PL193079B1 - Narzędzie skrawające do obróbki z dużymi prędkościami - Google Patents

Abstract

1. Narzedzie skrawajace do obróbki z duzymi predkosciami w obróbce wiórowej metali, w którym co najmniej jeden element skrawajacy jest zacisniety za pomoca czesci do mocowania w gniezdzie dla plytek imaka narzedziowego, które jest ograniczone tylko przez powierzchnie oporowa dla nacisku wstecznego i powierzchnie przylegania, przy czym powierzchnia przylegania dla czesci do mocowania i powierzchnia przylegania gniazda dla plytek tworza ze soba przewyzszajacy samohamownosc kat otwar- ty w kierunku powierzchni oporowej dla nacisku wstecznego, znamienne tym, ze w elemencie skra- wajacym (2) znajduje sie rowek (9), w który wchodzi trzpien przesuwajacy (10) umieszczony mimosrodo- wo i równolegle do osi obrotu, podpartego obrotowo w wybraniu przelotowym (13, 13') w imaku narze- dziowym, przenikajacym powierzchnie przylegania (4) i/lub powierzchnie oporowa dla nacisku wstecz- nego (5) i uruchamianego od zewnatrz sworznia podpierajacego (12, 12'), którego srednica zasadni- czo odpowiada szerokosci rowka. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest narzędzie skrawające do obróbki z dużymi prędkościami nadające się także dla dużych prędkości obrabiania w obróbce wiórowej metali, w którym co najmniej jeden 0element skrawający jest zaciśnięty za pomocą części do mocowania w gnieździe dla płytek imaka narzędziowego, które jest ograniczone tylko za pomocą powierzchni oporowej dla nacisku wstecznego i powierzchni przylegania, przy czym powierzchnia przylegania dla części do mocowania i powierzchnia przylegania gniazda dla płytek tworzą ze sobą przewyższający samohamowność kąt, otwarty w kierunku powierzchni oporowej dla nacisku wstecznego.

Tego rodzaju narzędzia skrawające zostały już opublikowane w różnych wariantach wykonania, przy czym zasadniczo dąży się do skonstruowania narzędzia z możliwie niewielu samych w sobie zabezpieczonych elementów konstrukcyjnych (na przykład wymaganych przy obróbce z dużymi prędkościami).

Konstrukcja zawsze wtedy jest niepewna, jeśli pożądane są bardzo małe wymiary narzędzia i jeśli element skrawający nie jest wlutowany, lecz jest zaciśnięty, co powoduje, że w razie potrzeby może być łatwo wymieniony. W tych wypadkach - jak to ujawniono przykładowo w opisach DE 33 43 448 A1 iDE 34 10 284 A1 - właśnie w obrotowych obrabiarkach do obróbki wiórowej metali wymaga to dokładnego pozycjonowania elementu skrawającego, co powoduje, że także przy wymianie lub po zużyciu zawsze bardzo łatwo wchodzi on dokładnie w to samo położenie. Gdy ma się zamiar opracować narzędzie, które może być używane w obrotowych obrabiarkach do obróbki wiórowej metali dla dużej liczby obszarów działania, jak na przykład: toczenie poprzeczne rowków pierścieniowych, zastosowanie we frezach tarczowych i frezach krążkowych pracujących z trzech stron, końcowa obróbka przy użyciu zintegrowanego wiertła lub wieloostrzowych rozwiertaków zdzieraków lub narzędzi do wytaczania, rozwiertaków lub temu podobnych, zatem główne krawędzie skrawające i pomocnicze krawędzie skrawające elementu skrawającego muszą swobodnie spoczywać w gnieździe dla płytek narzędzia i w sposób wymuszony mogą przylegać w narzędziu tylko do powierzchni przylegania i powierzchni oporowej dla nacisku wstecznego. Wszystkie inne powierzchnie muszą pozostać swobodne. Oczywiście utrudnia to dokładne pozycjonowanie ostrza w kierunku podłużnym.

Celem wynalazku jest opracowanie narzędzia wspomnianego na wstępie rodzaju w taki sposób, że element skrawający w stanie zamocowanym w wyniku przesuwania daje się dokładnie nastawić w gnieździe dla płytek.

