PL210712B1 - Narzędzie skrawające zawierające metalowy rdzeń, sposób znakowania metalowego rdzenia narzędzia skrawającego i sposób wytwarzania narzędzia skrawającego zawierającego metalowy rdzeń - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest narzędzie skrawające zawierające metalowy rdzeń, sposób znakowania metalowego rdzenia narzędzia skrawającego, i sposób wytwarzania narzędzia skrawającego zawierającego metalowy rdzeń.

Znane narzędzia skrawające obejmują również narzędzia ścierne, jak np. tarcze do cięcia, tarczowe piły do cięcia lub końcówki świdrów rdzeniowych, które są szeroko stosowane w tradycyjnych piłach maszynowych i szlifierkach. Narzędzia te są często okrągłe i przewidziane do centralnego montowania na wrzecionie maszyny w celu roboczego obracania wokół wrzeciona. Inne takie narzędzia, np. piły taśmowe itp. są przewidziane do napędu wokół pary kół pasowych. Wszystkie z tych narzędzi zwykle projektuje się do usuwania materiału w jednym kierunku ruchu względem przedmiotu obrabianego.

Narzędzia te często posiadają obwodowe wręby lub podobne do wrębów wycięcia (tzn. puste przestrzenie) umożliwiające usuwanie okruchów (np. wiórów), chłodzenie i zmniejszenie naprężeń podczas pracy. Wręby, czyli puste przestrzenie znane są również w tarczach szlifierskich i polerskich dla uzyskania wizualnego dostępu do przedmiotu obrabianego podczas pracy, jak np. opisano w opisie patentowym US Nr 09/769,94.

Jednokierunkowy charakter wielu z tych narzędzi generalnie narzuca konieczność właściwego zamontowania na maszynie. Wymagana orientacja kierunkowa często nie jest łatwo widoczna dla przypadkowych lub nawet doświadczonych użytkowników, w wyniku prostych oględzin wzrokowych samego narzędzia. Z tego powodu właściwa orientacja kierunkowa narzędzia jest często drukowana, malowana lub w inny sposób wykonywana bezpośrednio na narzędziu dla ułatwienia właściwego zamontowania. W podobny sposób z narzędziem często łączy się również bezpośrednio dodatkowe oznaczenia zawierające znak towarowy, wizualną postać produktu lub inne elementy źródła pochodzenia. Takie oznakowanie, niestety niekorzystnie, jest często ścierane lub w inny sposób usuwane podczas pracy narzędzia, komplikując należytą identyfikację orientacji i/lub źródła pochodzenia narzędzia. Może to prowadzić do niewłaściwego zamontowania w przypadku zdjęcia narzędzia z maszyny i może prowadzić do mniejszej powtarzalności zamówień wskutek braku właściwego oznaczenia źródła pochodzenia narzędzia.

Narzędzie skrawające zawierające metalowy rdzeń, według wynalazku, posiadający centralny otwór, poprzez który piła tarczowa jest zamontowana do obrotowego wału napędowego, zaś w odstępach wzdłuż obwodu rdzenia są rozmieszczone liczne ostrza pomiędzy którymi są umieszczone w odstę pach liczne wrę by, charakteryzuje się tym, ż e wrę by są skierowane promieniowo do wewną trz od obwodu rdzenia i mają wielkość oraz kształt w postaci znaków wybranych z grupy liter, cyfr, kształtów geometrycznych i ich kombinacji.

W innym aspekcie narzę dzie skrawają ce, według wynalazku zawierające metalowy rdzeń , zamontowany do mechanizmu napędowego oraz liczne ostrza rozmieszczone w odstępach wzdłuż obwodu korpusu i co najmniej jeden wrąb umieszczony pomiędzy ostrzami charakteryzuje się tym, że wrąb rozciąga się do wewnątrz od obwodu, przy czym wrąb ma wielkość i kształt przy której tworzone są znaki wybrane z grupy liter, cyfr, kształtów geometrycznych i ich kombinacji.

Korzystnym jest gdy liczne wręby są przeplatane pomiędzy ostrzami, zaś oznaczenie stanowi wskaźnik źródła pochodzenia narzędzia.

Sposób znakowania metalowego rdzenia narzędzia skrawającego, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że wytwarza się metalowy rdzeń z wieloma wrębami poprzez usunięcie części rdzenia metalowego wzdłuż obwodu rdzenia w procesie wybranym z grupy formowania, tłoczenia, frezowania, skrawania, cięcia i cięcia laserowego, przy czym każdemu wrębowi nadaje się niezależnie rozmiar i kształt wyróżniającego symbolu wybranego z grupy liter, cyfr, kształtów geometrycznych i ich kombinacji.

