PL210345B1 - Płytka skrawająca do obróbki rowków obwodowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest płytka skrawająca do obróbki rowków obwodowych, zaopatrzona w część zaciskaną i w przynajmniej jedną część skrawają c ą , w przeciwległ e powierzchnie górną i dolną i w usytuowaną mię dzy nimi obwodową boczną powierzchnię, przy czym powierzchnie górna i obwodowa łączą się wzdłuż górnej krawędzi, której przynajmniej część tworzy główną krawędź tnąc ą i dwie przeciwległe identyczne boczne krawędzie tnące, sięgające w tył od głównej krawędzi tnącej do części zaciskanej, usytuowane z przeciwnych stron osi symetrii płytki skrawającej. W szczególności płytka skrawająca według wynalazku jest przeznaczona zwłaszcza do wykonywania trapezowych w przekroju rowków obwodowych i ma zastosowanie do obróbki rowków w tł okach.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych AP nr US-6,447,219 znana jest tego rodzaju pł ytka skrawająca. Jest ona zaopatrzona w tylną część mającą postać trzonka i w przednią część skrawającą. Przednia część skrawająca ma górną powierzchnię, dolną powierzchnię, dwie boczne powierzchnie usytuowane między powierzchniami górną i dolną, oraz czołową powierzchnię, usytuowaną między bocznymi powierzchniami. Każda boczna powierzchnia tworzy ostry kąt z górną powierzchnią. Czołowa powierzchnia łączy się z górną powierzchnią wzdłuż głównej krawędzi tnącej. Każda boczna powierzchnia łączy się z górną powierzchnią wzdłuż bocznej krawędzi tnącej. Boczne krawędzie tnące są usytuowane z przeciwnych stron osi symetrii płytki skrawającej i zbiegają się w kierunku do przodu, tworząc między sobą kąt ostry. Każda boczna krawędź tnąca jest zaopatrzona w kilka rozmieszczonych wzdłuż niej rowków i wskutek tego nie jest ciągła. Zatem boczna krawędź tnąca składa się z segmentów, oddzielonych od siebie rowkami.

Podczas wykonywania rowków obwodowych w przedmiocie obrabianym najpierw wykonuje obróbkę główna krawędź tnąca. W miarę powiększania głębokości skrawania, wykonują obróbkę główna krawędź tnąca i dwie boczne krawędzie tnące. Wówczas ważną rolę zaczynają odgrywać rowki, powodując zmniejszenie szerokości wiórów. Umożliwia to uniknięcie tworzenia się wiórów zbyt cienkich, utrudniających obróbkę. Jednakże kolejne segmenty bocznych krawędzi tnących, w kierunku prostopadłym do kierunku posuwu (czyli prostopadłym, do osi symetrii płytki skrawającej) nie są usytuowane jeden za drugim. Wskutek tego, w miarę powiększania głębokości skrawania, po tym jak określony segment krawędzi tnącej zakończył obróbkę, odpowiednia część przedmiotu obrabianego zaczyna naciskać na bok rowka bocznej krawędzi tnącej, usytuowany z tyłu (czyli przeciwnie do kierunku skrawania) odpowiedniego segmentu bocznej krawędzi tnącej. Powoduje to powstawanie dużych sił oporu działających na płytkę skrawającą w każdym przypadku, gdy bok kolejnego rowka bocznej krawędzi tnącej naciska na przedmiot obrabiany. Rowki krawędzi tnącej nie są elementami skrawającymi i dlatego w miarę powiększania się głębokości skrawania odpowiednie części przedmiotu obrabianego, przylegające do boków rowków krawędzi tnącej nie są skrawane, lecz są odkształcane. Cały proces obróbki jest z tego powodu bardzo nieefektywny.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji takiej płytki skrawającej do obróbki rowków obwodowych o przekroju trapezowym, która wyeliminuje niedogodności znanych dotychczas płytek skrawających.

Cel ten zrealizowano według wynalazku przez opracowanie konstrukcji płytki skrawającej, której każda boczna krawędź tnąca jako całość, w widoku z góry na płytkę skrawającą, ma kształt wielostopniowy.