Dla rozwiązania tego problemu przewidziano w narzędziu skrawającym do obróbki z dużymi prędkościami opisanego na wstępie rodzaju według wynalazku, że w elemencie skrawającym znajduje się rowek, w który wchodzi trzpień przesuwający umieszczony mimośrodowo i równoległe do osi obrotu podpartego obrotowo w wybraniu przelotowym w imaku narzędziowym przenikającym powierzchnię przylegania i/lub powierzchnię oporową dla nacisku wstecznego i uruchamianego od zewnątrz sworznia podpierającego, którego średnica zasadniczo odpowiada szerokości rowka.

Dzięki wykonaniu według wynalazku powstaje połączenie powodujące zabieranie elementu skrawającego z trzpieniem przesuwającym umieszczonym mimośrodowo na sworzniu podpierającym. Jeśli sworzeń podpierający zostanie obrócony wokół swojej osi podłużnej, wtedy uformowany lub zamocowany mimośrodowo na nim trzpień przesuwający przesuwa element skrawający w jednym lub drugim kierunku, równolegle do krawędzi skrawającej. W ten sposób w wypadku zaciśniętego elementu skrawającego, w ramach mimośrodowości sworznia mimośrodowego składającego się ze sworznia podpierającego i trzpienia przesuwającego, można zmienić położenie elementu skrawającego w gnieździe dla płytek i, z drugiej strony, za pomocą trzpienia przesuwającego jest to położenie także w sposób odtwarzalny blokowane w nastawionej pozycji.

W rozwinięciu wynalazku jest również możliwe umieszczenie rowka, w tym wypadku korzystnie zobu końców ograniczonego, w powierzchni spodniej elementu skrawającego, przylegającej do powierzchni przylegania bądź, co na ogół z powodu większego oddalenia rowka od krawędzi skrawającej i przez to, dla większej zdolności do przenoszenia obciążeń jest korzystne, umieszczenie rowka w powierzchni tylnej elementu skrawającego przylegającej do powierzchni oporowej dla nacisku wstecznego. W tym wypadku w celu zwiększenia stabilności może on być ograniczony na górze.

Oś sworznia podpierającego, korzystnie, przebiega zasadniczo równolegle do powierzchni oporowej dla nacisku wstecznego narzędzia w płaszczyźnie mniej więcej prostopadłej do powierzchni przylegania. Dzięki prostopadłemu ustawieniu osi obrotu sworznia podpierającego względem powierzchni przylegania, trzpień przesuwający może całkowicie zagłębić się w rowku, przy czym swoPL 193 079 B1 rzeń podpierający korzystnie sięga bezpośrednio ażpod powierzchnię przylegania, co powoduje, że przy przekręcaniu sworznia podpierającego nie może wystąpić żadne nadmierne naprężenie zginające trzpienia przesuwającego.

W celu zamocowania sworznia podpierającego w wybraniu przelotowym nieprzesuwnie w kierunku osiowym, a mimo to obrotowo, według następnej cechy wynalazku przewidziano, że sworzeń podpierający posiada rowek pierścieniowy toczony poprzecznie, do którego wystaje trzpień ograniczający ruch sworznia w kierunku osiowym. Dzięki wykręceniu trzpienia ograniczającego ruch sworznia podpierającego w kierunku osiowym, sworzeń podpierający z osadzonym na nim mimośrodowo trzpieniem przesuwającym można bardzo łatwo wyjąć z imaka narzędziowego do góry lub do dołu.

Zgodnie z wynalazkiem, dla uruchomienia sworznia mimośrodowego, sworzeń podpierający na swoim końcu oddalonym od trzpienia przesuwającego jest zaopatrzony w sześciokąt wewnętrzny lub temu podobny służący do przyłożenia narzędzia uruchamiającego, jak na przykład klucza do śrub złbem okrągłym z gniazdem sześciokątnym.

Poza takim wykonaniem sworznia podpierającego jako gładkiego sworznia w kształcie walca (przerwanego tylko przez rowek pierścieniowy toczony poprzecznie dla ograniczenia w kierunku osiowym ruchu sworznia podpierającego) korzystnie jest także, że sworzeń podpierający jest wykonany jako sworzeń gwintowany i jego wybranie przelotowe w imaku narzędziowym jest w postaci otworu z gwintem wewnętrznym. W tym wypadku, jest wtedy także przewidziany rowek pierścieniowy toczony poprzecznie, do którego wystaje trzpień ograniczający ruch sworznia podpierającego w kierunku osiowym, przy czym w celu umożliwienia odpowiadającego luzowi przesunięcia trzpienia gwintowanego w kierunku osiowym, oczywiście, szerokość rowka pierścieniowego toczonego poprzecznie musi być większa niż średnica trzpienia ograniczającego ruch sworznia podpierającego. Fakt, że przy przekręceniu sworznia mimośrodowego, trzpień przesuwający ze sworzniem podpierającym wykonanym jako trzpień gwintowany zostaje nie tylko przekręcony mimośrodowo, lecz także jest przesuwany w kierunku osiowym, nie oddziałuje negatywnie na przestawienie elementu skrawającego jak długo tylko jest zapewnione, że trzpień przesuwający nie może swoim zakończeniem czołowym stykać się z górnym ograniczeniem osłaniającym rowek.

