PL216797B1 - Głowica frezowa do obróbki płaskich powierzchni przedmiotów z materiałów niemetalowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest głowica frezowa do obróbki płaskich powierzchni przedmiotów z materiałów niemetalowych o małej wytrzymałości na rozciąganie, np. gipsu, betonu, węgla oraz tworzyw węglowych, mających szerokie zastosowanie, m. in. w przemyśle metalurgicznym.

Do frezowania powierzchni płaskich oraz kształtowych stosuje się powszechnie dostępne na rynku głowice frezarskie czołowo-walcowe firm Wagner AG, Sandvik Coromant, znane np. z katalogu głównego firmy Sandvik Coromant, (2006 r. część D).

Znane jest ze stanu techniki polskie rozwiązanie zastosowane w patencie PL nr 130 669, w którym składany frez tarczowy przystosowany do pracy obwodem narzędzia, z mocowanymi wymiennie, na obwodzie tarczy płytkami skrawającymi, charakteryzuje się tym, że płytki skrawające z ostrzami jednokrawędziowymi mają kształt i wymiary odpowiadające przestrzeni między przednią i tylną powierzchnią oporową, kąt (φ) gniazda między powierzchniami oporowymi jest mniejszy od podwójnej wartości kąta tarcia (ρ) dla zastosowanych materiałów korpusu i płytki skrawającej, ponadto dwusieczna kąta (φ) gniazda pochylona jest w kierunku obrotu freza pod kątem (ψ), a kąt natarcia (γ) ostrza płytki skrawającej ma wartość ujemną.

Znane jest również ze stanu techniki polskie rozwiązanie zastosowane w patencie PL nr 194 206, w którym frez do frezowania płaskich powierzchni przedmiotów wykonanych z kruchych materiałów niemetalowych, jest zestawiony z korpusu i związanych z nim ostrzy czołowych i pobocznicy. Charakteryzuje się tym, że ostrza są rozmieszczone w rzędach usytuowanych tak, że ich przekroje wzdłużne leżą w płaszczyznach przekrojów osiowych freza. Krawędzie skrawające ostrzy są ukształtowane i usytuowane tak, że w trakcie ruchu obrotowego freza wyznaczają pierścieniową powierzchnię, której jednostronny przekrój poprzeczny - w płaszczyźnie przekroju osiowego freza stanowi łuk, a przynajmniej jest zbliżony do łuku.

Znane jest także ze stanu techniki polskie rozwiązanie zastosowane w zgłoszeniu wynalazku nr P.382 558, w którym frez jest zestawiony z korpusu i związanych z nim oraz rozmieszczonych w rzędach ostrzy czołowych i ostrzy pobocznicy. Charakteryzuje się tym, że rzędy ostrzy są usytuowane tak, że przekrój wzdłużny każdego rzędu ostrzy jest równoległy do jednej z płaszczyzn przekroju osiowego freza, usytuowanej poza rzędem ostrzy. Udostępnione w powyższych publikacjach konstrukcje głowic frezarskich czołowo-walcowych składają się z korpusu w kształcie walca i związanych z nim ostrzy czołowych i obwodowych. Ostrza znajdujące się na czole korpusu obrabiają płaską powierzchnię, natomiast ostrza znajdujące się na powierzchni walcowej, skrawają grubość materiału równą głębokości skrawania, stanowiącą odległość pomiędzy powierzchnią obrabianą i obrobioną, mierzoną w kierunku równoległym do osi obrotu głowicy. Takie usytuowanie ostrzy w głowicach powoduje w zależności od ich kształtu i wymiarów, że pomiędzy powierzchnią obrobioną a powierzchnią skrawania, łączącą powierzchnię obrobioną z powierzchnią obrabianą, jest kąt prosty. W wyniku przesunięcia ostrzy powstaje krawędź lub faza o małej szerokości, co przy wychodzeniu głowicy z obrabianego materiału sprzyja jego wyłamywaniu i powstawaniu wykruszeń na krawędziach przedmiotu obrabianego, które obniżają jakość wyrobu. Aby uzyskać dobrą jakość obrabianej krawędzi powierzchni przedmiotów wykonanych z kruchych materiałów niemetalowych, stosuje się mały posuw freza oraz niewielką głębokość skrawania.

