PL195162B1 - Głowica skrawająco-nagniatająca - Google Patents

Abstract

Głowica skrawająco-nagniatająca z wymiennymi płytkami skrawającymi, uniwersalnymi i gładzącymi, zamocowanymi w gniazdach korpusu, wyposażona w elementy nagniatające zamocowane w kasetach umieszczonych w gniazdach korpusu, usytuowanych w płaszczyźnie czołowej głowicy, znamienna tym, że elementy nagniatające (5, 6), są rozmieszczone parami naprzeciwko siebie, z obydwóch stron osi głowicy, z jednej strony element nagniatający wstępnie (5), usytuowany za płytką gładzącą (3), na okręgu o drugim promieniu (Rr) zaś naprzeciwko niego znajduje się element nagniatający wykańczająco (6) usytuowany na okręgu o trzecim promieniu (Rf), który to promień jest mniejszy od drugiego promienia (Rr).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest głowica skrawająco-nagniatająca przeznaczona do obróbki płaskich powierzchni zewnętrznych.

Znana jest z opisu patentowego PL 171 320 głowica frezowa czołowa z wymiennymi ostrzami, zawierająca korpus, na którego obwodzie zamocowane są bezpośrednio lub za pośrednictwem kaset umieszczonych w gniazdach korpusu płytki uniwersalne i gładzące, w której płytki zamocowane są na osiach prostopadłych do bocznej powierzchni oporowej gniazda. Głowica ma kasetę z płytką gładzącą, która to kaseta jest zamocowana obrotowo względem środkowej płaszczyzny oporowej gniazda i zaopatrzona jest w urządzenie do regulacji jej położenia kątowego, co umożliwia dokładne ustawienie kątowe krawędzi płytki gładzącej względem płaszczyzny bocznej, to jest płaszczyzny prostopadłej do osi głowicy.

Znana jest z opisu patentowego PL 175 672 głowica skrawająco-nagniatająca, przeznaczona w szczególności do obróbki gładkościowej z dużymi posuwami przy głębokościach skrawania ap>1 mm. Korpus tej głowicy wyposażony jest w ostrza skrawające zgrubne i gładzące oraz elementy nagniatające rozmieszczone obwodowo na jego powierzchni czołowej. Ostrza skrawające w postaci wymiennych płytek do obróbki zgrubnej są zamocowane bezpośrednio w korpusie, w prostokątnych gniazdach wykonanych od strony czoła korpusu, zaś ostrza gładzące zamocowane są w specjalnych kasetach umieszczonych w korpusie. Głowica jest wyposażona w elementy nagniatające w postaci obrotowych rolek zamocowanych w kasetach umieszczonych w gniazdach korpusu. Liczba elementów nagniatających jest równa liczbie płytek gładzących. Elementy nagniatające oraz płytki gładzące położone są na okręgu o promieniu mniejszym niż promień okręgu, na którym rozmieszczone są płytki zdzierające. Płytki gładzące wraz z elementami nagniatającymi tworzą pary, przy czym płytki gładzące i elementy nagniatające w poszczególnych parach są usytuowane naprzeciwko siebie. Kasety płytek gładzących oraz kasety elementów nagniatających wyposażone są w urządzenia do dokładniej regulacji położenia kątowego i osiowego zamocowanych w nich elementów nagniatających i płytek gładzących. Ponadto urządzenia do regulacji położenia kasety, a wraz z nimi położenia elementów nagniatających i płytek gładzących zawierają po jednej śrubie dociskowej, wyposażonej w podkładkę sprężystą, korzystnie w postaci sprężyn talerzowych, która to śruba usytuowana jest pomiędzy śrubami regulacyjnymi, korzystnie w pobliżu osi głowicy. Śruba dociskowa zapewnia wstępny, sprężysty docisk kasety do gniazda korpusu podczas regulacji położenia kasety. Urządzenia te zawierają co najmniej dwie śruby regulacyjne zakończone wkładkami kulistymi zamocowanymi wahliwie w specjalnych wybraniach wykonanych w końcówkach oporowych tych śrub. Wkładki kuliste śrub regulacyjnych mają postać kulki z jednej strony ściętej płasko, przy czym jej płaska powierzchnia styka się z powierzchnią korpusu głowicy. Śruby regulacyjne usytuowane są na obydwóch przeciwległych końcach kaset, po jednej w pobliżu osi głowicy i po jednej lub dwie w pobliżu płytki gładzącej lub elementu nagniatającego. Kasety elementów nagniatających przymocowane są do korpusu głowicy rozłącznie, za pomocą śrub z łbem kulistym, pozwalających na niewielkie zmiany kątowego położenia kasety przy lekko dokręconej śrubie. Elementy nagniatające osadzone są obrotowo na trzpieniach zamocowanych w korpusach kaset, położonych wzdłużnie lub ukośnie w kierunku promieniowym. Elementy nagniatające mają kształt kuli lub baryłki lub inny obły kształt o tworzącej łukowej lub złożonej z odcinków prostych i łukowych.

