PL191291B1 - Sposób toczenia profili nieokrągłych na programowanej tokarce i zastosowanie tego sposobu - Google Patents

Abstract

1. Sposób toczenia profili nieokraglych na programowanej tokarce, przy czym detal obra- ca sie w uchwycie wrzeciona obrabiarki, wytwa- rzajac przy tym za pomoca narzedzia na detalu co najmniej czesciowo nieokragle zarysy, na przyklad utworzone lub zlozone z geometrycz- nych elementów przejsciowych, znamienny tym, ze toczenie prowadzi sie „kulejaco", prze- mieszczajac suport krzyzowy wraz z narze- dziem skrawajacym synchronicznie wzgledem kata wrzeciona i wytwarzajac nieokragle zarysy przy uzyciu programu zlozonego z funkcji sko- kowych poprzez powiazanie rekordów rozkazo- wych z wartosciami dla wybranych parametrów adresowych, jak srednica (X), dlugosc (Z), skok (F) lub C (kat), przy czym dla co najmniej jedne- go z tych parametrów adresowych w ciagu re- kordów programu stosuje sie „kulejacy", to zna- czy zawierajacy funkcje skokowa, ciag wartosci parametrów adresowych. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób toczenia profili nieokrągłych na programowanej tokarce i zastosowanie tego sposobu.

W zasadzie tradycyjna technika toczenia jest znanym od bardzo dawna sposobem wiórowej obróbki detali, na przykład z drewna, metalu lub tworzywa sztucznego. W nowszych czasach wskutek wprowadzenia i udoskonalania metod sterowania numerycznego technologia toczenia doznała gwałtownego przyspieszenia rozwoju swych możliwości. Tak na przykład utrzymanie stałej prędkości skrawania wzdłuż zarysu powierzchni nie stanowi dzisiaj żadnego problemu. Nawet najbardziej skomplikowane kształty geometryczne są łatwe do realizacji przy użyciu odpowiedniego oprogramowania, zaś czasy ich wykonania są bardzo krótkie. Poza tym tego typu maszyny zyskują dalszą jakość w wyniku wyposażenia ich w napęd narzędzi, jako że tak skomplikowane detale można obrabiać w uchwycie metodą toczenia i frezowania. Mimo to istnieją tu pewne ograniczenia, związane albo z czasem, albo z określonymi kształtami geometrycznymi. Faktem jest przykładowo, że toczenie pozwala generalnie uzyskać znacznie krótsze czasy obróbki niż frezowanie. Poza tym przy toczeniu osiąga się lepszą jakość powierzchni. Jeżeli z uwagi na geometrie detalu w grę wchodzi jedynie frezowanie, wówczas trzeba uwzględnić wyraźnie dłuższe czasy obróbki względnie bardziej nierówną powierzchnię. Jednak również frezowanie dysponuje ograniczonymi możliwościami geometrycznymi. Tak na przykład żadne z naroży frezowanego zarysu w promieniowej płaszczyźnie osi frezu nie może mieć ostrzejszych krawędzi niż promień użytego frezu. Zarysy o ostrych krawędziach można wprawdzie wykonać w drodze przeciągania, dłutowania lub obróbki elektroiskrowej, jednak w tym celu detal trzeba przenieść na inną maszynę. W przypadku obróbki elektroiskrowej czasochłonność jest wyjątkowo wysoka. Wprawdzie znane są od kilku lat obrabiarki do tak zwanego wiercenia lub toczenia kształtowego, przeznaczone do obróbki skrawaniem zarysów nieokrągłych, jednak urządzenia te mają swoją cenę i wymagają inwestycji kapitałowych w odpowiedniej wysokości. Poza tym można je podłączać tylko do przewidzianego interfejsu, zaś wykonywane przy ich użyciu kształty ograniczają się do zarysów o dwuwymiarowej nieokrągłości.

Już wcześniej przeprowadzano próby dostosowania tokarek do obróbki nieokrągłych detali poprzez dobudowanie do nich specjalnych podzespołów mechanicznych. Odpowiednią maszynę zaproponowano w niemieckim opisie wyłożeniowym nr DE 25 15 106. Poza bardzo skomplikowaną i wrażliwą na awarie konstrukcją maszyna ta cechuje się wyjątkowym ograniczeniem możliwości, zawężonych jedynie do wykonywania dwuwymiarowych nieokrągłych kształtów geometrycznych.

Możliwości geometryczne obróbki nieokrągłych zarysów ulegają poszerzeniu przykładowo w stosunku do narzędzi, stanowiących wyposażenie tokarki, jeżeli napędem skrawania można sterować w sposób swobodnie programowany. Takie narzędzie jest znane na przykład z niemieckiego opisu wyłożeniowego nr DE 35 09 240 A1. Stosowane są tutaj piezoelektryczne lub magnetostrykcyjne człony nastawcze, aby osiągnąć dynamiczny przesuw skrawający względem detalu za pomocą odpowiedniego elektrycznego układu sterowania. W ten sposób można jednak zrealizować jedynie bardzo krótkie odcinki nastawcze. Wprawdzie z technicznego punktu widzenia możliwe jest, na przykład poprzez zastosowanie systemu magnetodynamicznego, zrealizowanie znacznie dłuższych odcinków nastawczych, jednak byłyby one, podobnie jak dotychczas, ograniczone do pojedynczej osi ruchu. Celem zrealizowania określonych trójwymiarowych obróbek zarysów nieokrągłych konieczne byłoby stworzenie, w drodze dołączenia drugiej, a nawet trzeciej, usytuowanej ortogonalnie, jednostki kinematycznej, narzędzia z kompletnym układem kierunków ruchu, jednak byłoby to skomplikowane pod względem konstrukcyjnym i wiązałoby się z wysokimi wymaganiami w zakresie techniki sterowania. Tego typu narzędzie dotychczas nie zostało opracowane.

Znane są również specjalne tokarki, opracowane z myślą o obróbce nieokrągłych zarysów, na przykład tłoków w silnikach spalinowych. Nowoczesne tłoki mają mianowicie lekko nieokrągły, z reguły eliptyczny przekrój, aby kompensować anizotropowe wydłużenie przy nagrzewaniu. Jednak w tym przypadku istnieje bardzo małe odchylenie od kształtu kołowego, ponadto cały zarys jest miękki i płynny. Nie występują tutaj uskoki lub znaczące nieciągłości. W związku z tym również konstrukcja takiej obrabiarki nie cechuje się zbyt wysokim stopniem trudności. W zasadzie wystarcza, jeżeli nóż tokarski będzie drgał z niewielką amplitudą w pokrywającej się ze średnicą osi x, natomiast sanki będą przemieszczane wzdłuż detalu w osi z. Krzywa wychylenia ostrza noża tokarskiego wykazuje przy tym bardziej lub mniej sinusoidalny przebieg, w związku z czym nie są w ogóle potrzebne ekstremalne przyspieszenia. Pomimo zredukowanej masy systemu byłyby one trudne do realizacji. Rozumie się, że

PL 191 291 B1 tego typu maszyny wymagają sprzężenia obrotu detalu z ruchem w osi x, jednak posuw w osi z można kształtować dowolnie. W istocie wytwarzanie nieokrągłych zarysów jest ograniczone do dwuwymiarowej płaszczyzny średnicy i jest jedynie rozciągnięte na trzeci wymiar za pomocą osi z. Oś z nie wchodzi przy tym w rzeczywistości w wytwarzanie nieokrągłych zarysów. Przemieszczanie sanek wzdłuż osi z skokowo lub z oscylacją interferencyjną nie jest tutaj przewidziane.

Tego typu specjalna maszyna jest znana przykładowo z niemieckiego opisu wyłożeniowego nr DE 40 31 079 A1, przy czym zaproponowano tu, aby do sterowania napędem, wytwarzającym ruch oscylacyjny noża tokarskiego (na przykład elektrycznym silnikiem liniowym lub systemem hydraulicznym) użyć, poza istniejącym układem sterowania obrabiarką, dodatkowe sterowanie numeryczne, na przykład w postaci komputera osobistego. Bez modyfikacji leżącej u podstaw metody kinematycznej możliwości obrabiarki ograniczają jej zastosowanie do przewidzianych względnie podobnych przypadków. Poza tym koszt takiej specjalnej obrabiarki jest stosunkowo wysoki.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu toczenia detali z nierównomiernościami lub nieciągłościami zarysu, który powinien z jednej strony wykorzystywać parametry maszyny w odniesieniu do suportu krzyżowego i sterowania numerycznego, bez konieczności stosowania dodatkowego oprzyrządowania, pokonywać problemy związane z bezwładnością, a jednocześnie zwiększać ilość stopni swobody w odniesieniu do nieciągłości wykonywanego zarysu co najmniej o jeden dodatkowy wymiar. Nowy sposób powinien przy tym również umożliwiać realizację dotychczasowych operacji frezowania.

Sposób toczenia profili nieokrągłych na programowanej tokarce, nazywany przez Zgłaszającego „kulejącym, według wynalazku charakteryzuje się tym, że detal obraca się w uchwycie wrzeciona obrabiarki z - korzystnie stałą - liczbą obrotów, zaś suport krzyżowy przemieszcza się wraz z narzędziem skrawającym, przy wykorzystaniu programu gwintowania, w osi skoku, synchronicznie względem kąta wrzeciona, przy czym wykonuje się określone nieokrągłe zarysy, złożone z geometrycznych elementów przejściowych, przy użyciu programu złożonego z funkcji skokowych poprzez logiczne powiązanie rekordów rozkazowych z wartościami dla parametrów adresowych, jak średnica (X), długość (Z) i albo kąt (C) albo skok (F), przy czym co najmniej dla jednego z tych parametrów w ciągu rekordów programu stosuje się ciąg „kulejących grup wartości z co najmniej jedną wartością liczbową w każdej grupie. W odpowiednio wyposażonych obrabiarkach sposób można rozszerzać poprzez dołączenie parametru Y (wysokość).

