się z krawędzią tnącą. Płytka jest zaopatrzona w dwie pary krawędzi tnących, przy czym krawędzie tnące każdej pary mają różną geometrię, bowiem jedna z nich pracuje jako główna krawędź tnąca, druga zaś jako pomocnicza krawędź tnąca. Główna krawędź tnąca wkładki jest przy tym nachylona względem krawędzi podstawy i korzystnie ma profil boku płaszczyzny przecinającej walec, zakreślony przez obrót tej krawędzi skrawającej pod kątem równym osiowemu kątowi natarcia.

Wkładka o takiej geometrii ostrza zapewnia, w przypadku jej zastosowania do frezów trzpieniowych o stosunkowo niewielkiej średnicy, wysoką gładkość powierzchni obrabianej, jednak nie jest dostosowana do głowic frezarskich o znacznej średnicy, w których występujące poprzeczne siły skrawania powodują, przy tej geometrii ostrza, drgania narzędzia, których wynikiem jest obniżenie jego trwałości, a niekiedy pęknięcie wkładki, a ponadto pogorszenie jakości obrabianej powierzchni.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP 0 489 702 znana jest kwadratowa wkładka skrawająca z czterema krawędziami tnącymi, przeznaczona również dla frezów trzpieniowych o stosunkowo niewielkiej średnicy, której powierzchnia boczna składa się z górnej części, tworzącej powierzchnię przyłożenia oraz z nachylonej pod większym kątem do płaszczyzny pionowej - powierzchni, stykającą się z płaską podstawą płytki skrawającej. W celu wzmocnienia krawędzi tnącej i zapobiegania jej wkruszaniu, w obszarze przejścia powierzchni natarcia w powierzchnię przyłożenia znajduje się nie pojedyncza krawędź tnąca lecz faska, której szerokość zmniejsza się w kierunku od wierzchołka ostrza. Ponadto, w celu wyodrębnienia wierzchołka ostrza powierzchnia natarcia płytki skrawającej jest zaopatrzona w wąski występ, tworzący z wymienioną faską kąt prosty.

Tego rodzaju wkładki, pracujące z ujemnym kątem natarcia, mająjednak tę niedogodność, ze kąt przyłożenia ostrza jest w pobliżu wierzchołka znacznie większy niż kąt przyłożenia na końcu głównej krawędzi tnącej. Przyjmując, że w tym obszarze kąt przyłożenia ma najmniejszą dopuszczalną wartość, w sposób oczywisty wartość kąta przyłożenia w pobliżu wierzchołka ostrza jest zbyt duża, powodując niedopuszczalne osłabienie ostrza i znaczne zmniejszenie trwałości i żywotności głowicy. Ponadto wkładki tego typu nie są przystosowane do głowic frezarskich, zwłaszcza zaś do głowic przeznaczonych do frezowania odsadzeń progowych i żłobków, bowiem pomocnicza krawędź tnąca nie nadaje się do wykańczania, obrobionej przez główną krawędź tnącą, powierzchni bocznej.

Celem wynalazku jest skonstruowanie takiej wymiennej wkładki skrawającej, przystosowanej do mocowania w głowicy frezarskiej o kwadratowej, płaskiej podstawie oraz kwadratowym obrysie czterech krawędzi tnących płytki, z których każda składa się z trzech, różnie nachylonych części. Część wierzchołkowa, czyli sąsiadująca z wierzchołkiem ostrza, krawędzi tnącej jest nachylona, wznosząc się względem podstawy wkładki. Sąsiadująca z nią środkowa część jest nachylona, opadając względem podstawy wkładki, zaś trzecia część wkładki jest nachylona, wznosząc się względem podstawy wkładki. Część wierzchołkowa i część opadająca każdej krawędzi tnącej są przy tym usytuowane wzdłuż walcowej powierzchni obwiedniej, zakreślonej przez prostą równoległą do osi obrotu głowicy, obracającą się dokoła tej osi po promieniu równym promieniowi obróbki.

Część wierzchołkowa krawędzi tnącej ma długość równą od 5 do 30% całkowitej długości krawędzi tnącej, sąsiadująca z nią, środkowa część ma długość równą od 65 do 75% całkowitej długości krawędzi tnącej, zaś wznosząca się część krawędzi tnącej ma długość wynoszącą od 5 do 20% całkowitej długości krawędzi tnącej.

Górna część powierzchni bocznej, stanowiąca powierzchnię przyłożenia, oraz przylegająca do niej, opadająca część krawędzi tnącej mają korzystnie krzywoliniowy kształt' wypukły, zapewniając stałą wartość promieniowego kąta natarcia i kąta przyłożenia wzdłuż całej krawędzi tnącej.

