PL238535B1

PL238535B1 - Rotary cutting tool

Info

Publication number: PL238535B1
Application number: PL423847A
Authority: PL
Inventors: Janusz Cieloszyk
Original assignee: Univ West Pomeranian Szczecin Tech
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2021-09-06
Also published as: PL423847A1

Abstract

Narzędzie skrawające obrotowe, zbudowane z uchwytu (1) i części roboczej z ostrzem, charakteryzuje się tym, że ma co najmniej jedno ostrze frezujące (2) oraz ostrze toczące (3) rozmieszczone od czoła narzędzia lub pomiędzy ostrzem frezującym (2) a uchwytem (1), przy czym ostrze toczące (3) ma postać bryły obrotowej.A rotary cutting tool, consisting of a holder (1) and a working part with a blade, is characterized in that it has at least one milling blade (2) and a turning blade (3) arranged from the front of the tool or between the milling blade (2) and the holder (1), wherein the turning blade (3) has the form of a rotating body.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest narzędzie skrawające obrotowe, które można stosować na obrabiarkach typu centrum obróbcze z co najmniej trzema osiami sterowanymi i napędzanym wrzecionem narzędziowym lub innych obrabiarkach sterowanych numerycznie lub ręcznie uzbrojonych w specjalne przystawki do mocowania i napędu narzędzia.The subject of the invention is a rotary cutting tool that can be used on machine tools of the machining center type with at least three axes controlled and driven by a tool spindle or other numerically controlled or manually controlled machine tools equipped with special attachments for mounting and driving the tool.

Z opisu patentowego US7156006 B2 znana jest metoda i konstrukcja narzędzia do obróbki tokarskiej zapewniającego skrawanie przez toczenie obracającym się ostrzem na skutek jego wymuszonego ruchu obrotowego przez obrabiarkę (w literaturze znanego pod nazwą noża czołowego lub spinowego). Ostrze w postaci stożka lub okrągłej wkładki osadzone jest w korpusie narzędzia mocowanym na obrabiarce. Z opisu wynalazku WO/2012/167360 znane jest narzędzie tokarskie, w którym ostrze obraca się samoczynnie dzięki konstrukcji łożyskowania elementów podpierających to ostrze.The patent description US7156006 B2 discloses a method and construction of a turning machining tool that provides cutting by turning with a rotating blade as a result of its forced rotation by a machine tool (known in the literature as a face or spin knife). The blade in the form of a cone or round insert is embedded in the body of the tool mounted on the machine tool. From the description of the invention WO / 2012/167360, a turning tool is known in which the blade rotates automatically due to the bearing arrangement of the elements supporting the blade.

Narzędzie skrawające obrotowe, według wynalazku, zbudowane z części roboczej wyposażonej w ostrze i uchwytu charakteryzuje się tym, że ma ostrze frezujące (co najmniej jedno takie ostrze) oraz ostrze toczące (tylko jedno takie ostrze) rozmieszczone od czoła narzędzia lub pomiędzy ostrzem frezującym a uchwytem. Ostrze toczące ma postać bryły obrotowej. Bryła ta powstaje w wyniku obrotu trójkąta, czworokąta, pięciokąta lub sześciokąta, czyli ostrze toczące ma kształt pierścienia, walca, stożka, stożka ściętego, dwóch stożków ściętych połączonych podstawą. W takim przypadku możemy zapewnić uzyskanie różnorodnej geometrii ostrza toczącego ja również możliwość wykorzystania dwóch krawędzi stanowiących dwie podstawy ostrzy (tylko w przypadku ostrzy wymiennych). Ostrze toczące z narzędzia według wynalazku jest podobne do znanego z literatury narzędzia zwanego nożem czołowym lub spinowym. Ostrze toczące obraca się wraz z ostrzami frezującymi i z korpusem narzędzia. Ostrze lub ostrza frezujące znajdujące się przed lub za ostrzem toczącym ma geometrię typową dla frezów walcowo-czołowych lub kulistych. W zależności od technologii wykonania i zapotrzebowania ostrze toczące połączone jest z ostrzem frezującym i/lub uchwytem rozłącznie lub nierozłącznie (jednolite lub łączone w sposób nierozłączny części skrawających: frezującej i toczącej i uchwytu).A rotary cutting tool, according to the invention, composed of a working part equipped with a blade and a handle, is characterized in that it has a milling blade (at least one such blade) and a turning blade (only one such blade) arranged from the front of the tool or between the milling blade and the holder. . The turning blade is in the form of a rotating body. This solid is created as a result of the rotation of a triangle, quadrilateral, pentagon or hexagon, i.e. the turning blade has the shape of a ring, cylinder, cone, truncated cone, two truncated cones connected by a base. In this case, we can provide a different geometry of the turning blade and the possibility of using two edges constituting the two bases of the blades (only in the case of replaceable blades). The turning blade of the tool according to the invention is similar to a tool known from the literature known as a face or spin knife. The turning blade rotates with the milling blades and with the tool body. The milling blade (s) in front of or behind the turning blade have a geometry that is typical of a shoulder or ball milling cutter. Depending on the manufacturing technology and requirements, the turning blade is connected with the milling blade and / or the handle separately or inseparably (uniform or inseparably connected with the cutting parts: milling and turning and the handle).