Przyrosty pomiędzy wartościami liczbowymi, tworzone w większości operacji w ciągu rekordów programu dla co najmniej jednego parametru adresowego, stanowią „kulejący ciąg grup wartości z co najmniej jedną wartością liczbową w każdej z grup, przy czym na przykład odpowiednie wartości liczbowe wewnątrz jednej grupy są większe niż wewnątrz innej i/lub znak wewnątrz jednej grupy jest dodatni, zaś wewnątrz drugiej grupy jest ujemny. W zasadzie wartości zaprogramowane dla określonego parametru adresowego tworzą w ciągu rekordów ciąg wartości liczbowych, w którym zadane funkcje skokowe są wyrażone w postaci tak zwanych kroków „kulejących.

Szczególne znaczenie sposobu wyraża się w możliwości zastosowania go we wszystkich trzech wymiarach, nawet bez uwzględniania osi y. Ta swoboda obróbki wynika stąd, że kroki „kulejące są programowane za pomocą X, Z, F i C oddzielnie lub we wzajemnej kombinacji.

Sposób został według wynalazku uzupełniony systemem skokowym, przy czym wykonywane nieciągłości wytwarza się w następujących po sobie sekwencjach przesuniętych geometrycznie względem siebie cykli toczenia.

Sposób według wynalazku nie wymaga ani specjalnego oprzyrządowania, ani dodatkowych układów sterowania numerycznego i polega wyłącznie na zastosowaniu możliwości, zawartych w sterowaniu maszyny i odpowiednim oprogramowaniu, zaś jego jedyne ograniczenie wynika z dynamiki całego systemu. W tym celu przykładowo można zastosować znane rozkazy G01, G31, G33, G34, G37 względnie G131 i inne oraz przykładowo parametry adresowe, jak wymiar średnicy (X), wymiar długości (Z), skok gwintu (F), długość dobiegu (B), długość wybiegu (P), kąt wrzeciona (C), kierunek odniesienia dla F (H) oraz zmiana skoku (E), lub wstawiane bloki o indywidualnym oprogramowaniu. Nie jest również wykluczone, że zaproponowany tutaj sposób będzie w przyszłości stanowić podstawę dla przemysłu w zakresie poszerzenia możliwości oprogramowania produkcji seryjnej.

Omówiona powyżej dynamika całego systemu składa się z mechanicznej i elektronicznej dynamiki maszyny. Dynamika mechaniczna jest przy tym zależna od masy suportu krzyżowego i szybkości reakcji napędu, przykładowo w postaci wrzecion, silników i przekładni. Dynamika elektroniczna jest natomiast wyznaczona przez szybkość przeliczania układu sterowania oraz jego powiązanie z napędami elektrycznymi. W związku z tym tokarki najnowszej generacji z napędami cyfrowymi i najszyb4

PL 191 291B1 szymi komputerami nadają się do obróbki ekstremalnych nieciągłości, natomiast zastosowanie sposobu do starszych maszyn jest odpowiednio ograniczone. Ograniczenie to można częściowo znieść poprzez wykorzystanie zredukowanych prędkości skrawania podczas obróbki, ponieważ powodują one zmniejszenie liczb obrotów wrzeciona i odpowiednią redukcję prędkości posuwu.

Bardzo proste zastosowanie sposobu polega przykładowo na toczeniu czopów mimośrodowych. W tym celu za pomocą ciągu rekordów rozkazowych, na przykład G33, realizuje się obrót detalu o 180°, programując współrzędne rozruchowe w X i Z oraz skok w F, przy czym przyrosty, leżące pomiędzy wartościami zaprogramowanymi w Z dla wspomnianego obrotu o 180°, muszą w zasadzie odpowiadać połowie zaprogramowanej wartości skoku. Wartości dla X zmieniają się natomiast skokowo przy każdej, wynoszącej 180°, połowie kroku pomiędzy większą i mniejszą zaprogramowaną wartością średnicy, przy czym teoretycznie wartość średnia odpowiada średnicy, zaś połowa różnicy odpowiada mimośrodowości wytwarzanego czopu. W celu uproszczenia oprogramowania skoki, powtarzające się w Z lub w osi średnicy, można w niektórych układach sterowania wprowadzić jako tak zwaną zmienną. Ponieważ dla opisanego przykładu obróbki zmiana średnicy jest z reguły większa niż zamierzony posuw w postaci skoku, układ sterowania maszyną przelicza w zwykłym przypadku zaprogramowany skok z posuwem osi X. Dlatego też dla skoku pod F trzeba wprowadzić drogę, zaprogramowaną w odniesieniu do średnicy na obrót, czyli podwojoną różnicę średnic, jeżeli przeskok nie zostanie wstrzymany rozkazami, na przykład H. Z opisanego oprogramowania wynika teoretyczny krzywoliniowy tor suportu krzyżowego w kształcie linii zygzakowatej. W rzeczywistości z uwagi na czynniki o różnym działaniu tłumiącym, jak na przykład duża masa suportu i niedostateczna sztywność obwodu regulacyjnego, uzyskuje się stale powtarzalny, zbliżony do sinusoidalnego przebieg ruchu suportu krzyżowego podczas posuwu wzdłuż detalu, w związku z czym mimo w zasadzie prymitywnego oprogramowania powstaje czop mimośrodowy o zaskakującej okrągłości. Z drugiej strony zniekształcenie to sprawia, że końcowe wymiary detalu nie odpowiadają dokładnie wartościom zaprogramowanym. Dlatego też programowane wartości liczbowe należy wyznaczać w oparciu o detale próbne. Są one wówczas z dużą dokładnością odtwarzalne na danej maszynie.

Opisany powyżej sposób postępowania można zmienić przy toczeniu detali eliptycznych w ten sposób, że zaprogramowana krzywa o kształcie zygzakowatym ma podwójne rozwiązanie, czyli składa się z obrotowych kroków równych 90°. Obie, zaprogramowane naprzemiennie, średnice wyznaczają teoretyczną największą i najmniejszą średnicę elipsy. Skok, obliczany zwykle przez układ sterowania w osi X, należy wówczas zaprogramować z uwzględnieniem czterokrotnej różnicy średnic.

W odpowiedni sposób postępuje się podczas wykonywania wieloboku (sześciokąta foremnego), przy czym potrzebny jest krok kątowy równy 60°. Tego typu obróbka jest interesująca na przykład przy wykonywaniu rowków w planowanych powierzchniach, między innymi rowków smarujących dla tarcz rozruchowych lub rowków czyszczących dla tarcz hamulcowych. W wymienionych przykładach prawidłowe działanie rowka nie wymaga dokładnego zachowania zadanego kształtu, w związku z czym ewentualne odchyłki są bez znaczenia.

W opisanych powyżej przykładach chodzi o, mające przebieg zbliżony do harmonicznego, obróbki nieokrągłych zarysów ze stałym posuwem w kierunku osi wzdłużnej przy zaprogramowanym na stałe skoku. Opisane oprogramowanie można bez problemów rozszerzyć poprzez wstawienie punktów pomocniczych i uzyskać w ten sposób precyzyjny zarys. Sposób według wynalazku idzie jednak jeszcze dalej, ponieważ do obróbki wiórowej detali o znacznej nieciągłości względnie kanciastości zarysu, względnie do osiągnięcia wyższej dokładności kształtu toru zaproponowane zostało uwzględnienie zmiennych wartości skoku - na przykład również w połączeniu z drobniejszym podziałem zarysu. W programie tor, jaki ma pokonać suport krzyżowy celem osiągnięcia określonego zarysu, jest opisywany za pomocą połączonych w ciąg rekordów, na przykład G33, i dla każdego rekordu programu ustalony jest inny skok, przy czym w ekstremalnym przypadku na przykład pierwszy rekord programu ma bardzo małą, względnie następny rekord programu ma bardzo dużą wartość F, wskutek czego powstaje przykładowo ciąg łagodnych i gwałtownych ruchów suportu krzyżowego. Sposób ten pozwala na toczenie bardzo zróżnicowanych nieciągłych zarysów, na przykład elementów o zakrzywionych powierzchniach bocznych.

Analogicznie, za pomocą sposobu opisany w rekordach programu ciąg współrzędnych złożony z wartości X i Z, ewentualnie w połączeniu ze skokowymi wartościami F, można wykorzystać samodzielnie do realizacji tego typu nieciągłych zarysów. Tak na przykład posuw wzdłuż jednej lub obu osi można zaprogramować jako tak zwany krok pielgrzymujący, przy czym po określonym odcinku następuje każdorazowo gwałtowny (krótszy) skok do tyłu, po którym znowu następuje dłuższy odcinek poPL 191 291 B1 suwu. Tego typu obróbkę można przykładowo zastosować do naprzemiennego nacinania sprzężonych gwintów lewych i prawych, ewentualnie z niesymetrycznym skokiem.

Sposób według wynalazku umożliwia również obróbkę wiórową nieciągłych elementów zarysu, złożonych z nachylonych lub zakrzywionych powierzchni bocznych, przy czym bokiem noża tokarskiego obrabia się w zasadzie zbocze przebiegającego w sposób nieciągły elementu zarysu, zaś wierzchołkiem noża tokarskiego obrabia się w zasadzie powierzchnię płaszcza. Za pomocą odpowiedniego zaprogramowania punktów początkowych i końcowych oraz skoku, wierzchołek noża tokarskiego prowadzi się przy tym po torze, przebiegającym w zasadzie stycznie do powierzchni płaszcza, zaś bok noża tokarskiego wytwarza zbocze przebiegającego w sposób nieciągły elementu zarysu za pomocą zaprogramowanej zmiany stycznej prędkości posuwu i/lub kierunku posuwu.