Każda boczna krawędź tnąca składa się korzystnie z kilku stopni, przy czym każdy stopień zawiera trzy sekcje, przednią sekcję, tylną sekcję i usytuowaną między nimi narożną sekcję. Tylna sekcja jednego stopnia łączy się z przednią sekcją kolejnego stopnia. Przednia główna krawędź tnąca łączy się z pierwszym z kilku stopni.

Ogólnie stopnie jednej bocznej krawędzi tnącej są przeciwległe względem odpowiednich stopni przeciwnej bocznej krawędzi tnącej. Górna krawędź jest lustrzanie symetryczna względem płaszczyzny przechodzącej przez oś symetrii płytki skrawającej. Stopnie przeciwległych bocznych krawędzi tnących tworzą pary stopni usytuowanych z obydwóch stron osi symetrii płytki skrawającej.

Na życzenie przednia sekcja pierwszego stopnia jest odpowiednio zaokrąglona.

W typowym rozwiązaniu konstrukcyjnym zaokrąglona przednia sekcja pierwszego stopnia ma kształt łuku koła o zadanym promieniu.

W korzystnym rozwiązaniu konstrukcyjnym według wynalazku narożne sekcje jednej z przeciwległych bocznych krawędzi tnących są usytuowane wzdłuż pierwszej linii prostej, a równocześnie

PL 210 345 B1 narożne sekcje drugiej z przeciwległych bocznych krawędzi tnących są usytuowane wzdłuż drugiej linii prostej.

Pierwsza i druga linie proste, usytuowane z każdej strony głównej krawędzi tnącej, są korzystnie zbieżne w kierunku do przodu i do punktu znajdującego się przed przednią sekcją pierwszego stopnia.

W korzystnym rozwiązaniu konstrukcyjnym według wynalazku przednia sekcja każdego stopnia z okreś lonej pary przeciwległ ych stopni, poza pierwszym stopniem, jest usytuowana wzdł uż jednej z przeciwległ ych linii prostych, zbiegają cych się w kierunku do przodu.

W dalszym korzystnym rozwią zaniu konstrukcyjnym wedł ug wynalazku tylna sekcja każ dego stopnia określonej pary przeciwległych stopni jest usytuowana na jednej z przeciwległych linii prostych, zbiegających się w kierunku do tyłu.

W typowym rozwiązaniu konstrukcyjnym obwodowa boczna powierzchnia zawiera przynajmniej jedną czołową powierzchnię i dwie przeciwległe boczne powierzchnie, sięgające w kierunku do tyłu od przynajmniej jednej czołowej powierzchni. Przynajmniej jedna czołowa powierzchnia łączy się z górną powierzchnią wzdłuż głównej krawędzi tnącej przynajmniej jednej części skrawającej.

Na życzenie każda boczna powierzchnia jest podzielona na dwie części, na górną część bocznej powierzchni, przylegającą do górnej krawędzi i na dolną część bocznej powierzchni, sięgającą od górnej części bocznej powierzchni do dolnej powierzchni.

W typowym rozwiązaniu konstrukcyjnym kształt górnej części bocznej powierzchni, w widoku z góry na płytkę skrawającą , jest podobny do kształtu górnej krawędzi.

Płytka skrawająca według wynalazku do obróbki rowków obwodowych jest uwidoczniona w przykładzie rozwiązania konstrukcyjnego na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia płytkę skrawającą, w widoku perspektywicznym, fig. 2 - fragment płytki skrawającej według fig. 1, w widoku z góry, fig. 3 - pł ytkę skrawają c ą wedł ug fig. 2, w widoku z góry, w powię kszeniu, fig. 4 - fragment płytki skrawającej według fig. 1, w widoku z boku, fig. 5 - płytkę skrawając ą według fig. 1, w widoku czołowym, fig. 6A - płytkę skrawającą według fig. 2, w przekroju V-V, fig. 6B - płytkę skrawającą według fig. 2, w przekroju VI-VI, a fig.7 - odmianę płytki skrawającej według wynalazku, w widoku perspektywicznym.