Sposób wytwarzania narzędzia skrawającego zawierającego metalowy rdzeń, według wynalazku, mającego umieszczone na rdzeniu trwałe oznaczenie, w którym na obrotowym wale napędowym montuje się okrągły rdzeń posiadający centralny otwór, po czym formuje się ostrza i wręby wzdłuż obwodu rdzenia poprzez usunięcie obwodowych części rdzenia, charakteryzuje się tym, że na rdzeniu formuje się co najmniej jeden wręb skierowany od obwodu w stronę otworu, poprzez usunięcie części obwodu rdzenia, a następnie kształtuje się wręby w postaci znaków wybranych z grupy liter, cyfr, symboli graficznych i ich kombinacji, przy czym sposób prowadzi się za pomocą procesu wybranego z grupy: formowania, tł oczenia, frezowania, skrawania, cię cia i cię cia laserowego.

PL 210 712 B1

Korzystnym jest gdy podczas kształtowania wrębów nadaje się wielkości i kształt wrębu mające postać oznaczeń źródła pochodzenia narzędzia, a w szczególności gdy podczas kształtowania wrębów nadaje się im wielkości, kształt i orientację stanowiące oznaczenie wizualnego wskazania kierunku pracy narzędzia.

Wrąb kształtuje się w postać stanowiącą oznaczenie sprzedawcy narzędzia i marki narzędzia, a zwłaszcza wrąb kształtuje się w postać stanowiącą oznaczenie odsprzedawcy narzędzia.

Korzystnie wrąb (wręby) kształtuje się w postać wizualnego oznaczenia poprawnego zamocowania narzędzia w urządzeniu skrawającym dla obracania w korzystnym kierunku podczas jego pracy, a zwłaszcza wrąb (wręby) kształtuje się w postać oznaczenia źródła pochodzenia narzędzia.

Zaletą proponowanego rozwiązania jest jego prostota i niezawodność. Oznakowanie kierunku pracy narzędzia powoduje, że jest ono bezpieczne podczas użytkowania, a odpowiedni dobór kształtu wrębu zapewnia trwałe oznakowanie w postać znaku towarowego i tym podobne.

Przedmiot wynalazku jest opisany w przykładach wykonania na podstawie rysunku na którym, fig. 1A przedstawia przykład wykonania narzędzia skrawającego według obecnego wynalazku z jego opcjonalnymi aspektami pokazanymi linią przerywaną, w rzucie głównym, fig. 1B - fragment narzędzia z fig. 1A, w rzucie gł ównym powiększeniu, fig. 2 - narzę dzie z fig. 1A, w rzucie pionowym, fig. 3 - alternatywny przykład wykonania narzędzia skrawającego według wynalazku, w rzucie głównym, fig. 4-6 - następne przykłady wykonania narzędzia według obecnego wynalazku, w rzutach podobnych do fig. 3.

Dla jasności przedstawienia, te same właściwości pokazane na załączonych rysunkach będą oznakowane tymi samymi numerami odnośników, a podobne właściwości, jak pokazano w alternatywnych przykładach wykonania na rysunkach, będą oznakowane podobnymi numerami odnośników.

Na fig. 1 pokazano przykład wykonania narzędzia skrawającego w postaci diamentowego narzędzia do cięcia ściernego z metalowym rdzeniem, np. tarcze do cięcia typu powszechnie stosowanego przy cięciu muru, posiadające wręby zaprojektowane jako znaki alfanumeryczne i/lub symbole graficzne. Wręby są typowo wycinane w metalowym rdzeniu, lecz mogą być wykonane z wykorzystaniem dowolnego sposobu lub metody obróbki metalu. Konfiguracja wrębów może tworzyć informację o ź ródle pochodzenia (np. znak fabryczny lub oznaczenie serwisowe), informację o bezpieczeń stwie albo ich połączenie. Przykładowo, wręby mogą być utworzone z liter i/lub symboli przedstawiających w sposób asymetryczny nazwę producenta narzędzia albo znak fabryczny, przez co będą czytelne gdy narzędzie jest zamontowane z właściwą orientacją (np. obrotową) na stosownym urządzeniu (np. na pile maszynowej).

Przykłady wykonania obecnego wynalazku oferują zatem połączenie funkcji dostarczenia oznaczenia nieścieralnego podczas użycia, przy równoczesnym zmniejszeniu naprężeń wzdłuż obwodu metalowego rdzenia.