W opisanym programie należy zwłaszcza zwrócić uwagę na to, że oznaczony zazwyczaj parametrem adresowym H kierunek odniesienia używa się prawidłowo dla F. Za pomocą H określa się, na jakiej osi naliczany jest posuw, odpowiadający skokowi gwintu, zaprogramowanemu pod F. Bez podania danych lub dla H=0 posuw odnosi się do osi z, czyli w zasadzie do gwintów wzdłużnych, stożkowych i odpowiednich gwintów sprzężonych do maksymalnie 45° względem osi Z. Jeżeli H jest równe 1, wówczas posuw naliczany jest dla osi x, czyli w zasadzie dotyczy gwintów płaskich, stożkowych i odpowiednich gwintów sprzężonych do maksymalnie 45° względem osi X. Dla H=3 posuw odnosi się do toru gwintu. Przy gwintach sprzężonych na zakrzywionych powierzchniach może łatwo dojść do sytuacji, w której przekroczona zostanie wartość graniczna równa 45°, zaś układ sterowania maszyną przeskakuje wówczas automatycznie na inne naliczanie osi. Należy wówczas ją wyznaczyć, na przykład poprzez przeliczenie, i podać w programie ze świadomym zafałszowaniem, albo należy przeskok zatrzymać poprzez oprogramowanie, jeżeli układ sterowania ma w gotowości odpowiedni rozkaz, na przykład I dla skoku płaskiego i K dla skoku wzdłużnego.

Poza tym przy programowaniu współrzędnych końcowych X i Z w połączeniu ze skokiem F przy użyciu rozkazu dla gwintów (na przykład G33) występuje problem, polegający na tym, że występujący w rzeczywistości skok równy zeru nie jest akceptowany przez układ sterowania. Możliwość pokonania tej przeszkody zawiera się wówczas w oparciu tego parametru na najmniejszym programowanym przyroście (na przykład 0,001 mm).

Wynalazek proponuje jednak jeszcze bardziej elegancką metodę eliminacji tego problemu, przy czym rozwiązanie to zarówno obchodzi przeskok przy 45°, jak też redukuje koszty programowania. Według wynalazku program „kulejący tworzy się na przykład przy użyciu rozkazu G01za pomocą ciągów współrzędnych złożonych z X i Z, zaś pod C podaje się dane kąty wrzeciona. Nie jest wówczas potrzebne obliczanie danego skoku, ponieważ wynika on z różnic dobranych w danym przypadku parametrów odniesienia (Z lub X) w stosunku do kąta C wrzeciona. Jeżeli wówczas kroki kątowe pomiędzy następującymi w rekordach programu kątami wrzeciona są równe lub powtarzają się z określoną regularnością, na przykład w postaci rytmu „kulejącego, wówczas wartość C można zaprogramować jako zmienną. Wartość tego parametru po wykonaniu danego rekordu programu zwiększa się wówczas lub zmniejsza o odpowiednie wartości kroków kątowych, programowanych również jako zmienne lub jako wartości stałe. Jeżeli potrzebna jest zmiana, czasami bardzo długiego, programu, z reguły wystarcza nadpisanie mniejszej ilości wartości stałych lub zmiennych.

Opisany powyżej sposób programowania kątów wrzeciona można jednak zastosować tylko w określonych maszynach i układach sterowania numerycznego, które odpowiadają najnowszemu postępowi. W odniesieniu do maszyny wrzeciono jest tutaj wbudowane w silnik napędowy, przy czym cała jednostka jest sterowana zarówno jako oś obrotu, jak też jako oś C. Przy odpowiednio szybkim sterowaniu numerycznym zachodzi wówczas w odniesieniu do programowania pewna równoważność pod względem prędkości obrotu wrzeciona, która wyraża się w ten sposób, że oś C można wykorzystywać aż do wysokich prędkości obrotowych (nawet kilku tysięcy obrotów na minutę). Programowanie osi C pozwala wówczas realizować prędkości skrawania, odpowiadające prędkościom dla typowych operacji toczenia.

Cały sposób według wynalazku ma dodatkowe rozszerzenie, polegające na pokonaniu granic zastosowania wynalazku, określonych ograniczoną dynamiką maszyny, za pomocą rozwiązania, w którym do ekstremalnych geometrii obrabianych zarysów wykorzystuje się składanie sekwencji roboczych. Chodzi tutaj o swego rodzaju sposób skokowy, który w pierwszym cyklu obrabia przykładowo pierwszy element zarysu, pomijając drugi, aby spokojnym torem objechać z kolei trzeci element zarysu, i tak dalej. Pozostawione w pierwszym cyklu elementy zarysu skrawa się w drugim cyklu roboczym, pozostawiając tym razem elementy zarysu obrobione w pierwszym cyklu. Sposób ten uwzględ6

PL 191 291B1 nia wynikający z zaprogramowanego z maksymalną prędkością, przerwanego ruchu, przeskok całego systemu, który nie jest w stanie w żądany sposób objechać elementu zarysu, znajdującego się w niewielkim oddaleniu. Do realizacji sposobu, z uwagi na dwie lub więcej sekwencji roboczych, potrzebny jest zatem dłuższy czas, jednak nadal czas ten jest zdecydowanie krótszy w porównaniu do techniki frezowania.

Jedno z zaproponowanych zastosowań sposobu według wynalazku dotyczy wytwarzania gwintów w różnych, zwłaszcza wkręcanych samogwintująco w podatny materiał, elementach wkręcanych, na przykład wkrętach do drewna, tworzywa sztucznego lub kości, w tym między innymi implantów, jak śruby do szyjek kości udowych, elementy zrostowe, śruby dla tak zwanych „fixateur externe, wkręty dla implantów dentystycznych lub sztuczne panewki stawów biodrowych.

Inne zastosowanie dotyczy taniego wytwarzania tak zwanych profili kołowo-klinowych na wewnętrznych lub zewnętrznych powierzchniach łączenia elementów łączących w budowie maszyn.

Jedno z opisanych powyżej zastosowań odnosi się do, korzystnie samogwintujących, wkręcanych sztucznych panewek stawów biodrowych, przeznaczonych do tak zwanych bezcementowych wszczepień u ludzi. Tego typu panewki śrubowe są dostępne na rynku w różnych wykonaniach. Dla niezawodnej i trwałej integracji, a także łatwości manipulacji podczas wszczepiania panewki decydujące znaczenie ma kształt gwintu. Wiadomo jest, że duża powierzchnia styku implantu z podporą kostną, bez pików obciążeń, a także nachylony do bieguna panewki profil gwintu stanowią korzystne przesłanki dla zapobieżenia poluzowaniu implantu. Poza tym taka panewka śrubowa musi wykazywać się dobrym przyleganiem, aby podczas wkręcania wyczuwało się nasadzanie korpusu panewki na przygotowaną powierzchnię kości. Znane dotychczas typy panewek śrubowych wymagały dodatkowych manipulacji, ponieważ po wszczepieniu albo pozostawały niepożądane puste przestrzenie względem granicznej powierzchni kości, albo ich wkręcanie wymagało użycia dużej siły, względnie ich przyleganie było niewystarczające.

Jedna grupa panewek śrubowych jest zaopatrzona w tak zwany gwint płaski, w którym boczne powierzchnie żebra gwintu są wzajemnie równolegle. Znane jest rozwiązanie, w którym żebra gwintu celem utworzenia krawędzi skrawających przerywa się w określonych odstępach, umieszczając w tych miejscach rowki wiórowe. W tym typie gwintu siła tnąca przy samogwintującym wkręcaniu jest w całości wytwarzana przez skierowaną promieniowo na zewnątrz, górną powierzchnię żebra gwintu względnie znajdujące się tam krawędzie skrawające. Ciąg krzywych, reprezentowany przez powierzchnie głów poszczególnych skrzydełek gwintu, opisuje tu jednak w osiowym widoku od strony bieguna panewki śrubowej spiralę, której dokładny przebieg zależy od kształtu czaszy panewki i skoku gwintu. Wraz ze wzrostem skrętu zwiększa się zatem promieniowy odstęp krzywej od środka biegunowego. Koniec jednego skrzydełka gwintu jest zatem w kierunku promieniowym położony bardziej na zewnątrz niż jego początek. W ten sposób przy wkręcaniu tego typu panewki śrubowej powstaje efekt zaciskowy, który mogą złagodzić jedynie siły tarcia, jakimi szorstka powierzchnia implantu oddziałuje na materiał kostny. Dlatego też implanty tego rodzaju wymagają nadmiernie dużej siły wkręcania.

Z drugiej strony znane są panewki śrubowe z gwintem płaskim, którego skrzydełka w wyniku grupowego przefrezowania są zaopatrzone w kąt przyłożenia. Ten sposób obróbki daje jednak w rezultacie od strony głów proste powierzchnie, biegnące w postaci cięciw kół, zataczanych przez odpowiednie krawędzie skrawające. Wskutek tego panewki śrubowe z takim gwintem są wprawdzie łatwe do wkręcania, z uwagi jednak na skróconą wysokość zębów gwintu dysponują zredukowaną powierzchnią do przenoszenia sił. Bardzo niekorzystne jest zwłaszcza powstawanie szczelin w obszarze głowy zęba gwintu pomiędzy implantem i kością, oraz oddziałujące na podłoże kostne obciążenia dźwigniowe, spowodowane zbyt głęboko naciętymi rowkami międzyzębnymi. Dlatego też również tego rodzaju panewki śrubowe nie spełniają wymagań stawianych z medycznego punktu widzenia.