Płytka skrawająca 10 według wynalazku jest wykonana z wyjątkowo twardego i odpornego na zużywanie się materiału, na przykład z węglika spiekanego i j est wytworzona przez tłoczenie albo przez formowanie wtryskowe i spiekanie proszków węglika ze spoiwem. Płytka skrawająca 10 o dwóch końcach skrawających jest obracana do położenia roboczego i j est zaopatrzona w część zaciskaną 12 i w dwie części skrawające 14. Jednakże wynalazek dotyczy również płytek skrawających zaopatrzonych w jedną tylko część skrawającą 14. Płytka skrawająca 10 jest zaopatrzona w przeciwległe górną i dolną powierzchnie 16, 18, oraz w usytuowaną między nimi obwodową boczną powierzchnię 20. Górna powierzchnia 16 i obwodowa powierzchnia 20 łączą się ze sobą wzdłuż górnej krawędzi 22, zawierającej przednią główną krawędź tnącą 24 i dwie przeciwległe identyczne boczne krawędzie tnące 26, sięgające w tył od głównej krawędzi tnącej 24 do części zaciskanej 12, po przeciwnych stronach osi symetrii L płytki skrawającej 10. W rozwiązaniu konstrukcyjnym według wynalazku każda boczna krawędź tnąca 26 ma w widoku z góry na płytkę skrawającą 10 kształt wielostopniowy.

W korzystnym rozwiązaniu konstrukcyjnym według wynalazku dwie części skrawające 14 są identyczne i z tego powodu zostanie omówiona jedna tylko połowa płytki skrawającej 10 uwidoczniona na fig. 2 i 3. Oś symetrii L płytki skrawającej 10 jest usytuowana wzdłuż niej, przy czym główna krawędź tnąca 24 jest usytuowana na przednim końcu 28 płytki skrawającej 10, natomiast część zaciskana 12 jest usytuowana na tylnym końcu 30 tej jednej połowy płytki skrawającej 10 według fig. 2 i 3.

Każda boczna krawędź tnąca 26 (fig. 3) ma kilka stopni 32, przy czym każdy stopień 32 obejmuje trzy sekcje 34, 36, 38, przednią sekcję 34, tylną sekcję 36 i narożną sekcję 38, usytuowaną między przednią sekcją 34 i tylną sekcją 36. Tylna sekcja 36 każdego stopnia 32 łączy się z przednią sekcją 34 kolejnego stopnia 32, natomiast przednia główna krawędź tnąca 24 łączy się z pierwszym stopniem 32'. W przedstawionym rozwiązaniu konstrukcyjnym przednia sekcja 34' pierwszego stopnia 32' jest zaokrąglona i jest wspólna z narożną sekcją 38', tworząc wspólnie z nią zaokrągloną przednią sekcję 34', łączącą się bezpośrednio z tylną sekcją 361. Zaokrąglona przednia sekcja 34' ma kształt łuku koła o zadanym promieniu. Stopnie 32 jednej bocznej krawędzi tnącej 26 są przeciwległe względem odpowiednich stopni 32 przeciwnej bocznej krawędzi tnącej 26, a górna krawędź 22 jest lustrzanie symetryczna względem płaszczyzny P przechodzącej przez oś symetrii L płytki skrawającej 10.

PL 210 345 B1

Stopnie 32 przeciwnych bocznych krawędzi tnących 26 tworzą pary stopni usytuowanych z obydwóch stron osi symetrii L płytki skrawającej 10. Reprezentatywna para przeciwległych stopni 32a, 32b jest przedstawiona na fig. 3. Przednie sekcje 34a, 34b reprezentatywnej pary stopni 32a, 32b są usytuowane na dwóch przeciwległych liniach prostych La, Lb, zbiegających się w kierunku od przednich sekcji 34a, 34b do przedniego punktu Q przecinania się ich na osi symetrii L. Przedni punkt Q przecinania się linii prostych La, L'b jest usytuowany przed przednimi sekcjami 34a, 34b reprezentatywnej pary stopni 32a, 32b. Podobnie wszystkie przednie sekcje wszystkich par przeciwległych stopni są usytuowane na dwóch przeciwległych liniach prostych zbiegających się w kierunku od przednich sekcji do przednich punktów przecinania się ich na osi symetrii. Natomiast tylne sekcje 36a, 36b reprezentatywnej pary stopni 32a, 32b są usytuowane na dwóch przeciwległych liniach prostych La, Lb, zbiegających się w kierunku od tylnych sekcji 36a, 36b do tylnego punktu R przecinania się ich na osi symetrii. Tylny punkt R przecinania się linii prostych La, Lb nie jest uwidoczniony, gdyż znajduje się poza fig. 3. Tylny punkt R przecinania się linii prostych La, Lb jest usytuowany z tyłu tylnych sekcji 36a, 36b reprezentatywnej pary stopni 32a, 32b. Podobnie wszystkie tylne sekcje wszystkich par przeciwległych stopni są usytuowane na dwóch przeciwległych liniach prostych zbiegających się w kierunku od tylnych sekcji do tylnych punktów przecinania się ich na osi symetrii.