W opisie okreś lenie poosiowy w odniesieniu do narzędzia (np. piły maszynowej) będzie dotyczyło kierunku odniesionego do narzędzia, który podczas pracy jest zasadniczo równoległy do środka jego obrotu (fig. 1A i 2). Kierunek podłużny i/lub kierunek skrawania dla narzędzia dotyczy kierunku ruchu narzędzia względem przedmiotu obrabianego przy usuwaniu materiału. W przykładzie gdy narzędzie jest okrągłe, kierunek podłużny czyli kierunek skrawania jest prostopadły do kierunku poosiowego. Czoło narzędzia oznacza jego powierzchnię w kierunku skrawania.

Na fig. 1A-2 przedstawiono przykład wykonania obecnego wynalazku dla narzędzia skrawającego, np. okrągłej tarczy 10 ściernej do cięcia muru. Tarcza 10 posiada metalowy rdzeń 12 centralnym otworem 11, na którym tarcza 10 może być zamontowana i zamocowana do wrzeciona piły tarczowej (nie pokazano) w tradycyjny sposób, np. gwintowym elementem złącznym. Jak pokazano, rdzeń ma kształt zasadniczo okrągły i może być wykonany zasadniczo z dowolnego materiału posiadającego wystarczającą charakterystykę wytrzymałościową, i pożądaną gęstość od około 2,0 do około 8,0 g/cm³. Przykładami odpowiednich materiałów są stal, aluminium, tytan, brąz, ich kompozyty oraz stopy, a także ich połączenia. Rdzeń może być również wykonany ze zbrojonego sztucznego tworzywa o wystarczającej charakterystyce wytrzymałościowej. Do generalnie pożądanych materiałów metalowego rdzenia zalicza się stal ANSI 4140 i stopy aluminium 2024, 6065 i 7178.

Liczne ostrza 14 są rozmieszczone w odstępach wzdłuż obwodu rdzenia pomiędzy szeregami wrębów 16, 18. Jak pokazano, ostrza 14 mogą zawierać elementy ścierne typu stosowanego w tradycyjnych tarczach ściernych do cięcia. Segmenty te zawierają ziarno ścierne twardo lutowane lub w inny sposób osadzone na powierzchni rdzenia 12. Zasadniczo można zastosować każdy tradycyjny materiał ścierny, jak np., lecz bez takiego ograniczenia, korund w postaci stopionych, spiekanych lub żelowo-koloidalnych stopów korundu z co najmniej jednym tlenkiem materiału ceramicznego dobrane4

PL 210 712 B1 go z grupy zawierającej MgO, CoO, TiO2, V2O3 Cr2O3, dwutlenek ceru, podtlenek boru, granat i emory. Można również zastosować ziarna super ścieralne, włączając w to, lecz bez takiego ograniczenia, diament i sześcienny azotek boru (CBN) z powłoką metalową lub bez.

Ponadto, w opcjonalnej odmianie tarcza 10 może posiadać ostrza 14' zawierające szeregi zębów 15, jak pokazano linią przerywaną na fig. 15. Zęby 15 mogą mieć nominalną dowolną wielkość i kształt, powszechnie stosowane w tarczach do cięcia, np. do cięcia stosunkowo miękkich materiałów jak drewno, sztuczne tworzywo itp. W następnej odmianie zęby 15 można zaopatrzyć w tradycyjne, utwardzone ostrza (nie pokazano), np. wykonane z węglika wolframu.

Jak pokazano, wręby 16, 18 są skierowane promieniowo do wewnątrz od obwodu rdzenia 12 i korzystnie zakończone zaokrągleniem (np. zasadniczo kołowym) na powierzchni 20 (fig. 1B). Specjalista zauważy, że zaokrąglona powierzchnia 20 będzie korzystnie przyczyniać się do wytłumienia naprężeń, jakie w innym przypadku mogą powodować powstawanie pęknięć naprężeniowych w rdzeniu przy podstawie wrębu.

Wręby mogą mieć każdy pożądany kształt, włączając w to znaki alfanumeryczne i/lub różne elementy graficzne. W przykładzie wykonania pokazanym na fig. 1A i 1B wręby 18 wykonano w taki sposób, że tworzą literę W.

Również jak pokazano, nie każdy wrąb 16, 18 musi być projektowany jako oznaczenie. Kształtowe oznaczenia 18 mogą być natomiast przeplatane tradycyjnymi wrębami 16, jak pokazano. Przeplatany układ może być szczególnie przydatny w przykładach wykonania zawierających ostrza 14) o dużej ilości zębów 15 i wrębów 16, jak opisano powyżej.