Panewki śrubowe opisanego powyżej typu, zaopatrzone w gwint płaski, mogły dotychczas opanować tylko pewną część rynku. Obecnie bardziej rozpowszechnione wydają się panewki śrubowe otak zwanym gwincie ostrym. Jednak w tej grupie występuje zasadniczo opisany powyżej zestaw problemów, związanych z nie dającym się zaakceptować zachowaniem podczas wkręcania i tworzeniem szczelin w strefie styku. Różne próby redukcji siły potrzebnej do wkręcania prowadziły między innymi do znacznego zwiększania szerokości wyfrezowanych rowków wiórowych kosztem skrzydełek gwintu. Powoduje to zmniejszenie cennej powierzchni styku, co z kolei wiąże się z tworzeniem dużych pustek względnie występowaniem obszarów kostnych, wyłączonych z przenoszenia sił.

W patencie amerykańskim nr 4,997,447 zaproponowano panewkę śrubową z okrągłymi rowkami gwintu, której powierzchnie głów poszczególnych skrzydełek mają kształt łukowy, przy czym kąt

PL 191 291 B1 przyłożenia jest uzyskiwany tak, że wychodzący z bieguna panewki promień tego łuku zmniejsza się wraz ze wzrostem oddalenia od krawędzi skrawającej. W tej panewce śrubowej opisane powyżej niebezpieczeństwo powstawania szczelin można znacznie zmniejszyć, bez pogarszania własności tej panewki przy wkręcaniu. Jednak wykonanie takiej panewki jest bardzo czasochłonne, ponieważ zaproponowany kształt wymaga objechania frezem całego wymiaru głowy zęba.

Dotychczas w odniesieniu do panewek śrubowych z gwintem ostrym nie były znane konstrukcje z kątem przyłożenia poszczególnych segmentów gwintu. Prawdopodobnie wiąże się to z dużym stopniem trudności ich wykonania, zaś znana technika frezowania poza kosztownym oprogramowaniem wymaga znacznych nakładów czasowych. Trudności te wynikają stąd, że w gwintach ostrych zależnie od przebiegu rowków wiórowych co najmniej jedna z bocznych powierzchni zęba gwintu musi być wykorzystana do utworzenia krawędzi skrawającej. Jeżeli za krawędzią skrawającą ma być utworzony kąt przyłożenia, wówczas odpowiednią boczną powierzchnię danego skrzydełka gwintu podfrezowuje się aż do następnego rowka wiórowego, zachowując zgodny kąt boczny. Wówczas pojawia się problem, polegający na tym, że frez przy zakrzywionych powierzchniach bocznych nie może jednocześnie obrabiać podstawy rowka gwintu, zachowując wiernie jej zarys. Można by było wówczas wybierać pomiędzy wykonywaniem rowkowego wgłębienia, którego głębokość zwiększa się coraz bardziej, wzdłuż zbocza zęba oraz zwiększającej się odpowiednio, schodkowej pozostałości. Tę pozostałość należałoby później usunąć w ramach co najmniej jednej, następnej operacji.

Sposób według wynalazku umożliwia wykonywanie tego typu gwintów panewek stawów biodrowych za pomocą toczenia w jak najkrótszym czasie i z bardzo dużą dokładnością. Nie ma przy tym znaczenia, czy obróbka nieciągłości ma na celu uzyskanie określonego przebiegu poszczególnych skrzydełek gwintu na ich powierzchni biegunowej, równikowej, na powierzchni głowy zęba, czy też na kilku z tych powierzchni. Z uwagi na swobodę programowania toru obróbki można nie tylko kształtować dowolny profil zęba gwintu, lecz także w przybliżeniu dowolnie określać nachylenie kątowe wytwarzanych odcinków żebra gwintu. Jednocześnie cały profil gwintu można dokładnie dopasować do płaszcza korpusu panewki. Dlatego też wynalazek można stosować do wszystkich znanych kształtów panewek, na przykład sferycznego, asferycznego, parasferycznego, stożkowo-sferycznego, stożkowego, cylindrycznego, parabolicznego, toroidalnego i innych.

Sposób według wynalazku można bez problemów łączyć z innymi znanymi sposobami wytwarzania gwintów panewek stawów biodrowych, na przykład ze sposobem znanym z europejskiego opisu patentowego nr EP 0480 551 względnie sposobem wytwarzania gwintu o zmiennym modyfikowanym profilu, znanym z niemieckiego opisu wyłożeniowego nr DE 44 00 001. Szczególnie korzystna wydaje się kombinacja profilu zęba gwintu, przechylonego w kierunku bieguna panewki, ze zmieniającym się w sposób płynny skokiem gwintu, znanym z międzynarodowego zgłoszenia patentowego nr WO 97/39702.

W związku z powyższym zaproponowano według wynalazku, aby w wykonanych z tworzywa sztucznego panewkach stawów biodrowych z profilem zęba, zwężającym się w kierunku głowy zęba gwintu, utworzone pomiędzy rowkami wiórowymi skrzydełka gwintu miały tak zwane powierzchnie śrubowe, zaś kierunek ich przebiegu był przechylony w zależności od kąta skrętu rowków wiórowych. Pod pojęciem powierzchni śrubowych należy przy tym rozumieć powierzchnie, uzyskiwane w wyniku obrotu określonego profilu zęba o stałej średnicy i skoku wokół osi panewki. W przypadku trapezowego profilu zęba powstają zatem trzy powierzchnie śrubowe, jedna od strony głowy zęba oraz dwie powierzchnie boczne. Powierzchnie te mogą być w obszarze stopy skrócone w swym głównym wymiarze, jeżeli profil zęba przy określonej geometrii czaszy panewki wchodzi w powierzchnię tej czaszy. Powierzchnie, następujące za ostrzem na początku każdego ze skrzydełek gwintu, mają wówczas kąt neutralny, czyli nie wykazują ani kąta zacisku, ani kąta przyłożenia. Eliminuje to niepożądane efekty zaciskowe, zapewniając mimo to ze wszystkich stron styk skrzydełka gwintu z kością. Aby ostrze, znajdujące się na początku danego skrzydełka, mogło działać w sposób optymalny, musi ono wystawać w stosunku do poprzedzającego je skrzydełka. Osiąga się to po pierwsze tak, że powierzchnie śrubowe kolejnego skrzydełka mają większy promień niż powierzchnie śrubowe skrzydełka poprzedzającego. Dodatkowo poszczególne skrzydełka są w swym wymiarze przechylone względem siebie pod małym kątem w kierunku kąta skrętu rowków wiórowych, przy czym korzystny jest kierunek przechylenia zbliżający się do kąta skrętu, aby osiągnąć wystawanie dodatniej krawędzi skrawającej.

Inna praktyczna odmiana wynalazku polega na tym, że przy wytwarzaniu tego typu gwintów w ustalonych pozycjach posuwu gwintowego wytwarza się za pomocą programowania „kulejących skoków przeskakujące funkcje przejściowe toru skrawania i synchronizuje się je z rowkami wiórowymi

PL 191 291B1 tak, że krawędź skrawająca, następująca po danym rowku wiórowym w kierunku wkręcania, wystaje poza profil zęba. Pozostały obszar skrzydełka zęba jest zatem cofnięty względem krawędzi skrawającej, w związku z czym za krawędzią skrawającą powstaje obszar w rodzaju kąta przyłożenia.

Kolejne zastosowanie wynalazku dotyczy tak zwanych połączeń kołowo-klinowych lub połączeń typu 3K, występujących w budowie maszyn. Chodzi tutaj o tarciowe połączenia obrotowe, na przykład pomiędzy wałem i piastą, umożliwiające realizację połączeń samohamownych, a zarazem rozłącznych.

W przypadku połączenia kołowo-klinowego, w przeciwieństwie do cylindrycznego poprzecznego połączenia wtłaczanego, powierzchnie skrzydełek wału i piasty nie są okrągłe, lecz mają na obwodzie tak zwane powierzchnie klinowe. Najczęściej występują trzy powierzchnie klinowe. Składają się one z identycznych, obróconych względem siebie odcinków spiral, na przykład spiral logarytmicznych. Przy mocowaniu poprzez obrót o pewien stosunkowo mały kąt (na przykład 15°) zachodzi wymagany jednorodny styk powierzchni, a zatem możliwie największe połączenie siłowe między wałem i piastą. Połączenia kołowo-klinowe zapewniają korzystne przejście przenoszonych sił i wykazują korzystną trwałość kształtu. Połączenie przy użyciu trzech klinów kołowych na obwodzie jest samocentrujące. Jeżeli promieniowe nachylenie powierzchni klinowych zostanie dobrane z przedziału od 1:50 do 1:200, wówczas takie połączenie kołowo-klinowe jest z reguły samohamowne.

W przypadku bardzo licznych partii i niezbyt wysokich wymagań technicznych profil kołowo-klinowy można wytwarzać bezwiórowo, a zatem stosunkowo tanio. Z drugiej strony mniejsze liczby sztuk i wysokie wymagania jakościowe wymagały dotychczas stosowania techniki frezowania, a nawet szlifowania, co wiązało się z odpowiednimi kosztami. Z uwagi na średnicę frezu lub tarczy szlifierskiej w przejściowych obszarach poszczególnych powierzchni kołowo-klinowych pozostają wówczas obszary nie nadające się do wykorzystania. Obszary te, w połączeniu z niezbędnym do łączenia względnym kątem obrotu, pozwalały na jedynie częściowe wykorzystanie połączenia do przenoszenia sił.