Głowica skrawająco-nagniatająca według wynalazku, z wymiennymi płytkami skrawającymi, uniwersalnymi i gładzącymi, zamocowanymi w gniazdach korpusu, wyposażona w elementy nagniatające zamocowane w kasetach umieszczonych w gniazdach korpusu na płaszczyźnie czołowej głowicy wyróżnia się tym, że elementy nagniatające są rozmieszczone parami naprzeciwko siebie, z obydwóch stron osi głowicy. Z jednej strony znajduje się element nagniatający wstępnie, usytuowany za płytką gładzącą na okręgu o drugim promieniu Rr, zaś naprzeciwko niego znajduje się element nagniatający wykańczająco, usytuowany na okręgu o trzecim promieniu Rf. Trzeci promień jest mniejszy od drugiego promienia, korzystnie, różnica pomiędzy promieniem drugim i promieniem trzecim jest równa lub większa od połowy wartości posuwu na obrót Rr - Rf > 0,5 f_rmax. Element nagniatający wykańczająco jest wysunięty osiowo względem elementu nagniatającego wstępnie o wartość odpowiadającą wartości założonego naddatku ap na nagniatanie wykańczające. Korzystnie, długość elementu nagniatającego wykańczająco jest większa od długości elementu nagniatającego wstępnie. Korzystnie, elementy nagniatające wstępnie i wykańczająco mają kształt baryłkowy lub walcowy. Korzystnie, kasety, w których zamocowane są elementy nagniatające wstępnie i wykańczająco mają płaski kształt o zarysie dwóch trapezów połączonych podstawami i przymocowanych rozłącznie do korpusu. Kasety są wypoPL 195 162 B1 sażone w znane śruby regulacyjno-oporowe, zaopatrzone w wahliwe elementy kuliste, ścięte płasko od strony styku z płaszczyzną oporową gniazda korpusu głowicy. Korzystnie, na powierzchni czołowej korpusu zamocowany jest rozłącznie podłużny element sprężysty, usytuowany przed płytką gładzącą, przeznaczony do usuwania wiórów po obróbce skrawaniem.

Głowica według wynalazku umożliwia obróbkę zgrubną i średniodokładną, a w szczególności obróbkę wykańczającą przy zastosowaniu dużych posuwów na obrót, gdy są wysokie wymagania dotyczące jakości powierzchni. Głowica ta jest w szczególności przeznaczona do obróbki gładkościowej przy zastosowaniu dużych posuwów na obrót, na przykład przy posuwie f_r=6[mm], ponieważ pozwala na uzyskanie bardzo małych chropowatości, przez podwójne, stopniowe nagniatanie obrobionej skrawaniem powierzchni. Głowica według wynalazku cechuje się prostotą konstrukcji, możliwością precyzyjnego ustawienia elementów nagniatających oraz bardzo dużą stabilnością ich położenia po zamocowaniu kaset nagniatających. Stabilność położenia kaset uzyskuje się między innymi przez to, że po zamocowaniu kasety jej boczna powierzchnia po stronie przeciwnej do kierunku obrotu, styka się z powierzchnią boczną gniazda korpusu. Charakterystyczną cechą struktury geometrycznej powierzchni obrobionej głowicą z płytką gładzącą, przy dużych posuwach, jest falistość, której średnie wysokości przekraczają średnią wysokość chropowatości powierzchni. Dlatego w tym przypadku celowe jest stosowanie nagniatania, ponieważ ta obróbka pozwala na uzyskanie znaczącego zmniejszenia nierówności powierzchni oraz poprawę jej cech użytkowych warstwy wierzchniej. Nieoczekiwanie okazało się, że wysunięty przed powierzchnię czołową głowicy element nagniatający wykańczająco podpiera głowicę i nie dopuszcza do zarysowania powierzchni obrabianej tyłem głowicy, co zdarza się przy obróbce znanymi głowicami tradycyjnymi. Głowica według wynalazku cechuje się dużą uniwersalnością, ponieważ może być wykorzystana do obróbki zgrubnej jak typowa głowica handlowa, po wycofaniu elementów nagniatających lub zastąpieniu kaset z elementami nagniatającymi, wkładkami wypełniającymi gniazda pod kasety.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony bliżej w przykładzie realizacji i na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia głowicę skrawająco-nagniatającą dwurolkową w widoku od strony powierzchni czołowej, fig. 2 - głowicę w przekroju osiowym w płaszczyźnie A-A, fig. 3 - fragment głowicy w przekroju w płaszczyźnie B-B z umieszczoną w niej kasetą z elementami mocującymi, fig. 4 - głowicę skrawająco-nagniatającą w widoku z boku, przy czym linią przerywaną zaznaczono kontury płytek, uniwersalnej i gładzącej, fig. 5 przedstawia w powiększeniu zarys powierzchni obrobionej wstępnie skrawaniem płytkami uniwersalnymi, wykańczająco płytką gładzącą, nagniataniem wstępnym oraz nagniataniem wykańczającym w jednym przejściu.