Omówiony powyżej wielostopniowy kształt bocznych krawędzi tnących 26 powoduje, że mają one następujące właściwości. Po pierwsze przednie sekcje 34 są nachylone pod ostrym kątem α do kierunku F posuwu. Po drugie tylne sekcje 36 są nachylone pod ostrym kątem β do kierunku F posuwu. Po trzecie przednie i tylne sekcje 34, 36 są nachylone względem siebie pod rozwartym kątem γ. Te właściwości zapewniają płytce skrawającej 10 wiele korzystnych własności. Po pierwsze narożne sekcje 38 (albo „narożne krawędzie skrawające”) są wzmocnione. Po drugie na głównej krawędzi tnącej 24 zostaje uformowany środkowy wiór, a na każdej przedniej sekcji 34 (albo na „pomocniczych roboczych krawędziach tnących”) zostają uformowane małe oddzielne boczne wióry, kierowane w stronę od bocznych ścian rowka obwodowego tworzonego w obrabianym przedmiocie. Po trzecie ma miejsce skuteczne obróbcze uzupełnianie się przednich sekcji 34 każdej bocznej krawędzi tnącej 26 w kierunku F posuwu, dzięki czemu obrabiany przedmiot styka się tylko z krawędziami tnącymi (z główną krawędzią tnącą 24 i z „pomocniczymi roboczymi krawędziami tnącymi”, mającymi postać sekcji 34).

Figura 3 uwidocznia również dolną krawędź 40 (pokazaną za pomocą linii przerywanej) płytki skrawającej 10, wzdłuż której łączą się ze sobą obwodowa boczna powierzchnia 20 i dolna powierzchnia 18. W widoku z góry na płytkę skrawającą 10 dolna krawędź 40 jest usytuowana wewnątrz górnej krawędzi 22 co oznacza, że boczna obwodowa powierzchnia 20 sięga w dół i do wewnątrz od bocznej krawędzi tnącej 26 do dolnej krawędzi 40. Obwodowa powierzchnia 20 zawiera czołową powierzchnię 42 i dwie przeciwległe boczne powierzchnie 44, sięgające do tyłu od czołowej powierzchni 42. Czołowa powierzchnia 42 łączy się z górną powierzchnią 16 wzdłuż głównej krawędzi tnącej 24, a boczne powierzchnie 44 łączą się z górną powierzchnią 16 wzdłuż bocznych krawędzi tnących 26. Każda boczna powierzchnia 44 jest podzielona na dwie części, na górną część 44' bocznej powierzchni, przylegającą do górnej krawędzi 22 i na dolną część 44'' bocznej powierzchni, sięgającą od górnej części 44' bocznej powierzchni do dolnej powierzchni 18. Kształt górnej części 44' bocznej powierzchni, w widoku z góry na płytkę skrawającą 10, jest podobny do kształtu górnej krawędzi 22.

Jak to przedstawiają fig. 1 i 4 górna powierzchnia 16 w obszarze poza częścią zaciskaną 12 i dolna powierzchnia 18 tworzą klin zwężający się w kierunku końca płytki skrawającej 10. Powierzchnie zaciskowe nieuwidocznionego gniazda płytki skrawającej oprawki narzędzia, między którymi jest osadzona płytka skrawająca 10, tworzą rozszerzający się klin. Taki dobrze znany układ zapewnia poprzeczną, stabilność płytki skrawającej podczas wykonywania obróbki.