Sposób według wynalazku pozwala na wytwarzanie tego typu połączeń kołowo-klinowych przy użyciu składanych sekwencji obróbkowych z wysoką dokładnością i po niskich kosztach, nawet przy najmniejszych ilościach sztuk. W razie potrzeby można nawet nadać tym połączeniom kształt stożkowy.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w korzystnych przykładach zastosowania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia półkulistą panewkę śrubową z gwintem płaskim, działającym zaciskowo po stronie głowy, według stanu techniki, fig. 2 - półkulistą panewkę śrubową z gwintem płaskim, zaopatrzonym w kąt przyłożenia, według stanu techniki, fig. 3 - półkulistą panewkę śrubową według wynalazku z gwintem płaskim, złożonym ze skrzydełek, mających po stronie głowy powierzchnie śrubowe, fig. 4 -półkulistą panewkę śrubową według wynalazku z gwintem ostrym, złożonym ze skrzydełek, mających powierzchnie śrubowe ze wszystkich stron, fig. 5 -dwa skrzydełka gwintu panewki śrubowej z fig. 1, fig. 6 -dwa skrzydełka gwintu panewki śrubowej z fig. 2, fig. 7 -dwa skrzydełka gwintu z kątem przyłożenia i łukową powierzchnią głowy, fig. 8 -dwa skrzydełka gwintu panewki śrubowej z fig. 3, fig. 9 -dwa skrzydełka gwintu panewki śrubowej z fig. 4, fig. 10 -trzy skrzydełka gwintu panewki śrubowej z fig. 3 i tor narzędzia o dużej dynamice, fig. 11 -trzy skrzydełka gwintu panewki śrubowej z fig. 3 itor narzędzia o średniej dynamice z metodą skokową, fig. 12 - trzy skrzydełka gwintu panewki śrubowej z fig. 3 i przeskakujący tor narzędzia z metodą skokową, fig. 13 - teoretyczny tor ruchu narzędzia złożony z rozkazów skoku, fig. 14 - wytwarzany zarys detalu z funkcji przejściowych, fig. 15 ostateczną geometrię detalu po dalszej obróbce, fig. 16 - tuleję dla połączenia kołowo-klinowego, oraz fig. 17 -czop dla połączenia kołowo-klinowego.

Na figurze 1 ukazana jest w widoku od strony bieguna i około 1,3-krotnym powiększeniu półkulista panewka śrubowa 1 z gwintem płaskim według stanu techniki. Dla przedstawionego przykładu przyjęto średnicę nominalną 54 mm, średnią wysokość zębów 2,6 mm, skok 5 mm, zaś średnicę otworu 22 mm. Te wymiary główne zostały dobrane z uwagi na rysunek i zachowane na fig. 2 do 4 rysunku celem umożliwienia porównania poszczególnych figur. Podobnie kąt skrętu rowka wiórowego przyjęto jednolicie równy 0°, aby uprościć rysunek. Wiadomo, że skręcony rowek wiórowy jest korzystny z uwagi na lepszy kąt odprowadzania wiórów i bardziej równomierny rozkład sił.

Wokół otworu 9 w dnie panewki śrubowej 1 rozciąga się wysklepiony, pozbawiony gwintu obszar 6 korpusu. Średnica korpusu jest na rysunku reprezentowana jedynie przez zewnętrzny obszar brzegowy 10. Gwint rozpoczyna się od strony bieguna na pierwszym skrzydełku 7 i wznosi się przed skrzydełkiem 2 na całą swoją wysokość. Dwa skrzydełka 2, 3 są opatrzone odnośnikami, jako że mają posłużyć do szczegółowego opisu w odniesieniu do fig. 5. Zarówno usytuowane po stronie głowy powierzchnie 4, jak też utworzone na stopie zęba krawędzie 5 poszczególnych skrzydełek gwintu leżą w dwuwymiarowym ujęciu - z wyjątkiem początkowego względnie końcowego obszaru gwintu - na

PL 191 291 B1 krzywej spiralnej. Cały gwint obejmuje przy tym około czterech okrążeń. Biegnąca pomiędzy skrzydełkami gwintu podstawa 8 tworzy półkulisty płaszcz korpusu. Celem wytworzenia rowków wiórowych 11 względnie krawędzi skrawających obwodowe żebro gwintu jest 12-krotnie podzielone szczelinami bez kąta skrętu. Podział na szczeliny przebiega pod kątem około 10°, aby na głowie zęba uzyskać dodatni kąt natarcia.

Przykład wykonania panewki śrubowej 12 na fig. 2 z gwintem płaskim według stanu techniki został uzyskany techniką frezowania z panewki śrubowej 1. Dlatego też otwór 20 w dnie, wysklepiony obszar 17, podstawa 19 gwintu, średnica nominalna 21 i szczeliny 22 odpowiadają w pełni, podobnie jak krawędzie 16 pomiędzy skrzydełkami gwintu i korpusem, przykładowi wykonania z fig. 1. Z uwagi na półkulisty kształt korpusu, w celu zachowania stałej średniej wysokości zębów skrzydełka gwintu frezowano oddzielnie. Położony po stronie bieguna początek gwintu przesunął się przy tym na skrzydełko 18. Proste powierzchnie zewnętrzne 15 poszczególnych skrzydełek gwintu biegną teraz w postaci cięciw okręgu, zataczanego przez leżące w kierunku wkręcania z przodu po stronie głowy, krawędzie skrawające, i synchronicznie względem szczelin gwintu w ten sposób, że w odniesieniu do każdego z okręgów powstają kąty przyłożenia. Działanie krawędzi skrawających na obniżenie siły potrzebnej do wkręcania jest związane z tym, że promieniowy odstęp krawędzi skrawających od osi panewki jest stale większy niż odpowiedni promieniowy odstęp przechodzącego wcześniej końca skrzydełka. Dwa, opatrzone odnośnikami 13 i 14, skrzydełka gwintu zostaną objaśnione później, w odniesieniu do fig. 6.

Ukazany na fig. 3 przykład wykonania panewki śrubowej 23 według wynalazku odpowiada w zasadzie swym półkulistym kształtem i wymiarami głównymi, a także otworem 31 na dole rozciągającym się wokół niego wysklepionym obszarem 28, krawędzią 27 pomiędzy skrzydełkami gwintu i płaszczem, podstawą 30 gwintu, średnicą 32 i podziałem na szczeliny 33, przykładowi wykonania z fig. 1. Gwint płaski rozpoczyna się pierwszym skrzydełkiem 29 o niewielkiej wysokości, za którym następuje ciąg czterech następnych skrzydełek o skokowo zwiększającej się wysokości zęba, dopóki żebro gwintu nie osiągnie na skrzydełku 24 swej pełnej wysokości. Równoległe boczne powierzchnie pojedynczych skrzydełek gwintu graniczą odpowiednio z zewnętrznym wycinkiem współosiowej względem osi panewki śrubowej, cylindrycznej powierzchni 26, przy czym leżąc u podstaw średnica cylindra zwiększa się stopniowo od jednego skrzydełka do drugiego. Tę zasadę kształtowania można zrealizować również za pomocą wycinka innej, odpowiednio współosiowej, powierzchni śrubowej. Opisany kształt nie powoduje utworzenia na skrzydełkach gwintu ani kątów natarcia, ani kątów przyłożenia. Kąt przyłożenia nie jest tu w ogóle wymagany, ponieważ siły tarcia, powodowane nierównościami powierzchni (na przykład w wyniku piaskowania powierzchni panewki śrubowej), przy neutralnym ruchu względnym zapobiegają zakleszczaniu podczas procesu wkręcania. Unika się w ten sposób przede wszystkim powstawania szczeliny pomiędzy implantem i łożyskiem kostnym. Mimo to zewnętrzna krawędź skrawająca skrzydełka gwintu ma znaczenie, ponieważ ma większy odstęp promieniowy od osi panewki niż poprzednia krawędź skrawająca. W rezultacie uzyskuje się bardzo małą siłę, potrzebną do wkręcania, dobre przyleganie oraz znakomite pierwotne i wtórne nieruchomienie implantu.

Kolejny przykład wykonania półkulistej panewki śrubowej 34 według wynalazku jest przedstawiony na fig. 4. Także tutaj różne detale, jak otwór 42 w dnie, wysklepiony obszar 39, podstawa 41 gwintu, średnica 43 i szczeliny 44 gwintu, zostały bez zmian przeniesione z uprzednio opisanych przykładów wykonania. W przeciwieństwie do tego w przedstawionym gwincie chodzi o gwint ostry, mający w zasadzie trójkątny profil zębów. Tej cechy nie można odczytać na dwuwymiarowym rysunku. Podobnie jak poprzednio, gwint rozpoczyna się pierwszym małym skrzydełkiem 40, zaś jego zęby mają zwiększającą się w wielu stopniach wysokość, osiągając przed skrzydełkiem 35 swoją wysokość ostateczną (średnią). Utworzona z głowy zęba krawędź 37, która w przypadku rzeczywiście ostrego trójkątnego przekroju zęba gwintu egzystuje praktycznie jedynie w postaci linii, stanowi dla pojedynczych skrzydełek gwintu linię śrubową o stałym odstępie od osi panewki śrubowej, widoczną na rysunku w postaci łuku o stałym promieniu, wychodzącym ze środka panewki. W wybranym gwincie ostrym, z uwagi na brak skrętu rowka wiórowego 44, krawędź skrawająca jest utworzona na obu bocznych powierzchniach zęba gwintu. Krawędź skrawająca przenosi się na jedną z bocznych powierzchni zęba, jeżeli rowek wiórowy ma odpowiedni kąt skrętu. Obustronne powierzchnie pojedynczego skrzydełka gwintu stanowią w ukazanym przykładzie powierzchnie śrubowe, przy czym skok powierzchni biegunowej odpowiada skokowi powierzchni równikowej, nawet wówczas, gdy średnica panewki, zwiększająca się w kierunku równika, sprawia inne wrażenie optyczne. Wskutek tego krawędź 38, utworzona na stopie zęba pomiędzy skrzydełkiem gwintu i płaszczem panewki śrubowej,

PL 191 291B1 wydaje się przebiegać w płaszczu panewki ku tyłowi. Ponieważ powierzchnie śrubowe kolejnego podczas wkręcania skrzydełka gwintu mają coraz większe średnice, obustronne krawędzie tnące wystają względem poprzedniego skrzydełka gwintu na boki w kierunku profilu gwintu względnie promieniowo na zewnątrz, zapewniając tym samym łatwe nacinanie przy wkręcaniu. Również w tym przypadku, z uwagi na kąt obojętny, utworzony przez skrzydełka gwintu w ich wymiarze, wyeliminowane jest powstawanie szczelin w obszarze styku z kością.