Będąca przedmiotem wynalazku głowica frezowa do obróbki płaskich powierzchni, przedmiotów z materiałów niemetalowych o małej wytrzymałości na rozciąganie, składa się z korpusu, na którego powierzchni walcowej, wykonane są równoległe do osi obrotu głowicy frezowej rowki o przekroju prostokątnym, służące do ustalania położenia i zamocowania w nich oprawek z gniazdami i mocowanymi w gniazdach płytkami wieloostrzowymi. Liczba oprawek jest parzysta, równomiernie rozłożona na obwodzie korpusu głowicy frezowej. Oprawki zamocowane w kolejnych dwóch rowkach korpusu głowicy frezowej stanowią sekcję, a krawędzie skrawające płytek wieloostrzowych umiejscowionych w gniazdach oprawek tworzą linię łamaną, łączącą powierzchnię obrobioną z powierzchnią obrabianą materiału. W oprawkach wchodzących w skład sekcji krawędzie skrawające płytek wieloostrzowych jednej oprawki wchodzą w wolną przestrzeń krawędzi skrawających kolejnej oprawki. Płytki wieloostrzowe mogą być przytwierdzone w ilości co najmniej jedna w oprawce, przy czym liczba płytek wieloostrzowych w oprawce może być większa. Gniazda znajdujące się na powierzchni przeciwległej do powierzchni podstawy oprawki, są rozmieszczone w taki sposób, że krawędzie skrawające płytek wieloostrzowych znajdują się w coraz większej odległości od osi obrotu głowicy frezowej i są nachylone w stosunku do płaszczyzny Ps pod coraz większym kątem przystawienia κ. Takie rozmieszczenie

PL 216 797 B1 płytek wieloostrzowych w oprawkach powoduje, że podczas wychodzenia głowicy frezowej z obrabianego materiału, głębokość skrawania ap stopniowo maleje od wartości maksymalnej, określonej głębokością skrawania ap do zera, co pomimo dużego posuwu podczas obrotu głowicy frezowej nie powoduje powstawania wykruszeń krawędzi na powierzchni obrobionej przedmiotu.

W rozwiązaniu będącym przedmiotem wynalazku, głębokość skrawania ap i tym samym wydajność obróbki jest zależna od wymiarów i ilości zamocowanych w oprawkach płytek wieloostrzowych. Kąt natarcia γ pomiędzy powierzchnią natarcia płytki wieloostrzowej a płaszczyzną Pr ma wartość ujemną. Oznacza to, że krawędź skrawająca jest najniżej położonym elementem geometrycznym na powierzchni natarcia płytki w stosunku do powierzchni podstawy oprawki.

Istotną cechą rozwiązania będącego przedmiotem wynalazku jest usytuowanie płytek wieloostrzowych w gniazdach oprawek, w taki sposób, że prostoliniowa część krawędzi skrawających znajdujących się najbliżej osi obrotu głowicy frezowej jest styczna do płaszczyzny Ps, prostopadłej do osi obrotu głowicy i prostopadłej do powierzchni podstawy P oprawek. Pozwala to na zastosowanie bardzo dużego posuwu podczas jednego obrotu głowicy frezowej, równego długości prostoliniowej części krawędzi skrawających płytek wieloostrzowych.

Przy przykładowym zastosowaniu wieloostrzowych płytek skrawających o długości prostoliniowej części krawędzi skrawającej 12 mm i przy prędkości skrawania odpowiadającej prędkości obrotowej głowicy frezowej od 120 obrotów do 200 obrotów na minutę, można uzyskać odpowiednio posuw od 1500 mm do 2500 mm na minutę.

Kolejną istotną cechą rozwiązania jest takie usytuowanie płytek wieloostrzowych w gniazdach oprawek, że krawędzie skrawające kolejnych płytek wieloostrzowych znajdujące się w coraz większej odległości od osi obrotu głowicy frezowej są nachylone do płaszczyzny Ps pod coraz większym kątem przystawienia κ. Podczas pracy głowicy frezowej, krawędzie skrawające zamocowanych w gniazdach kolejnych płytek wieloostrzowych, odwzorowują zarys powierzchni skrawania, który w przekroju prostopadłym do obrobionej powierzchni, nie tworzy kąta prostego, ale może mieć dowolny kształt zbliżony np. do okręgu, elipsy lub innej linii łamanej, co przy wychodzeniu głowicy z obrabianego materiału eliminuje wyłamywanie i wykruszenia na krawędziach przedmiotu obrabianego.

Oprawki umiejscowione w rowkach korpusu głowicy frezowej zamocowano w taki sposób, że powierzchnie podstawy oprawek są równoległe do płaszczyzny Pr przechodzącej przez oś obrotu głowicy frezowej, a krawędzie skrawające płytek wieloostrzowych zamocowanych w gniazdach oprawek posiadają z płaszczyzną Pr co najmniej jeden punkt wspólny.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony w ujęciu uproszczonym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny głowicy frezowej płaszczyzną Pn, fig. 2 - widok głowicy frezowej w płaszczyźnie Pr z oprawką umiejscowioną w dowolnym rowku korpusu, fig. 3 widok głowicy frezowej w płaszczyźnie Pr z oprawką umiejscowioną w kolejnym rowku korpusu, fig. 4 przedstawia przekrój przez oprawkę płaszczyzną Po.