Typowo, wręby 18 są wycinane w rdzeniu tradycyjnymi sposobami skrawania lub frezowania. Tym niemniej, wręby można wykonać z wykorzystaniem dowolnego odpowiedniego sposobu wytwarzania, włączając w to formowanie wytłoczone, wykrawanie na prasie lub wycinanie laserowe.

Na fig. 3, 5 i 6 przedstawiono alternatywne przykłady wykonania tarczy 10 w postaci tarcz 110, 310, 410, posiadających wręby 18, 318, 418 w kształcie liter N, C i V. Choć na figurach pokazano tarcze, z których każda posiada wręby o tej samej literze, poszczególne tarcze można dostarczyć zasadniczo z dowolną kombinacją symboli alfanumerycznych lub innych. Pojedynczą tarczę można zatem zaopatrzyć we wręby zaprojektowane jako litery, tworząc akronimy, skróty i wyrazy. W ten sposób narzędzia 10, 110 itp. mogą być przeznaczone dla konkretnych nabywców.

Przykładowo, na fig. 4, narzędzie 210 można utożsamić powtarzalnym układem liter s, t i t dla kształtowych wrębów 218, 218', 218.

Oprócz znaków alfanumerycznych wręby mogą mieć kształt firmowego logo. (Odpowiednim przykładem firmowego logo do takiego zastosowania może być logo: NIKE® SWOOSH®, Nike Corporation, Beaverton Oregon). Taki przykład wykonania tworzy nieusuwalne wykonanie znaku towarowego lub źródła pochodzenia, które może służyć jako dogodne środki zachowania tożsamości marki wśród odbiorców.

Przykład ten dostarcza również dogodne środki znakowania marki na narzędziach do sprzedaży detalicznej, np. poprzez ukształtowanie wrębów z oznaczeniem związanym z odbiorcą/sprzedawcą detalicznym. W ten sposób sprzedawca detaliczny może uzyskać dostosowany do potrzeb klienta typoszereg narzędziowy, nabywany przez finalnych odbiorców. Takie podejście, z włączeniem nominalnie trwałego znakowania może stanowić zachętę dla zwiększenia lojalności nabywców marki.

Także, jak wspomniano powyżej, choć wręby 18, 118 itp. łączą identyfikację z aspektami funkcjonalności usuwania naprężeń i okruchów lub wiórów, innym potencjalnym funkcjonalnym aspektem tych przykładów wykonania jest zwiększenie bezpieczeństwa. Ponieważ alfanumeryczne oznaczenia wycina się w rdzeniu przelotowo w kierunku jego wymiaru poosiowego, oznaczenie to będzie należycie widoczne i/lub czytelne (tzn. w położeniu pionowym i czytelne od lewej do prawej strony narzędzia jak pokazano na fig. 4) od czoła tarczy, natomiast gdy tarcza jest zamontowana niewłaściwie, od przeciwnej strony czołowej będzie widoczne lustrzane odbicie (tzn. w położeniu pionowym, lecz czytane wspak w górnej części tarczy). Jak wspomniano powyżej, piła ma wiele zębów jednokierunkowych, tzn. są one przeznaczone do skrawania przedmiotu obrabianego w jednym kierunku. Specjalista zauważy, że taka jednokierunkowość jest typowo funkcją asymetrii w układzie segmentów wrębów 14, np. generowaną w wyniku orientacji szczególnych ziaren ściernych i/lub ostrzy skrawających. Praca takich tarcz w odwrotnym kierunku może dawać nieefektywną charakterystykę skrawania i/lub powodować zmniejszenie bezpieczeństwa. Po odniesieniu do tych rozważań, przykłady obecnego wynalazku mogą być tak wykonane, aby oznaczenia alfanumeryczne były poprawnie widoczne od strony

PL 210 712 B1 gwintowego elementu złącznego określonej piły maszynowej, jak np. pokazano na fig. 4, przy właściwym zamontowaniu. Przykłady te dostarczają zatem łatwo dostrzegalne wizualne oznaczenie poprawności zamontowania tarcz itp. Ponadto, ponieważ kierunkowa informacja jest dostarczona niezależnie od tradycyjnie malowanych lub inaczej nakładanych oznaczeń na czole rdzenia 17, jakość takiego wizualnego znakowania nie ulega ścieraniu, zamazywaniu lub pogorszeniu w inny sposób podczas użycia.