Rozważania przeprowadzone w odniesieniu do stanu techniki i przykładów wykonania według wynalazku są poniżej objaśnione w oparciu o przedstawione w powiększeniu detale, ponieważ w całości szczegóły te są słabo widoczne.

Na figurze 5 ukazane są w powiększeniu dwa skrzydełka 2, 3 gwintu z fig. 1. Skrzydełko 2 ma leżącą na czole jej powierzchni 46 od strony głowy, krawędź skrawającą 45, zaś skrzydełko 3 ma taką samą krawędź skrawającą 47 na odpowiedniej powierzchni 48. Okrąg 49 o stałym promieniu wokół osi symetrii panewki, opisywany przez krawędź skrawającą 45 podczas wkręcania panewki śrubowej, jest zaznaczony linią punktową. Widać tutaj wyraźnie, że część każdego ze skrzydełek wystaje poza opisywany okrąg, co generalnie musi powodować zakleszczanie.

W ukazanym na fig. 6 przykładzie wykonania skrzydełek 13, 14 gwintu z fig. 2 nie należy się obawiać takiego zakleszczania, ponieważ położone od strony głowy powierzchnie 51 względnie 53 są frezowane po krawędziach skrawających 50 względnie 52 z kątem przyłożenia. Zaznaczony linią punktową okrąg 54, zataczany przez krawędź skrawającą 50, nie styka się przy tym w żadnym miejscu z położoną po stronie głowy powierzchnią skrzydełka gwintu. W obszarze tym pozostaje jednak niepożądana wolna przestrzeń. Jest ona tym większa, im mniejsza jest liczba rowków wiórowych. Zwłaszcza panewki śrubowe, mające przykładowo tylko sześć rowków wiórowych, są pod tym względem wyjątkowo upośledzone. Ukazana postać jest wykorzystywana chętnie w stożkowych panewkach śrubowych, ponieważ wówczas skrzydełka gwintu można bardzo korzystnie frezować w całości, jako pakiet. Z medycznego punktu widzenia argument ten należy jednak odrzucić.

Ukazany powyżej problem można w pewnym zakresie rozwiązać przy użyciu kształtu skrzydełek 60, 61 z fig. 7. Również tutaj położone od strony głowy powierzchnie 56, 58 skrzydełek gwintu mają za czołowymi krawędziami skrawającymi 55 i 57 kąt przyłożenia względem okręgu 59, co wyklucza zakleszczanie przy wkręcaniu. Z uwagi na łukowy kształt powierzchni 55, 56 wolna przestrzeń, powodująca powstawanie szczelin, jest jednak stosunkowo mała, a zatem można ją zaakceptować. Ten łukowy kształt wymagał jednak dotychczas wysokich nakładów związanych z frezowaniem, ponieważ każde ze skrzydełek gwintu należało podczas wytwarzania objechać oddzielnie w kierunku stycznym. Sposób według wynalazku pozwala uzyskać ukazany kształt geometryczny poszczególnych skrzydełek bardzo racjonalnie, w ramach jednego zamocowania w tokarce ze sterowaniem numerycznym.

Dla porównania, zaproponowane w szczególności według wynalazku wykonanie zewnętrznych powierzchni poszczególnych skrzydełek gwintu jako tak zwanych powierzchni śrubowych, ukazanych już na fig. 3, przedstawiono na fig. 8 w powiększeniu, na podstawie dwóch skrzydełek 24, 25 gwintu. Wychodzące z krawędzi skrawających 62 względnie 64, położone od strony głowy, powierzchnie 63 względnie 65 skrzydełek mają stały promień, wyznaczony przez odstęp krawędzi skrawającej od osi 67 panewki śrubowej. Na rysunku zatem biegnący przez krawędź skrawającą 62, zaznaczony linią punktową okrąg o stałym promieniu 66 pokrywa się z położoną po stronie głowy powierzchnią 63. Ponieważ odpowiedni promień skrzydełka 25 gwintu jest większy, jego krawędź skrawająca 64 wystaje poza poprzedzającą ją podczas wkręcania, krawędź skrawającą 62 skrzydełka 24. Dzięki temu odpowiednia krawędź skrawająca i następująca za nią, przystawiona pod dodatnim kątem natarcia, powierzchnia czołowa mogą wnikać w skrawany materiał kości i przy stosunkowo łatwym cięciu odprowadzać wióry do rowka wiórowego.

Sytuacja z fig. 4, ukazana w powiększeniu na fig. 9, różni się w stosunku do przykładu wykonania z fig. 8 tym, że gwint nie ma profilu płaskiego, lecz ostry. Również tutaj jednak zewnętrzne powierzchnie poszczególnych skrzydełek 35, 36 gwintu mają postać powierzchni śrubowych. Z uwagi na ukośne nachylenie boków i skok względnie dosuw skrzydełek gwintu, a także półkulisty zarys, krawędź utworzona przy stopie zęba w kierunku płaszcza korpusu wydaje się wchodzić swym tylnym końcem 73, 74 w materiał korpusu. W rzeczywistości jednak przy obrocie panewki śrubowej nie występuje promieniowe przesunięcie rzutu przekroju zęba, ponieważ odpowiednie krawędzie zewnętrzne 69, 71 mają promień niezmienny w stosunku do osi panewki śrubowej. Z zastosowania trójkątnego przekroju zęba w ukazanym przykładzie wynika przemieszczenie odpowiedniej krawędzi skrawającej na co najmniej jedną, zaś dla rowków wiórowych bez skrętu na obie powierzchnie boczne danego skrzydełPL 191 291 B1 ka gwintu. Na rysunku widoczna jest tylko biegunowa krawędź skrawająca 68, 70. Tylna krawędź skrawająca jest zasłonięta. Okrąg zataczany przez położoną po stronie głowy, krawędź 69 zęba gwintu, ma stały promień 72 wokół osi 75 panewki śrubowej. Zmniejszenie siły potrzebnej do wkręcania wynika w tym przykładzie wykonania z wzajemnego promieniowego przesunięcia poszczególnych skrzydełek gwintu, wskutek czego poszczególne krawędzie skrawające wystają w stosunku do poprzedzających je krawędzi zarówno na boki, jak też na zewnątrz.

Dla lepszego zrozumienia przebiegu realizacji sposobu przy zaproponowanym korzystnym jego zastosowaniu do wytwarzania gwintu panewki śrubowej, sytuacje ukazane na fig. 3i 8 powtórzono na fig. 10 do 12. Na każdej z figur odtworzono tutaj trzy skrzydełka 24, 25, 76 gwintu płaskiego, a także krawędź skrawającą 62 na położonej po stronie głowy powierzchni 63 i zataczany przez nią, zaznaczony linią punktową, okrąg 77 o promieniu 66, wychodzącym z osi panewki śrubowej. W porównaniu do poprzednich figur zastosowano tutaj nieco zmniejszoną skalę.

Na figurze 10 przedstawiony jest, opisywany przez narzędzie (na przykład płytkę wieloostrzową przestawną), przesunięty o jednakową odległość względem położonych po stronie głowy powierzchni poszczególnych skrzydełek gwintu, tor 78, który w ukazanym kształcie jest realizowany za pomocą odpowiedniego oprogramowania i bardzo dynamicznej tokarki. Odstęp toru od skrawanego zarysu, widoczny na rysunku, ma na celu ukazanie w całości przebiegu toru. Tor 78 zawiera dwie nieciągłości 79 i80, które za pomocą oprogramowania umieszcza się celowo w pozycji, w której są one podczas następnej obróbki usuwane w drodze frezowania. Chociaż nieciągłości 79, 80 toru 78 stanowią funkcje przejściowe, pomiędzy następującymi kolejno po sobie skrzydełkami powstaje promieniowa funkcja skokowa. Ta promieniowa funkcja skokowa jest w każdym przypadku zależna od zaproponowanego oprogramowania, przy czym należy wprowadzić co najmniej dwie kolejne współrzędne tej samej średnicy z dopasowaną do celu obróbki drogą przesuwu w osi z oraz odpowiedni skok gwintu, a także skok średnicy dla maksymalnego posuwu (na przykład 100 mm/obrót). Aby rezultat obróbki był do przyjęcia, obszar przejściowy na detalu nie może być większy niż przewidziana szerokość rowka wiórowego.

Większość znanych obecnie tokarek ze sterowaniem numerycznym nie dysponuje możliwością wykonania toru skrawania, uwidocznionego na fig. 10, ponieważ ich całkowita dynamika nie wystarcza do przemieszczenia suportu krzyżowego w obrębie wymaganego odcinka na inną średnicę przy jednoczesnym zachowaniu dostatecznej dokładności ruchu. Według wynalazku zaproponowano dla takich przypadków sposób skokowy, pozwalający w zasadzie pokonać ten problem. Odpowiednia podstawa teoretyczna jest objaśniona w odniesieniu do fig. 11. Przebieg operacji, zobrazowany torem krzywoliniowym 81, polega na tym, że w pierwszej sekwencji kroków obrabia się jedynie przykładowo pierwsze, trzecie, piąte, siódme i odpowiednio następne skrzydełka gwintu, opuszczając przy tym drugie, czwarte, szóste i odpowiednio następne. Funkcja przejściowa toru 81, wynikająca z oprogramowania na bazie funkcji skokowych w wyniku tłumienia maszyny, musi przy tym wystarczyć jedynie do tego, aby za punktem 82 pierwszej reakcji unieść narzędzie nad następną krawędź skrawającą na tyle, aby nie została ona zaokrąglona lub uszkodzona. Do zawrócenia narzędzia na wymagany tor służy przykładowo do punktu 83 odcinek, który nie jest ograniczony szerokością rowka wiórowego. Można wówczas, w drugiej sekwencji roboczej, przejść do opuszczonych elementów zarysu, przeskakując odpowiednio elementy już obrobione.