Figura 1 do 3 uwidoczniają kierownice 46 wióra zbliżone do głównej krawędzi tnącej 24 i każdej przedniej sekcji 34 bocznej krawędzi tnącej 26. Kierownice 46 wióra mają odpowiedni pożądany kształt. Fig. 6A i 6B przedstawiają dwa reprezentatywne przykłady kierownic 46 wióra. Na fig. 6A kierownica 46 wióra ma postać zagłębienia w górnej powierzchni 16, natomiast na fig. 6B kierownica 46 wióra ma postać elementu wystającego z górnej powierzchni 16. Fig. 7 przedstawia płytkę skrawającą 10 według wynalazku pozbawioną kierownic wióra na górnej powierzchni 16.

Narożne sekcje 38 jednej bocznej krawędzi tnącej 26 są usytuowane na pierwszej linii prostej L1 (fig. 2), a narożne sekcje 38 drugiej bocznej krawędzi tnącej 26 są usytuowane na drugiej linii prostej L2 (fig. 2). Pierwsza i druga linie proste L1, L2 są zbieżne w kierunku do przodu do punktu przed przednią sekcją 34' pierwszego stopnia 32. Kształt rowka obwodowego w przedmiocie obrabianym

PL 210 345 B1 jest wynikiem obróbki wykonywanej przez boczne krawędzie tnące 26 i przez główną krawędź tnącą 24 i jest w przekroju w przybliżeniu trapezowy albo klinowy. Rowki obwodowe o kształcie w przekroju w przybliżeniu trapezowym albo klinowym są potrzebne na przykład w tłokach. Płytka skrawająca 10 według wynalazku umożliwia obrabianie rowka obwodowego w tłoku o w przybliżeniu klinowym kształcie, w przekroju podłużnym tłoka. Płytka skrawająca 10 według wynalazku może zostać użyta do obróbki zgrubnej przedmiotu, a ostateczny kształt rowka zostaje wówczas uzyskany za pomocą obróbki wykańczającej. Gładkość powierzchni rowka w przedmiocie obrabianym zależy przede wszystkim od długości przednich sekcji 34 i od rozwartego kąta γ między przednią i tylną sekcjami 36, 36 bocznych krawędzi tnących 26. Ogólnie szerokość W1 rowka tworzonego za pomocą głównej krawędzi tnącej 24, obejmującej zaokrąglone przednie sekcje 34' pierwszego stopnia 32], jest znacznie większa niż szerokość W2 skrawania każdej przedniej sekcji 34, W szczególnym, ale nie zobowiązującym przykładzie szerokość W1 jest 5 do 10 razy większa od szerokości W2. Jednakże rzeczywista wielkość szerokości W1 do W2 zależy od zastosowania płytki skrawającej. W żadnym wypadku szerokość W2 nie może być mniejsza niż jedna dziesiąta milimetra.

Powierzchnia natarcia 48 przylegająca do głównej krawędzi tnącej 24 (fig. 4) jest zagłębiona, sięga do tyłu i w dół od głównej krawędzi tnącej 24, a następnie w górę i łączy się z tylną powierzchnią odchylającą 50, która odgina tworzony przez główną krawędź tnąca 24 wiór, który nie przeszkadza wówczas wiórom tworzonym przez przednie sekcje 34 bocznych krawędzi tnących 26.

Wynalazek został przedstawiony tylko przykładowo, a jako chronione należy uważać również wszelkie odmiany i modyfikacje rozwiązania mieszczące się w ramach idei wynalazku i zastrzeżeń

Claims (12)

1. Płytka skrawająca do obróbki rowków obwodowych, zaopatrzona w część zaciskaną i w przynajmniej jedną część skrawającą, w przeciwległe powierzchnie górną i dolną, oraz w usytuowaną między nimi obwodową boczną powierzchnię, przy czym powierzchnie górna i obwodowa łączą się wzdłuż górnej krawędzi, której przynajmniej część tworzy główną krawędź tnącą i dwie przeciwległe identyczne boczne krawędzie tnące, sięgające w tył od głównej krawędzi tnącej do części zaciskanej, usytuowane z przeciwnych stron osi symetrii płytki skrawającej, znamienna tym, że każda boczna krawędź tnąca (26) jako całość, w widoku z góry na płytkę skrawającą (10), ma kształt wielostopniowy.