Choć obecny wynalazek opisano w odniesieniu do okrągłych tarcz do cięcia, specjalista zauważy możliwość zastosowania zasadniczo do każdego typu narzędzia skrawającego lub ściernego posiadającego wręby, bez odstępstwa od ducha i zakresu tego wynalazku. Przykładowo, wszystkie inne tradycyjne okrągłe tarcze do cięcia można dodatkowo zaopatrzyć w opisaną tu konfigurację wrębu, opisane tu wręby mogą posiadać nie ścierne okrągłe tarcze powszechnie używane do cięcia drewna, tworzywa i innych stosunkowo miękkich materiałów. Ponadto, choć opisane tu narzędzia są narzędziami skrawającymi lub ściernymi, specjalista zauważy, że wręby skonfigurowane i opisane powyżej można zastosować do innych narzędzi do usuwania materiału, jak np. segmentowe diamentowe tarcze ścierne ze stalowym rdzeniem, bez odstępstwa od ducha i zakresu obecnego wynalazku.

Dodatkowo, choć opisane tu przykłady przedstawiają wręby w kształcie oznaczeń, takie oznaczenia można umieścić w innym miejscu na narzędziu, jak np. wewnątrz obwodu narzędzia, bez odstępstwa od ducha i zakresu obecnego wynalazku.

Claims (11)

1. Narzędzie skrawające zawierające okrągły metalowy rdzeń posiadający centralny otwór, poprzez który piła tarczowa jest zamontowana do obrotowego wału napędowego, zaś w odstępach wzdłuż obwodu rdzenia są rozmieszczone liczne ostrza pomiędzy którymi są umieszczone w odstępach liczne wręby, znamienne tym, że wręby (16, 18) są skierowane promieniowo do wewnątrz od obwodu rdzenia (12) i mają wielkość oraz kształt w postaci oznaczeń dobranych z grupy liter, cyfr, kształtów geometrycznych i ich kombinacji.

2. Narzędzie skrawające zawierające rdzeń, zamontowany do mechanizmu napędowego oraz liczne ostrza rozmieszczone w odstępach wzdłuż obwodu rdzenia i co najmniej jeden wrąb umieszczony pomiędzy ostrzami, znamienne tym, że wrąb (16, 18) rozciąga się do wewnątrz od obwodu, przy czym wrąb (16, 18) ma wielkość i kształt, przy której tworzone są oznaczenia dobrane z grupy liter, cyfr, kształtów geometrycznych i ich kombinacji.

3. Narzędzie według zastrz. 2, znamienne tym, że liczne wręby (16, 18) są przeplatane pomiędzy ostrzami (14, 14').

4. Narzędzie według zastrz. 2, znamienne tym, że oznaczenie stanowi wskaźnik źródła pochodzenia narzędzia.

5. Sposób znakowania metalowego rdzenia narzędzia skrawającego, znamienny tym, że wytwarza się metalowy rdzeń z wieloma wrębami poprzez usunięcie części rdzenia metalowego wzdłuż obwodu rdzenia w procesie wybranym z grupy formowania, tłoczenia, frezowania, skrawania, cięcia i cięcia laserowego, przy czym każdemu wrębowi nadaje się niezależnie rozmiar i kształt wyróżniającego symbolu wybranego z grupy liter, cyfr, kształtów geometrycznych i ich kombinacji.

6. Sposób wytwarzania narzędzia skrawającego mającego umieszczone na nim trwałe oznaczenie, w którym na obrotowym wale napędowym montuje się okrągły rdzeń posiadający centralny otwór, po czym formuje się ostrza i wręby wzdłuż obwodu korpusu poprzez usunięcie obwodowych części korpusu, znamienny tym, że na rdzeniu formuje się co najmniej jeden wręb skierowany od obwodu w stronę otworu, poprzez usunięcie części obwodu rdzenia, a następnie kształtuje się wręby w postaci oznaczeń dobranych z grupy liter, cyfr, symboli graficznych i ich kombinacji, przy czym sposób prowadzi się za pomocą procesu wybranego z grupy formowania, tłoczenia, frezowania, skrawania, cięcia i cięcia laserowego.

1. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że podczas kształtowania wrębów nadaje się wielkości i kształt wrębu mające postać oznaczeń źródła pochodzenia narzędzia.

8. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że podczas kształtowania wrębów nadaje się im wielkości, kształt i orientację stanowiące oznaczenie wizualnego wskazania kierunku pracy narzędzia.

9. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że wrąb kształtuje się w postać stanowiącą oznaczenie sprzedawcy narzędzia i marki narzędzia.

PL 210 712 B1

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że wrąb kształtuje się w postać stanowiącą oznaczenie odsprzedawcy narzędzia.

11. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że wrąb (wręby) kształtuje się w postać wizualnego oznaczenia poprawnego zamocowania narzędzia w urządzeniu skrawającym dla obracania w korzystnym kierunku podczas jego pracy.

12. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że wrąb (wręby) kształtuje się w postać oznaczenia źródła pochodzenia narzędzia.