Wznosząca się część krawędzi tnącej jest równoległa do osi obrotu głowicy, albo też jest nachylona pod niewielkim kątem względem osi obrotu głowicy.

Dolna część powierzchni bocznej korzystnie składa się z dwóch skrajnych, wypukłych sekcji, stykających się ściankami gniazda głowicy frezarskiej, oraz z umieszczonej między mmi, głębiej osadzonej, środkowej sekcji. Wypukłe sekcje mają, w rzucie na płaszczyznę podstawy, kształt zaokrąglony, albo też kształt trapezowy.

Promieniowy kąt natarcia y_radal, na opadającej części krawędzi tnącej, ma korzystnie wartość dodatnią.

Dzięki opisanej konstrukcji wkładka skrawająca głowicy frezarskiej według wynalazku, mając kwadratowy kształt, umożliwia po jej obróceniu kolejną pracę czterech ostrzy, przy czym część wierzchołkowa i część opadająca krawędzi tnącej jest przeznaczona do obróbki pionowych ścianek odsadzenia, zaś część wznosząca się sąsiadującej krawędzi tnącej - do wygładzania poziomej ścianki odsadzenia. Dzięki ustawieniu części wygładzającej krawędzi tnącej pod niewielkim kątem względem promienia głowicy frezarskiej, chroni się tę część krawędzi tnącej, obrabiającej pionową ściankę odsadzenia, przed zużyciem, bowiem nie wchodzi ona w stan zestyku z powierzchnią obrabianą.

Konstrukcja wkładki według wynalazku, w której część opadająca krawędzi tnącej oraz przylegająca do niej powierzchnia przyłożenia mają wypukły kształt krzywoliniowy, zapewniająca stałą wartość promieniowego kąta wzdłuż całej krawędzi tnącej, umożliwia uniknięcie wady znanych dotychczas wkładek, zapewniając prawidłowy proces skrawania.

Wynalazek jest przykładowo wyjaśniony na rysunku, na którym, fig. 1 przedstawia wymienną wkładkę skrawającą według wynalazku w widoku perspektywicznym; fig. 2 wkładkę według fig. 1 w widoku z boku; fig. 3 - odmianę wkładki według wynalazku w widoku z boku; fig. 4 - głowicę frezarską, wyposażoną w wymienną wkładkę skrawającą według wynalazku, w położeniu roboczym w widoku perspektywicznym; fig. 5 - wkładkę skrawającą, zamocowaną w głowicy frezarskiej według fig. 4, w widoku perspektywicznym, a fig. 6 powiększony fragment głowicy frezarskiej z wkładką skrawającą w widoku perspektywicznym.

Figury 1 i 2 przedstawiają wymienną wkładkę frezarską z kwadratową podstawą 1 i kwadratowym obrysem powierzchni natarcia 2. Wkładka jest zaopatrzona w cztery identyczne

172 101 powierzchnie boczne 3 o dość złożonej konfiguracji, łączące krawędzie 4 podstawy z powierzchnią górną 2. Linie przecięcia powierzchni bocznych 3 z obrzeżną częścią powierzchni górnej 2 wkładki tworzą krawędzie tnące 5 wkładki, z których każda składa się z części wierzchołkowej 5a oraz części opadającej 5b i części wznoszącej się 5c, przy czym części te przechodzą jedna w drugą łagodnymi ruchami. Dla jasności obrazu kąty wzajemnego nachylenia poszczególnych części krawędzi tnącej są powiększone w stosunku do rzeczywistej wartości. Część wierzchołkowa 5a krawędzi tnącej unosi się względem podstawy 1 wkładki w kierunku od wierzchołka, część opadająca 5b jest nachylona względem podstawy 1 w przeciwnym kierunku, a część wznosząca się 5c jest nachylona względem podstawy 1 w tym samym kierunku co część wierzchołkowa 5a. Część opadająca 5b krawędzi tnącej ma największą długość i obejmuje najbardziej korzystnie od 65 do 75% całkowitej długości krawędzi tnącej 5, jej część wznosząca się 5c jedynie około 5 do 20% całkowitej długości krawędzi tnącej 5, zaś część wierzchołkowa 5a - od 5 do 30% całkowitej długości krawędzi tnącej 5.

Każda powierzchnia boczna 3 składa się z górnej części 3a, tworzącej boczną powierzchnię przyłożenia oraz z dolnej części 3b, stanowiącej powierzchnie oporowe wkładki w gnieździe. W rozwiązaniu według fig. 1 część dolna 3b wkładki składa się ze środkowej sekcji 7 oraz obustronnie sąsiadujących z nią wypukłych sekcji 8.