W starszych tokarkach o odpowiedniej bezwładności obwodu regulacyjnego trzeba liczyć się ztym, że przeskok powoduje dodatkowe zniekształcenie toru krzywoliniowego. Efekt ten uwidacznia tor 84 na fig. 12. Po przerwanej reakcji ruchu narzędzia na zaprogramowane polecenie w punkcie 85 następuje przeskok toru krzywoliniowego, który w punkcie 86 osiąga swoje maksimum. Opada on następnie łagodnie, osiągając w przybliżeniu w punkcie 87 ponownie wartość zaprogramowaną. W przykładzie opisany efekt można by było jeszcze opanować za pomocą zaproponowanego sposobu skokowego w dwóch sekwencjach roboczych. W danym przypadku jednak sposób skokowy mógłby zostać bez problemu rozszerzony na trzy lub więcej sekwencji.

Sposób, opisany powyżej w różnych wariantach, można stosować dla zukosowanych powierzchni głów zębów analogicznie do zastosowania dla bocznych powierzchni skrzydełek gwintu, na przykład z fig. 9. Opisane funkcje skokowe przemieszczają się przy tym, całkowicie lub częściowo, zosi x na oś z. Dla tych przypadków tory „kulejące, opisywane przez narzędzie, nie są wprawdzie przedstawione na rysunku, jednak odpowiadają w zasadzie torom występującym w sposobie skokowym dla obróbki głów zębów.

Jak już wspomniano powyżej, wynalazek stwarza również możliwość wykorzystania przeskoków maszyny bezpośrednio do wytwarzania kątów przyłożenia skrzydełek gwintu. Za pomocą fig. 13

PL 191 291B1 do 15 objaśniony jest bliżej sposób postępowania. Na figurach 13 do 15 ukazane są na podstawie schematycznego przykładu, odniesionego do przesuniętego boku zęba, trzy, przedstawione w przesadnej wielkości, krzywe, które zredukowano do uwidocznienia interesującego elementu ruchu narzędzia, pomijając składowe przestrzenne. W praktyce ten element ruchu może leżeć w jednej lub kilku płaszczyznach.

Na figurze 13 przedstawiony jest zaprogramowany tor 88 narzędzia z jednym rozkazem skoku. Punkty 89, 90, 91 i 92 współrzędnych są podane za pomocą odpowiednich wartości X i Z. Na rysunku widoczna jest z nich jedynie zmiana Z jako składowa pionowa, natomiast niewidoczne są odpowiednie wielkości X. Poziome odstępy pomiędzy punktami są proporcjonalne do danego kąta wrzeciona, który jest programowany albo bezpośrednio za pomocą parametru C (kąt wrzeciona), albo pośrednio za pomocą F (skoku). Należy przy tym zwrócić uwagę na to, aby przy uwzględnieniu parametru F nie przekroczyć maksymalnej wartości, dopuszczalnej dla danego sterowania numerycznego, podczas gdy przy programowaniu kąta wrzeciona skok kąta może wynosić 0°. W zasadzie można również łączyć ze sobą kilka rozkazów skoku.

Na figurze 14 ukazany jest przebieg powierzchni nośnej gwintu, zmierzonej na detalu przed wyfrezowaniem rowka wiórowego, który to przebieg wynika z łańcucha rozkazów według fig. 13. Przedstawiona krzywa 93 składa się z funkcji przejścia, które znajdują uzasadnienie w bezwładności i określonej podatności maszyny i układu sterowania na regulację. Rozpoczyna się ona gładkim odcinkiem 94, aby w punkcie 95 gwałtownie się odchylić, synchronicznie względem rozkazu skoku. Osiągnięty przy tym zostaje punkt maksymalnego przeskoku 96, za którym następuje cofnięcie 97. Następnie ma miejsce wtórne drganie 98 o mniejszej amplitudzie, zanim krzywa ponownie przejdzie w stromy odcinek 99.

Na figurze 15 ukazany jest boczny zarys detalu po wykonaniu rowka wiórowego. Zbocza rowka są zaznaczone dwiema punktowymi liniami 102, 103. Położenie rowka wiórowego jest tak zsynchronizowane z zarysem powierzchni nośnej gwintu, że z jednej strony koniec 104 poprzedniego skrzydełka znajduje się przed wychyleniem w punkcie 95, z drugiej zaś na kolejnym skrzydełku utworzony jest występ krawędzi skrawającej 105, zaopatrzony w kąt przyłożenia. Spowodowane wtórnym drganiem, małe zagłębienie 98 ma amplitudę zależną zarówno od zastosowanej maszyny i układu sterowania, jak teżna przykład od zastosowanej prędkości skrawania. Nie ma on praktycznie znaczenia dla ogólnej skuteczności działania wystającej krawędzi skrawającej oraz jej kątów przyłożenia.

Przedstawiony przykładowo na rysunku przebieg dwóch kolejnych powierzchni nośnych gwintu uwzględnia wzajemne nachylenie głównego wymiaru poszczególnych skrzydełek. Stopień tego nachylenia zależy od danych konstrukcyjnych. Nachylenie można przy tym zminimalizować, a nawet całkowicie znieść, jeżeli jedynie pozostałość przeskoku 96w kształcie krawędzi skrawającej 105, względnie jej części, wystaje poza koniec 104 poprzedniego skrzydełka.

Sposób objaśniony na podstawie fig. 13 do 15 rysunku można odpowiednio stosować na przykład do gwintów płaskich na skierowanej promieniowo na zewnątrz głowie zęba, a także do innych gwintów na dwóch lub kilku powierzchniach profilu gwintu.

Inne zastosowanie sposobu według wynalazku jest przedstawione poniżej na podstawie przykładu ukazanego na fig. 16 i 17. Chodzi tutaj o tak zwane połączenie kołowo-klinowe, które znajduje zastosowanie ogólnie w budowie maszyn. Na fig. 16 ukazana jest tuleja łącząca 106 ze środkiem 107. Na wewnętrznej ściance utworzone są trzy powierzchnie kołowo-klinowe 108, 109, 110, stykając się ze sobą skokami 111, 112, 113. Czop 114, dopasowany do wewnętrznego profilu tulei 106, jest przedstawiony na fig. 17. Ma on trzy, ustawione centralnie względem osi symetrii 115, zewnętrzne powierzchnie kołowo-klinowe 116, 117, 118, które przechodzą w siebie wzajemnie skokami 119, 120, 121. Powierzchnie kołowo-klinowe, ukształtowane zarówno na tulei 106, jak też na czopie 114, stanowią odcinki spirali, które zaczynają się lub kończą w odpowiednich miejscach styku. W odniesieniu do wytwarzania tych powierzchni kołowo-klinowych za pomocą sposobu według wynalazku w zasadzie nie ma znaczenia, czy chodzi tutaj o odcinki spirali Archimedesa, spirali logarytmicznej, hiperbolicznej lub spirali Fermata. Przyjmuje się jednak, że powierzchnia kołowo-klinowa ze spirali logarytmicznej z uwagi na stały kąt wzniosu zapewnia najbardziej korzystne naprężenia materiału przy mocowaniu.

Przy wytwarzaniu wewnętrznych względnie zewnętrznych powierzchni kołowo-klinowych chodzi o to, by zrealizować kształt krzywizny, odpowiadający w jak największym stopniu zadanym wartościom, uszczuplając przy tym jak najmniej późniejszą powierzchnię styku na skokach. Zadanie to można bez problemu rozwiązać za pomocą sposobu według wynalazku przy uwzględnieniu opisanego powyżej systemu skokowego. Celem obróbki wiórowej, na przykład tulei kołowo-klinowej 106 na tokarce sterowanej numerycznie, najpierw nawiercą się odpowiedni półfabrykat i ewentualnie obrabia

PL 191 291 B1 go się na wstępny wymiar za pomocą operacji zdzierania. Obróbka końcowa, na przykład przy użyciu wytaczadła lub płytki wieloostrzowej przestawnej, odbywa się w zasadzie tak, że podczas obrotu detalu narzędzie przemieszcza się z małym posuwem promieniowo na zewnątrz aż do końca powierzchni kołowo-klinowej, a następnie za pomocą skierowanego do wewnątrz rozkazu skoku podnosi się je z powierzchni kołowo-klinowej. Z tego rozkazu skoku w programie powstaje tor, złożony z elementów przejściowych, ze skierowanym ku środkowi 107 przeskokiem, którego wielkość jest tak dobrana za pomocą oprogramowania, że narzędzie przed rozpoczęciem obróbki następnej powierzchni kołowo-klinowej jest znacznie odsunięte. Następujące po sobie kolejno w programie rekordy rozkazów są tak sformułowane, aby przeskoczyć następną powierzchnię kołowo-klinową i pozwolić narzędziu wejść w kolejną powierzchnię, poruszając je po spokojnym torze. Dla przykładu wykonania, przedstawionego na fig. 16, który wymaga, aby detal obracał się w widoku z góry w prawo względem noża tokarskiego, kolejne operacje obróbki trzech powierzchni kołowo-klinowych 108, 109, 110, na przykład począwszy od powierzchni 108, mogą mieć następującą postać:

108 - obrobić od 112 do 111

110 - przeskoczyć

109 - obrobić od 113 do 112

108 - przeskoczyć

110 - obrobić od 111 do 113

109 - przeskoczyć

108 - obrobić od 112 do 111 i tak dalej.