2. Płytka skrawająca według zastrz. 1, znamienna tym, że boczna krawędź tnąca (26) składa się z kilku stopni (32), przy czym każdy stopień (32) obejmuje trzy sekcje, przednią sekcję (34), tylną sekcję (36) i usytuowaną między nimi narożną sekcję (38), a równocześnie tylna sekcja (36) jednego stopnia (32) łączy się z przednią sekcją (34) kolejnego stopnia (32), a także przednia główna krawędź tnąca (24) łączy się z pierwszym z kilku stopni (32).

3. Płytka skrawająca według zastrz. 2, znamienna tym, że stopnie (32) jednej bocznej krawędzi tnącej (26) są przeciwległe względem odpowiednich stopni (32) przeciwnej bocznej krawędzi tnącej (26), a równocześnie górna krawędź (22) jest lustrzanie symetryczna względem płaszczyzny (P) przechodzącej przez oś symetrii (L) płytki skrawającej (10), a także stopnie (32) przeciwległych bocznych krawędzi tnących (26) tworzą pary stopni (32) usytuowanych z obydwóch stron osi symetrii (L) płytki skrawającej (10).

4. Płytka skrawająca według zastrz. 2, znamienna tym, że przednia sekcja (34') pierwszego stopnia (32') jest zaokrąglona.

5. Płytka skrawająca według zastrz. 4, znamienna tym, że zaokrąglona przednia sekcja (34') pierwszego stopnia (32') ma kształt łuku koła o zadanym promieniu.

6. Płytka skrawająca według zastrz. 2 albo 3, znamienna tym, że narożne sekcje (38) jednej z przeciwległych bocznych krawędzi tnących (26) są usytuowane wzdłuż pierwszej linii prostej (L1), a równocześnie narożne sekcje (38) drugiej z przeciwległych bocznych krawędzi tnących (26) są usytuowane wzdłuż drugiej linii prostej (L2).

7. Płytka skrawająca według zastrz. 6, znamienna tym, że pierwsza i druga linie proste (L1, L2), usytuowane z każdej strony głównej krawędzi tnącej (24), są korzystnie zbieżne w kierunku do przodu i do punktu znajdującego się przed przednią sekcją (34') pierwszego stopnia (32').

PL 210 345 B1

8. Płytka skrawająca według zastrz. 3 albo 7, znamienna tym, że przednia sekcja (34) każdego stopnia (32) z określonej pary przeciwległych stopni (32) jest usytuowana wzdłuż jednej z przeciwległych linii prostych (L1, L2), zbiegających się w kierunku do przodu.

9. Płytka skrawająca według zastrz. 8, znamienna tym, że tylna sekcja (36) każdego stopnia (32) określonej pary przeciwległych stopni (32) jest usytuowana na jednej z przeciwległych linii prostych (La, Lb), zbiegających się w kierunku do tyłu.

10. Płytka skrawająca według zastrz. 9, znamienna tym, że obwodowa boczna powierzchnia (20) zawiera przynajmniej jedną czołową powierzchnię (42) i dwie przeciwległe boczne powierzchnie (44), sięgające w kierunku do tyłu od przynajmniej jednej czołowej powierzchni (42), przy czym przynajmniej jedna czołowa powierzchnia (42) łączy się z górną powierzchnią (16) wzdłuż głównej krawędzi tnącej (24) przynajmniej jednej części skrawającej (14).

11. Płytka skrawająca według zastrz. 10, znamienna tym, że każda boczna powierzchnia (44) jest podzielona na dwie części, na górną część (44') bocznej powierzchni, przylegającą do górnej krawędzi (22) i na dolną część (44) bocznej powierzchni, sięgającą od górnej części (44') bocznej powierzchni do dolnej powierzchni (18).

12. Płytka skrawająca według zastrz. 11, znamienna tym, że kształt górnej części (44') bocznej powierzchni (44), w widoku z góry na płytkę skrawającą (10), jest podobny do kształtu górnej krawędzi (22).