Przykład

Głowica skrawająco-nagniatająca ma korpus 1 w kształcie wielostopniowego walca z centralnym otworem na trzpień mocujący. Na jej obwodzie, w prostokątnych gniazdach wykonanych od strony powierzchni czołowej, zamocowane są płytki skrawające 2 przeznaczone do obróbki zgrubnej oraz jedna płytka gładząca 3. Płytki 2 i 3 są zamocowane centralnie na trzpieniach prostopadłych do gniazd w korpusie głowicy. Na powierzchni czołowej korpusu 1 wykonane są dwa gniazda usytuowane symetrycznie względem osi głowicy w których zamocowane są kasety 4. W kasetach 4 zamocowane są obrotowo elementy nagniatające 5 i 6 w kształcie walcowych rolek albo baryłek, zakończonych stożkiem od strony zewnętrznej głowicy, na powierzchni rozpoczynającej pracę. W jednej kasecie zamocowany jest element nagniatający wstępnie 5, zaś w drugiej kasecie zamocowany jest element nagniatający wykańczająco 6. Element nagniatający wstępnie 5 jest ułożyskowany w kasecie 4 zamocowanej bezpośrednio za płytką gładzącą 3 i umieszczony jest na okręgu o drugim promieniu Rr, mniejszym niż pierwszy promień Re okręgu płytki gładzącej 3 oraz jest wysunięty osiowo w stosunku do krawędzi gładzącej tej płytki. Element nagniatający wykańczająco 6 ułożyskowany jest w kasecie 4 umieszczonej po przeciwległej stronie osi głowicy, na okręgu o trzecim promieniu Rf, który jest mniejszy niż drugi promień Rr oraz jest wysunięty osiowo w kierunku materiału obrabianego względem elementu nagniatającego 5 o wartość naddatku ap na nagniatanie wykańczające. Drugi promień okręgu Rr, na którym umieszczony jest element nagniatający wstępnie 5 jest określony tak, aby przy maksymalnym posuwie na obrót, na przykład f_max = 6 mm, była nagniatana tylko powierzchnia już obrobiona płytką wykańczającą; natomiast promień okręgu elementu 6 jest mniejszy o co najmniej o połowę wartości maksymalnego posuwu na obrót frmax, według następującej zależności Rr - Rf > 0,5 f_max. Długość elementów nagniatających uzależniona jest od posuwu na obrót i wynosi nie mniej niż 1,5 wartości posuwu f·, przy czym korzystnie jest gdy element nagniatający wykańczająco 6 ma większą długość od elementu nagniatającego wstępnie 5. Większa długość elementu nagniatającego wykańczająco 6