W korzystnym wykonaniu, część do mocowania służąca do zaciśnięcia elementu skrawającego w jego gnieździe dla płytek, jest wykonana jako płytka mocująca w kształcie łapy zaciskanej za pomocą śruby mocującej. W rozwinięciu wynalazku przewidziano, że płytka mocująca w kształcie łapy, na końcu oddalonym od gniazda dla płytek jest zaopatrzona w wybranie, w które wchodzi trzpień zabezpieczający przed przesunięciem w imaku narzędziowym, korzystnie, nosek na imaku narzędziowym. Ma to tę zaletę, że przy przesunięciu elementu skrawającego w gnieździe dla płytek przy zaciśniętej płytce mocującej w kształcie łapy, płytka mocująca nie jest przekręcana wraz z przesunięciem elementu skrawającego, lecz zostaje przytrzymana, co powoduje, że płytka mocująca w kształcie łapy musi odpowiednio ślizgać się po powierzchni przylegania imaka nożowego.

W zakresie wynalazku leży wreszcie także usytuowanie osi śruby mocującej ukośnie do wewnątrz imaka narzędziowego, co w szczególności ma tę zaletę w wypadku frezów tarczowych i frezów krążkowych, że na obwodzie imaka narzędziowego w kształcie tarczy może być zamocowana większa liczba elementów skrawających.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie widok z boku przedniego końca narzędzia według wynalazku, fig. 2 przekrój narzędzia według fig. 1 równoległy do płaszczyzny rysunku, fig. 3 - widok z góry narzędzia według fig. 1i fig. 2, fig. 4 - przekrój częściowy zmienionego narzędzia, w którym rowek umożliwiający przesunięcie w elemencie skrawającym jest otwarty do dołu i w kierunku powierzchni oporowej dla nacisku wstecznego, ale jest ograniczony w kierunku do góry, fig. 5 - przekrój wzdłuż linii V-V na fig. 4, fig. 6 - przekrój wzdłuż linii VI-VI na fig. 3, fig. 7 - przekrój zmienionego narzędzia odpowiadający fig. 2, w którym trzpień podpierający sworznia mimośrodowego jest wykonany jako trzpień gwintowany, fig. 8 - schematyczny widok z boku zmienionego narzędzia odpowiadający fig. 1, z osią śruby mocującej usytuowaną ukośnie do wewnątrz w imaku nożowym, fig. 9 -frez tarczowy z wykonaniem narzędzia według fig. 8w celu wyraźniejszego przedstawienia większej liczby umieszczonych elementów skrawających, fig. 10 -frez tarczowy wykonany według wynalazku z podziałem ostrza, fig. 11 - wykonane według wynalazku narzędzie do pogłębiania, fig. 12 - wykonane według wynalazku narzędzie do obróbki zakończeń ze zintegrowanym wiertłem i fig. 13 - wykonane według wynalazku narzędzie do czołowego toczenia poprzecznego.

PL 193 079 B1

W imaku narzędziowym 1 jest wykonane gniazdo dla płytek służące do zamocowania elementu skrawającego 2 z ostrzem 3, które składa się jedynie z powierzchni przylegania 4 i powierzchni oporowej dla nacisku wstecznego 5, do których przylegają odpowiednie powierzchnie boczne elementu tnącego 2. Wszystkie pozostałe strony są swobodne, co powoduje, że element skrawający 2 zaciśnięty w gnieździe dla płytek za pomocą płytki mocującej 6 w kształcie łapy i zaciskającej ją śruby mocującej 7 nie jest podparty do tyłu lub od przodu w kierunku prostopadłym do płaszczyzny rysunku na fig. 1. Kąt a między powierzchnią przylegania 4 i powierzchnią przylegania 8 płytki mocującej 6 w kształcie łapy, który otwiera się w kierunku powierzchni oporowej dla nacisku wstecznego 5 jest większy niż kąt samohamowności, co powoduje, że element skrawający jest wciągany do tyłu w gniazdo dla płytek za pomocą nacisku płytki mocującej 6.