Powierzchnia górna 2 wkładki jest utworzona z nachylonych pod kątem natarcia do płaszczyzny poziomej - powierzchni natarcia 9, stykających się z krawędzią tnącą 5 i ze środkowej, płaskiej części 10, równoległej do podstawy 1. W środku płaskiej części 10 znajduje się otwór 11, służący do zamocowania wkładki w głowicy frezarskiej za pomocą przetknięt.Cj przez niego śruby zaciskowej.

W rozwiązaniu przedstawionym na fig. 1 i 2, powierzchnia przyłożenia, utworzona przez górną część 3a powierzchni bocznej 3 i część opadająca 5b krawędzi tnącej 5 mają taki krzywoliniowy kształt wypukły, że po zamocowaniu wkładki w głowicy frezarskiej, zarówno kąt przyłożenia, jak i promieniowy kąt natarcia y_radiai, są stałe wzdłuż całej długości krawędzi tnącej 5.

Figury 5 i 6 wyjaśniają sposób zamocowania wymiennej wkładki skrawającej według wynalazku w głowicy frezarskiej i sposób jej pracy w czasie frezowania odsadzenia progowego lub żłobkowego.

Wkładka skrawająca jest zamocowana w zagłębieniu 15, znajdującym się na obwodzie głowicy frezarskiej 16 (fig. 4 i 6), przeznaczonej do frezowania pionowej ścianki 19 i dolnej ścianki 20 odsadzenia progowego w materiale obrabianym 18. Ścianki Di 20 odsadzenia tworzą względem siebie kąt 90°.

Wierzchołkowa i opadająca część 5a, 5b krawędzi tnącej 5 są usytuowane wzdłuż walcowej powierzchni obwiedniej, zakreślonej przez prostą równoległą do osi obrotu 21 głowicy, obracającą się dookoła osi 21 po promieniu równym promieniowi obróbki, przy czym pionowa ścianka 19 odsadzenia jest frezowana przez tę wierzchołkową i opadającą część 5a, 5b krawędzi tnącej 5, natomiast wznosząca się część 5c sąsiedniej krawędzi tnącej 5 wygładza powierzchnię dolną 20 odsadzenia. Opisane wyżej usytuowanie części 5a i 5b krawędzi tnącej 5 wzdłuz cylindrycznej powierzchni obwiedniej, zakreślonej promieniem równym odległości miejsca obróbki od osi obrotu 21 głowicy frezarskiej, zapewnia gładką, pozbawioną nieciągłości obrabianą powierzchnię.

Trzecia, wznosząca się część 5c krawędzi tnącej jest nachylona pod niewielkim kątem do kierunku równoległego względem osi obrotu 21, wskutek czego nie styka się z pionową ścianką 19 odsadzenia, dzięki czemu eliminuje się jej zużycie, a równocześnie zapewnia prawidłowe wykonywanie funkcji wygładzania obrabianej powierzchni.

Figura 6 wyjaśnia geometrię zamocowania wymiennej wkładki skrawającej w gnieździe 22 głowicy frezarskiej 16. Boczna powierzchnia oporowa gniazda 22 jest równoległa do osi obrotu 21 głowicy 16; ponieważ zaś opadająca część 5b krawędzi tnącej 5 nachylona jest w kierunku podstawy, krawędź tnąca tworzy dodatni osiowy kąt natarcia y_;ix,a względem prostej 21a, równoległej do osi obrotu 21 głowicy 16. Równocześnie powierzchnia natarcia 9 tworzy dodatni promieniowy kąt natarcia Yrajial, względem promienia 23, łączącego rozpatrywany punkt

172 101 części 5b krawędzi tnącej 5 z osią obrotu 21. Przy opisanym zamocowaniu wkładki, zarówno osiowy kąt natarcia γ^ι, jak i promieniowy kąt natarcia Yradiat, mają więc wartości dodatnie.

Środkowa sekcja 7 dolnej części 3b wkładki (fig. 1) jest nieco zagłębiona w stosunku do sąsiadujących z mą wypukłych sekcji 8 tej części 3b, co umożliwia bardzo dokładne umieszczenie wkładki skrawającej w gnieździe głowicy frezarskiej 16 oraz jej prawidłowe i mocne oparcie o powierzchnię ścianek gniazda w porównaniu do znanych wkładek z płaską powierzchnią boczną..

Alternatywnie, sekcje 8 części 3b ścianek 3 wkładki skrawającej mogą mieć również, nie uwidoczniony na rysunku, wypukły kształt trapezowy, zapewniający większą powierzchnię oparcia o ścianki gniazda głowicy frezarskiej.