PL 195 162 B1 zapewnia realizację nagniatania wielokrotnego. Zmianę elementów nagniatających (o różnej długości) oraz ich wzajemnego położenia można dokonać przez zastosowanie podkładek kompensacyjnych pierwszej 7, drugiej 8 i trzeciej 9 podkładki kompensacyjnej, o różnych grubościach zależnych od długości elementów nagniatających. W każdej kasecie może być zastosowana jedna lub dwie podkładki kompensacyjne. Elementy nagniatające 5 i 6 są zamontowane na lekki wcisk na trzpieniu 10, łożyskowanym w tulejkach ślizgowych 11. Tuleje ślizgowe 11 zamontowane są na wcisk w korpusie kasety 4. Kasety 4 mają płaski kształt o zarysie dwóch trapezów połączonych podstawami i zamocowane są trzema śrubami mocującymi 12 do korpusu 1. Dwie śruby mocujące 12 umieszczone są w pobliżu elementu nagniatającego, symetrycznie względem osi tego elementu i są położone od strony osi głowicy. Trzecia śruba mocująca 12 umieszczona jest w płaszczyźnie przechodzącej przez oś rolki i współpracuje ze sprężyną 13 która dociska stale kasetę 4 do korpusu 1. W kasety 4 wkręcone są po trzy śruby regulacyjno-oporowe 14, które służą do ich ustawiania. Śruby regulacyjno-oporowe 14, są ulepszone cieplnie, mają drobnozwojny gwint i zamontowane wahliwe elementy kuliste 15 ścięte od strony styku z płaszczyzną oporową gniazda korpusu 1. Taka konstrukcja ułatwia regulację ustawienia kasety oraz zwiększa sztywność stykową połączenia śruby z korpusem. Dwie śruby regulacyjno-oporowe 14 umieszczone są symetrycznie i blisko elementu nagniatającego wstępnie 5 oraz elementu nagniatającego wykańczająco 6, na prostej prostopadłej przechodzącej w przybliżeniu, w połowie jego długości. Służą one do ustawiania elementów nagniatających 5 i 6 w kierunku osi korpusu głowicy 1, to znaczy prostopadle do czołowej powierzchni bazowej głowicy. Trzecia śruba regulacyjno-oporowa 14 umieszczona jest możliwie daleko od elementów nagniatających 5 i 6 i służy do precyzyjnego ustawiania kasety 4 z elementem nagniatającym 5 lub 6 w tej płaszczyźnie. Głowica zaopatrzona jest w sprężysty element 16 zamocowany dwoma wkrętami 17 do czoła korpusu 1, który służy do usuwania wiórów sprzed elementu nagniatającego wstępnie 5 oraz elementu nagniatającego wykańczająco 6, wiórów które powstają przy obróbce skrawaniem, płytkami uniwersalnymi.

Claims (7)

1. Głowica skrawająco-nagniatająoa z wymiennymi płł^ti^^rm skrawającymn uniwersalnymi i gładzącymi, zamocowanymi w gniazdach korpusu, wyposażona w elementy nagniatające zamocowane w kasetach umieszczonych w gniazdach korpusu, usytuowanych w płaszczyźnie czołowej głowicy, znamienna tym, że elementy nagniatające (5, 6), są rozmieszczone parami naprzeciwko siebie, z obydwóch stron osi głowicy, z jednej strony element nagniatający wstępnie (5), usytuowany za płytką gładzącą (3), na okręgu o drugim promieniu (Rr) zaś naprzeciwko niego znajduje się element nagniatający wykańczająco (6) usytuowany na okręgu o trzecim promieniu (Rf), który to promień jest mniejszy od drugiego promienia (Rr).

2. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że różnica pomiędzy promieniami okręgów promieniem drugim (Rr) i promieniem trzecim (Rf) jest równa lub większa od połowy wartości maksymalnego posuwu na obrót Rr - Rf > 0,5 f_rtm_X, przy czym element nagniatający wykańczająco (6) jest wysunięty osiowo względem elementu nagniatającego wstępnie (5) o wartość odpowiadającą wartości założonego naddatku (apf) na nagniatanie wykańczające.

3. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że długość elementu nagniatającego wykańczająco (6) jest większa od długości elementu nagniatającego wstępnie (5).

4. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że elementy nagniatające (5, 6) mają kształt baryłkowy.

5. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że elementy nagniatające (5, 6) mają kształt walcowy.

6. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że elementy nagniatające (5, 6) zamocowane są w płaskich kasetach (4) o zarysie dwóch trapezów połączonych podstawami, przymocowanych rozłącznie do korpusu (1), przy czym kasety (4) wyposażone są w śruby regulacyjno-oporowe (14), zaopatrzone w wahliwe elementy kuliste (15) ścięte płasko od strony styku z płaszczyzną oporową gniazda korpusu (1).

7. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że na powierzchni czołowej korpusu (1) zamocowany jest rozłącznie podłużny element sprężysty (16), usytuowany przed płytką gładzącą (3), przeznaczony do usuwania wiórów po obróbce skrawaniem.