W wypadku przykładu wykonania na fig. 1 do fig. 3 element skrawający 2 jest zaopatrzony w przelotowy od góry do dołu rowek 9, w który wchodzi mimośrodowy trzpień przesuwający 10 sworznia mimośrodowego 11. Sworzeń podpierający 12 tego sworznia mimośrodowego 11 jest podparty obrotowo w przelotowym wybraniu 13 w kształcie walca w imaku narzędziowym 1. Średnica trzpienia przesuwającego 10 umieszczonego mimośrodowo i równolegle do osi obrotu 14 sworznia podpierającego 12 odpowiada dokładnie szerokości b rowka 9 w elemencie skrawającym 2.

Jeśli więc sworzeń mimośrodowy 11 zostanie przekręcony, zwykle wskutek włożenia w gniazdo sześciokątne 15 na dolnym zakończeniu sworznia podpierającego 12 narzędzia do śrub z łbem okrągłym i gniazdem sześciokątnym, wtedy trzpień przesuwający 10 osadzony mimośrodowo na sworzniu podpierającym 12, który bez luzu jest osadzony w rowku 9, przesuwa element skrawający 2 w kierunku podłużnym głównej krawędzi skrawającej 3, przy czym oczywiście, w praktyce, wymiar przesunięcia najczęściej wynosi kilka dziesiątych milimetra lub mniej. W wypadku tej przesuwności narzędzia skrawającego za pomocą sworznia mimośrodowego 11 chodzi jedynie o dokładną regulację pozycji elementu skrawającego. Przy tym, przesunięcie elementu skrawającego 2 za pomocą sworznia mimośrodowego 11 można zrealizować przy zaciśniętym elemencie skrawającym, a więc przy mocno dokręconej śrubie mocującej 7.

Płytka mocująca 6 w kształcie łapy jest zaopatrzona na końcu oddalonym od gniazda dla płytek w wybranie 21, w które wchodzi umożliwiający przesuwanie trzpień 22 na imaku narzędziowym 1, korzystnie nosek na imaku narzędziowym.

Na figurze 4 i figurze 5 przestawiono przekroje zmienionego narzędzia, w którym element skrawający 2' posiada ograniczony od góry rowek 9' służący do przejmowania ruchu trzpienia przesuwającego 10 sworznia gwintowanego 11.

Na figurze 6 widoczny jest trzpień ograniczający ruch w kierunku osiowym 16, który wchodzi w pierścieniowy rowek toczony poprzecznie 17 w części podpierającej 12 sworznia mimośrodowego 11 i zapobiega temu, że sworzeń mimośrodowy 11 mógłby wypaść w dół z wybrania przelotowego 13. Na fig. 7 można dostrzec zmienioną postać wykonania narzędzia według wynalazku, w której sworzeń mimośrodowy 11' jest wykonany jako sworzeń gwintowany.

Część podpierająca 12' jest więc w takim wypadku częścią gwintowaną, która jest wkręcona w wybranie przelotowe 13' imaka narzędziowego 1, wykonane również jako otwór z gwintem wewnętrznym. Trzpień ograniczający ruch w kierunku osiowym 16 wchodzi w takim wypadku w szerszy pierścieniowy rowek toczony poprzecznie 17', co powoduje, że część podpierająca 12' wykonana jako sworzeń gwintowany jest przesuwna w sposób ograniczony w kierunku osiowym, a zatem w wyniku przekręcania może poruszać się między dwoma ograniczonymi położeniami końcowymi. Przy tym, wtaki sam sposób znowu następuje ruch mimośrodowego trzpienia przesuwającego 10, wszakże z tą różnicą, że trzpień przesuwający 10 również porusza się w górę i w dół. Z tego powodu w ograniczonym od góry rowku 9 umożliwiającym przesunięcie w elemencie skrawającym 2, jak to jest przedstawione na fig. 7, musi być zapewnione, że górne zakończenie czołowe 18 trzpienia przesuwającego 10 nie styka się z górnym ograniczeniem rowka 9.