W miejscu zetknięcia się sąsiadujących ze sobą powierzchni bocznych 3 wkładki skrawającej, znajduje się łukowa część przejściowa 6a, 6b, tworząca w górnej części wierzchołek ostrza, łączący sąsiednie krawędzie tnące 5. Ostrze wkładki ma również w tej części stały kąt przyłożenia i stały promieniowy kąt natarcia, co zapewnia prawidłowe zdejmowanie wióra na całej długości ostrza.

Odmiana wkładki według wynalazku może mieć jednak prostoliniową krawędź tnącą z jednakowym promieniowym kątem przyłożenia wzdłuż całej krawędzi tnącej (fig. 3). W tym rozwiązaniu krawędź tnąca 5' składa się z prostoliniowych trzech części 5'a, 5'b, 5'c, przy czym powierzchnia przyłożenia 3a jest tak ukształtowana, że zapewnia stały kąt przyłożenia na całej długości krawędzi tnącej 5'.

Wymienne wkładki skrawające według wynalazku mogą być szczególnie użyteczne w zastosowaniach do głowic frezarskich, przeznaczonych do frezowania odsadzeń progowych i rowkowych, zachowując wszystkie zalety kwadratowych wkładek frezarskich, a więc maksymalną ilość przestawialnych ostrzy.

172 101

Fig 5

172 101

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Wymienna wkładka skrawająca głowicy frezarskiej, przystosowana zwłaszcza do obróbki odsadzeń progowych i żłobkowych, o kwadratowej, płaskiej podstawie i kwadratowym obrysie czterech, korzystnie krzywoliniowych, krawędzi tnących, z których każda składa się z trzech sąsiadujących ze sobą części, różnie nachylonych względem podstawy płytki, przy czym każda powierzchnia boczna wkładki składa się z górnej części, tworzącej powierzchnię przyłożenia, nachyloną pod stałym kątem przyłożenia wzdłuż całej krawędzi tnącej orazzdolnej części, stanowiącej powierzchnię oporową wkładki w gnieździe, znamienna tym, że część wierzchołkowa (5a) krawędzi tnącej (5) jest nachylona wznosząc się względem podstawy (1) wkładki, sąsiadująca z nią środkowa część (5b) krawędzi tnącej (5) jest nachylona opadając w kierunku podstawy (1) wkładki, zaś trzecia część (5c) krawędzi tnącej (5) jest nachylona wznosząc się względem podstawy (1) wkładki, przy czym część wierzchołkowa (5a) i część opadająca (5b) każdej krawędzi tnącej (5) sąusytuowane wzdłuż walcowej powierzchni obwiedniej, zakreślonej przez prostą równoległą do osi obrotu (21) głowicy, obracającą się dookoła tej osi (21) po promieniu równym promieniowi obróbki.
2. Wkładka według zastrz. 1, znamienna tym, że część wierzchołkowa (5a) krawędzi tnącej (5) ma długość równą od 5 do 30% całkowitej długości krawędzi tnącej (5), sąsiadująca z nią, środkowa część (5b) ma długość równą od 65 do 75% całkowitej długości krawędzi tnącej (5), zaś wznosząca się część (5c) krawędzi tnącej (5) ma długość wynoszącą od 5 do 20% całkowitej długości krawędzi tnącej (5).
3. Wkładka według zastrz. 1, znamienna tym, że górna część (3a) powierzchni bocznej (3), stanowiąca powierzchnię przyłożenia, oraz przylegająca do niej, opadająca środkowa część (5b) krawędzi tnącej (5) mają krzywoliniowy kształt wypukły,
4. Wkładka według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że wznosząca się część (5c) krawędzi tnącej (5) jest równoległa do osi (21) obrotu głowicy.
5. Wkładka według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że wznosząca się część (5c) krawędzi tnącej (5) jest nachylona pod niewielkim kątem względem osi (21) obrotu głowicy.
6. Wkładka według zastrz. 3, znamienna tym, że dolna część (3b) powierzchni bocznej (3) składa się z dwóch skrajnych, wypukłych sekcji (8), stykających się ściankami gniazda głowicy frezarskiej, oraz z umieszczonej między nimi, głębiej osadzonej, środkowej sekcji (7).
7. Wkładka według zastrz. 6, znamienna tym, że wypukłe sekcje (8) mają, w rzucie na płaszczyznę podstawy, kształt zaokrąglony.
8. Wkładka według zastrz. 7, znamienna tym, że wypukłe sekcje (8) mają, w rzucie na płaszczyznę podstawy, kształt trapezu.
9. Wkładka według zastrz. 5, znamienna tym, że promieniowy kąt natarcia (y-adia), na opadającej części (5b) krawędzi tnącej (5), ma wartość dodatnią.