W ramach programu sterowania numerycznego według wynalazku istnieje szereg możliwości. Tak na przykład promieniowy posuw można zaprogramować jako skok albo przy użyciu nakładającej się funkcji zmiennej (przykładowo za pomocą parametru E), albo za pomocą stałych współrzędnych, aby zrealizować określony rodzaj krzywizny powierzchni. W odniesieniu do osiowego ruchu narzędzia wybór polega na tym, by albo zachować odpowiedni posuw narzędzia i wykorzystać mniejszą wartość posuwu, albo stosować posuw tylko w trakcie skrawania poszczególnych powierzchni kołowo-klinowych lub wykorzystywać przerwy w skrawaniu podczas przeskoków.

Poza tym wytwarzanie powierzchni kołowych pasowanego czopu odpowiada w zasadzie sposobowi postępowania opisanemu dla tulei. Należy uwzględnić odpowiednie tolerancje wymiarowe, które pozwolą połączyć obie części. Wynikające z obróbki według wynalazku, skokowe powierzchnie zajmują tak małą cześć obwodu, że luki pomiędzy łączonymi częściami, wyłączone z przenoszenia sił, są bardzo małe.

W praktyce możliwości zawarte w sposobie są właściwie nieograniczone. Wynikają one z zastosowania programów sterowania numerycznego przy jednoczesnym połączeniu ruchu suportu z obrotem wrzeciona maszyny i uwzględnienia lub kombinacji „kulejących wartości parametrów adresowych dla średnicy, długości względnie skoku lub kąta wrzeciona, oraz opcjonalnie z wykorzystania techniki krokowej lub opisanych składanych sekwencji roboczych. Umożliwia to racjonalne prowadzenie na tokarkach ze sterowaniem numerycznym operacji, do których uprzednio trzeba było stosować frezowanie, co wiązało się ze znaczną czasochłonnością, a częściowo również z gorszą jakością powierzchni.

Zaproponowane do zastosowania sposobu, wykonane z tworzywa sztucznego, panewki stawów biodrowych o specjalnym gwincie i skrzydełkach gwintu złożonych z powierzchni śrubowych o neutralnych kątach za krawędziami skrawającymi, charakteryzują się również takimi zaletami, jak bardzo małe siły wkręcania, znakomite zabezpieczenie przed przekręcaniem, bardzo dobre przyleganie, a także praktycznie pozbawione szczelin przejścia do powierzchni podpory kostnej. Szczególnie korzystny jest wariant z gwintem trójkątnym, skręconymi rowkami wiórowymi i przechylonymi względem siebie w kierunku kąta skrętu, skrzydełkami gwintu. Taka konstrukcja nie tylko znacznie ułatwia manipulacje podczas osadzania implantu, lecz również istotnie zwiększa siłę pierwotnego lub wtórnego zamocowania, praktycznie wykluczając możliwość przedwczesnego poluzowania implantu.

Claims (18)

1. Sposób toczenia profili nieokrągłych na programowanej tokarce, przy czym detal obraca się w uchwycie wrzeciona obrabiarki, wytwarzając przy tym za pomocą narzędzia na detalu co najmniej

PL 191 291B1 częściowo nieokrągłe zarysy, na przykład utworzone lub złożone z geometrycznych elementów przejściowych, znamienny tym, że toczenie prowadzi się „kulejąco, przemieszczając suport krzyżowy wraz z narzędziem skrawającym synchronicznie względem kąta wrzeciona i wytwarzając nieokrągłe zarysy przy użyciu programu złożonego z funkcji skokowych poprzez powiązanie rekordów rozkazowych z wartościami dla wybranych parametrów adresowych, jak średnica (X), długość (Z), skok (F) lub C (kąt), przy czym dla co najmniej jednego z tych parametrów adresowych w ciągu rekordów programu stosuje się „kulejący, to znaczy zawierający funkcję skokową, ciąg wartości parametrów adresowych.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w rekordach rozkazów wykorzystuje się dodatkowo parametr wysokości (Y).

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wykorzystuje się oprogramowanie dla gwintów.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dla co najmniej dwóch z wymienionych parametrów adresowych w ciągu rekordów programu stosuje się „kulejący ciąg wartości parametrów adresowych.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciąg rekordów programu opisuje zarys kołowo-symetryczny z oscylującym niemonotonicznym, periodycznym ciągiem przyrostów.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dla co najmniej jednego z parametrów adresowych przyrosty, utworzone pomiędzy wartościami parametrów adresowych ciągu rekordów programu, programuje się w postaci ciągu „kulejącego.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nieciągły zarys uzyskuje się poprzez zaprogramowanie sposobu krokowego, w którym narzędzie przemieszcza się ciągiem ruchów do przodu ido tyłu, przy czym jeden z ruchów jest większy niż drugi.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nieokrągły względnie nieciągły zarys detalu uzyskuje się poprzez złożenie co najmniej dwóch sekwencji roboczych, przy czym za pomocą pierwszej sekwencji wytwarza się pierwszy element zarysu, przeskakuje się następny element zarysu, wytwarza się następujący za nim element zarysu, po czym w drugiej sekwencji obrabia się pominięte elementy zarysu i przeskakuje się już obrobione elementy zarysu.

9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że nieokrągły zarys wytwarza się jako zamkniętą powierzchnię o powtarzających się elementach zarysu.

10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przy wiórowym wytwarzaniu przebiegających w sposób nieciągły, wychodzących z nachylonej lub zakrzywionej powierzchni płaszcza, elementów zarysu, którego zbocze obrabia się w zasadzie bokiem noża tokarskiego, zaś powierzchnię płaszcza obrabia się w zasadzie wierzchołkiem noża tokarskiego, wierzchołek noża tokarskiego prowadzi się po torze, przebiegającym w zasadzie stycznie do powierzchni płaszcza, zaś zbocze przebiegającego w sposób nieciągły elementu zarysu wykonuje się bokiem noża tokarskiego za pomocą zaprogramowanej zmiany stycznej prędkości posuwu i/lub kierunku posuwu.

11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do wytwarzania nieciągłych, nieokrągłych względnie zakrzywionych zarysów wykorzystuje się bezpośrednio przeskoki tokarki, wynikające z rozkazu skoku w oprogramowaniu.

12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że przeskoki tokarki stosuje się do bezpośredniego wytwarzania krawędzi skrawających (5, 16) z kątami przyłożenia na segmentach względnie skrzydełkach (2, 3, 7, 13, 14, 24, 25) gwintu.

13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że krawędzie skrawające wytwarza się poprzez co najmniej częściowe wyfrezowanie rowków wiórowych (11, 33, 44) w obszarze odcinków skrzydełek gwintu (2, 3), wynikających z przeskoków tokarki, przy czym kąty przyłożenia stanowią pozostałości przeskoków.

14. Zastosowanie sposobu toczenia profili nieokrągłych na programowanej tokarce według co najmniej jednego zastrz. 1 do 13 do wiórowego wytwarzania specjalnych gwintów na elementach wkręcanych, na przykład w podatny materiał, jak śruby do kości, śruby do szyjek kości udowych, elementy zrostowe, śruby dla tak zwanych „fixateur externe, wkręty dla implantów dentystycznych lub sztuczne panewki stawów biordowych, zwłaszcza do wytwarzania neutralnych względnie dowolnych kątów przyłożenia na skrzydełkach gwintu.

15. Zastosowanie sposobu toczenia profili nieokrągłych na programowanej tokarce według co najmniej jednego zastrz. 1do 13 do wiórowego wytwarzania wkręcanych, sztucznych panewek stawu biodrowego o dowolnym zewnętrznym zarysie płaszcza, na przykład sferycznym, parasferycznym, stożkowym, stożkowo-sferycznym, parabolicznym i innych, oraz znajdującym się na płaszczu gwintem

PL 191 291 B1 o dowolnym ustawieniu zębów, na przykład neutralnym lub nachylonym do bieguna panewki, i dowolnym skoku, na przykład stałym lub zmiennym, z pojedynczymi skrzydełkami, oddzielonymi rowkami wiórowymi, celem wytworzenia tak zwanych kątów neutralnych lub kątów przyłożenia na co najmniej jednej powierzchni nośnej gwintu.

16. Zastosowanie sposobu toczenia profili nieokrągłych na programowanej tokarce według co najmniej jednego zastrz. 1do 13 do wiórowego wytwarzania wkręcanych, sztucznych panewek stawu biodrowego o dowolnym zewnętrznym zarysie płaszcza, na przykład sferycznym, parasferycznym, stożkowym, stożkowo-sferycznym, parabolicznym i innych, oraz znajdującym się na płaszczu gwintem o dowolnym ustawieniu zębów, na przykład neutralnym lub nachylonym do bieguna panewki, i dowolnym skoku, na przykład stałym lub zmiennym, z pojedynczymi skrzydełkami, oddzielonymi rowkami wiórowymi, celem wytworzenia tak zwanych powierzchni śrubowych na co najmniej jednej powierzchni nośnej gwintu.

17. Zastosowanie sposobu toczenia profili nieokrągłych na programowanej tokarce według co najmniej jednego zastrz. 1do 13 do wiórowego wytwarzania dowolnych elementów wkręcanych celem wytworzenia wzajemnego nachylenia skrzydełek gwintu.

18. Zastosowanie sposobu toczenia profili nieokrągłych na programowanej tokarce według zastrz. 13 do wytwarzania profili względnie połączeń kołowo-klinowych.