W przedstawionym na fig. 8 wykonaniu narzędzia według wynalazku oś 19 śruby mocującej 7 jest ustawiona ukośnie do wnętrza imaka 1. Jak można dostrzec na fig. 9 ma to tę zaletę, że na frezie tarczowym 20 można zamocować następny element skrawający przy mniejszym rozstawieniu kątowym. Jeśli usytuowanie osi 19 śruby mocującej 7 byłoby wybrane jak w powyższych przykładach wykonania, a więc byłoby to położenie 19', oznaczałoby to, że, aby zapewnić swobodny dostęp do śruby mocującej 7, następny element skrawający mógłby być umieszczony dopiero bardziej w prawo, co spowodowałoby, że w sumie na obwodzie frezu tarczowego mogłoby być zamocowanych mniej elementów skrawających.

PL 193 079 B1

Na fig. 10 do fig. 13 przedstawiono różne narzędzia, przy czym dla nich wszystkich jest wspólne to, że elementy skrawające 2 są zamocowane w sposób według wynalazku, w gniazdach płytkowych każdorazowego imaka narzędziowego ograniczonych tylko z dwóch stron, to znaczy są zabezpieczone przesuwnie za pomocą sworznia mimośrodowego w kierunku równoległym do krawędzi skrawającej.

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Narzędzie skrawające do obróbki z dużymi prędkościami w obróbce wiórowej metali, w którym co najmniej jeden element skrawający jest zaciśnięty za pomocą części do mocowania w gnieździe dla płytek imaka narzędziowego, które jest ograniczone tylko przez powierzchnię oporową dla nacisku wstecznego i powierzchnię przylegania, przy czym powierzchnia przylegania dla części do mocowania i powierzchnia przylegania gniazda dla płytek tworzą ze sobą przewyższający samohamowność kąt otwarty w kierunku powierzchni oporowej dla nacisku wstecznego, znamienne tym, że w elemencie skrawającym (2) znajduje się rowek (9), w który wchodzi trzpień przesuwający (10) umieszczony mimośrodowo i równoległe do osi obrotu, podpartego obrotowo w wybraniu przelotowym (13, 13') w imaku narzędziowym, przenikającym powierzchnię przylegania (4) i/lub powierzchnię oporową dla nacisku wstecznego (5) i uruchamianego od zewnątrz sworznia podpierającego (12, 12'), którego średnica zasadniczo odpowiada szerokości rowka.
2. 2. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że rowek (9), ograniczony korzystnie z obu końców, jest umieszczony w powierzchni spodniej elementu skrawającego (2) przylegającej do powierzchni przylegania.
3. 3. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że rowek (9), ograniczony korzystnie od góry jest umieszczony w tylnej powierzchni elementu skrawającego (2) przylegającej do powierzchni oporowej dla nacisku wstecznego (5).
4. 4. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że oś sworznia podpierającego (12, 12') przebiega zasadniczo równolegle do powierzchni oporowej dla nacisku wstecznego (5) w płaszczyźnie prostopadłej do powierzchni przylegania (4).
5. 5. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że sworzeń podpierający (12, 12') posiada pierścieniowy rowek toczony poprzecznie (17, 17'), do którego wystaje trzpień ograniczający ruch w kierunku osiowym (16).
6. 6. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że sworzeń podpierający (12, 12') na swoim końcu oddalonym od trzpienia przesuwającego (10) jest zaopatrzony w sześciokąt wewnętrzny (15), lub temu podobny, do przyłożenia narzędzia uruchamiającego.
7. 7. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że sworzeń podpierający (12') jest wykonany jako sworzeń gwintowany i jego wybranie przelotowe (13') w imaku narzędziowym (1) jest w postaci otworu z gwintem wewnętrznym.
8. 8. Narzędzie według zastrz. 7, znamienne tym, że sworzeń podpierający (12') jest zaopatrzony w pierścieniowy rowek toczony poprzecznie (17'), którego szerokość jest większa niż średnica trzpienia ograniczającego ruch w kierunku osiowym (16).
9. 9. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że zaciskająca element skrawający (2) część do mocowania jest płytką mocującą (6) w kształcie łapy zaciśniętą za pomocą śruby mocującej (7).
10. 10. Narzędzie według zastrz. 9, znamienne tym, że płytka mocująca (6) w kształcie łapy jest zaopatrzona na końcu oddalonym od gniazda dla płytek w wybranie (21), w które wchodzi umożliwiający przesuwanie trzpień (22) na imaku narzędziowym (1), korzystnie nosek na imaku narzędziowym.
11. 11. Narzędzie według zastrz. 9 albo 10, znamienne tym, że oś (19) śruby mocującej (7) jest ustawiona ukośnie do wnętrza imaka narzędziowego (1).