W korpusie 1 głowicy frezowej są wykonane rowki 2 o przekroju prostokątnym, służące do ustalania położenia i zamocowania w nich oprawek 3 z gniazdami 4. Liczba oprawek 3 jest parzysta, równomiernie rozłożona na obwodzie korpusu 1 głowicy frezowej. Oprawki 3, zamocowane w kolejnych dwóch rowkach 2 korpusu 1 głowicy frezowej w taki sposób, że krawędzie skrawające k płytek wieloostrzowych 5 umiejscowionych w gniazdach 4 oprawek 3 w rzucie na płaszczyznę Pr, tworzą linię łamaną, łączącą powierzchnię obrobioną z powierzchnią obrabianą materiału, stanowią sekcję S. W obrębie sekcji S krawędzie skrawające k płytek wieloostrzowych 5 jednej oprawki 3 wchodzą w wolną przestrzeń krawędzi skrawających k kolejnej oprawki 3. Uwidocznione na rysunkach (fig. 2, fig. 3) oprawki 3 z gniazdami 4 i umiejscowionymi w gniazdach 4 płytkami wieloostrzowymi 5, przedstawione w przykładowej ilości trzech oraz czterech gniazd 4 w oprawkach 3, stanowią sekcję S, przy czym płytki wieloostrzowe 5 uwidocznione na rysunkach (fig. 2, fig. 3) zamocowane są w oprawkach 3 zamocowanych w kolejnych dwóch rowkach w korpusie 1 głowicy frezowej.

Gniazda 4 znajdujące się na powierzchni przeciwległej do powierzchni podstawy P oprawki 3, są rozmieszczone w taki sposób, że krawędzie skrawające k płytek wieloostrzowych 5 znajdują się w coraz większej odległości od osi obrotu głowicy frezowej i są nachylone w stosunku do płaszczyzny Ps pod coraz większym kątem przystawienia κ. Kąt natarcia γ pomiędzy powierzchnią natarcia płytki wieloostrzowej 5 a płaszczyzną Po ma wartość ujemną. Płytki wieloostrzowe 5 w gniazdach 4 oprawek 3, są zamocowane w taki sposób, że prostoliniowa część krawędzi skrawających k znajdujących się najbliżej osi obrotu korpusu 1 głowicy frezowej jest styczna do płaszczyzny Ps, prostopadłej do osi obrotu korpusu 1 głowicy frezowej i prostopadłej do powierzchni podstawy P oprawek 3. Krawędzie

PL 216 797 B1 skrawające k kolejnych płytek wieloostrzowych 5 są nachylone do płaszczyzny Ps pod coraz większym kątem przystawienia κ. Powierzchnie podstawy P oprawek 3 są równoległe do płaszczyzny Pr, przechodzącej przez oś obrotu głowicy frezowej 1 i mającej co najmniej jeden punkt wspólny z krawędziami skrawającymi k zamocowanych w oprawkach 3 płytek wieloostrzowych 5.

Claims (3)

1. Głowica frezowa do obróbki płaskich powierzchni przedmiotów z materiałów nie metalowych składająca się z korpusu, na którego walcowej powierzchni, znajdują się rowki o przekroju prostokątnym, z zamocowanymi w nich oprawkami z gniazdami i przytwierdzonymi w gniazdach płytkami wieloostrzowymi, znamienna tym, że prostoliniowe części krawędzi skrawających (k) płytek wieloostrzowych (5) znajdujące się najbliżej osi obrotu korpusu (1) głowicy frezowej są styczne do płaszczyzny (Ps), prostopadłej do osi obrotu głowicy frezowej (1) i prostopadłej do powierzchni podstawy (P) oprawek (3).

2. Głowica frezowa według zastrz. 1, znamienna tym, że krawędzie skrawające (k) płytek wieloostrzowych (5) znajdujące się w coraz większej odległości od osi obrotu korpusu (1) głowicy frezowej są nachylone do płaszczyzny (Ps) pod coraz większym kątem przystawienia (k).

3. Głowica frezowa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że krawędzie skrawające (k) płytek wieloostrzowych (5) posiadają co najmniej jeden punkt wspólny z płaszczyzną (Pr).