W przypadku połączenia rozłącznego elementy narzędzia (elementy składane) mogą być wykonane znanymi technologiami np. przez skręcenie. Narzędzie ma korpus, w gniazdach którego mocowane będą ostrza frezujące (w postaci płytek, wkładek) i ostrze toczące w postaci płytki (wkładki). Ostrza frezujące i ostrze toczące wykonane są w postaci typowych wkładek skrawających z nowoczesnych materiałów narzędziowych mocowanych w gniazdach korpusu narzędzia mocowanego w oprawce lub bezpośrednio na obrabiarce. Takie rozwiązanie pozwala na wymianę zużytych lub uszkodzonych ostrzy, bez konieczności zastosowania całego nowego narzędzia. W przypadku małych albo bardzo małych gabarytów narzędzi nie jest możliwa rozłączna budowa narzędzia i narzędzie wykonuje się jako monolit (jednolita konstrukcja) np. za pomocą obróbki skrawaniem lub spiekania.In the case of a detachable connection, the tool elements (folding elements) can be made using known technologies, e.g. by twisting. The tool has a body in the seats of which milling blades (in the form of plates, inserts) and a turning blade in the form of a plate (inserts) will be mounted. Milling blades and a turning blade are made in the form of typical cutting inserts from modern tool materials mounted in the tool body sockets mounted in the holder or directly on the machine tool. This solution allows you to replace worn or damaged blades, without the need to use a whole new tool. In the case of small or very small dimensions of tools, it is not possible to make a separate construction of the tool and the tool is made as a monolith (uniform structure), e.g. by machining or sintering.

Ostrze toczące, ostrze frezujące i uchwyt stanowią jedną całość w przypadku rozwiązania jednolitego (jeden rodzaj materiału z możliwymi naniesionymi powłokami). Ostrza frezujące i toczące mogą być mocowane do jednolitego z uchwytem korpusu za pomocą śrub, w znany w narzędziach skrawających sposób. Takie rozwiązanie pozwala na stworzenie narzędzia wielozadaniowego które może realizować klasyczny proces frezotoczenia wałków ostrzami frezowymi, toczenia wałków ostrzem okrągłym (toczenie czołowe, spinowe), frezowania płaszczyzn, rowków i odsadzeń na powierzchniach walcowych lub innych bez potrzeby zmiany narzędzia we wrzecionie obrabiarki.The turning blade, the milling blade and the handle are one unit in the case of a uniform solution (one type of material with possible coatings). The milling and turning blades can be fastened to the body unitary with the holder by means of screws, in a manner known in cutting tools. This solution allows you to create a multi-purpose tool that can perform the classic process of rolling shafts with milling blades, turning shafts with a round blade (face, spin turning), milling planes, grooves and offsets on cylindrical or other surfaces without the need to change the tool in the machine spindle.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że ostrze toczące może pracować również bez względnego przemieszczenia wzdłuż osi toczonego przedmiotu (nawet bez obrotu narzędzia) tylko przy obrocie przedmiotu obrabianego. Dzięki konstrukcji według wynalazku podczas pracy narzędzia nie będzie występowała potrzeba wymiany kolejnego narzędzia w złożonym procesie technologicznym - wystarczy zmienić tryb pracy. Dodatkowo zużycie ostrzy frezujących czy ostrza toczącego narzędzia nie wyłącza z pracy pozostałej części narzędzia. Ostrza frezujące narzędzia według wynalazku mogą obok typowych procesów obróbki (frezowania) wykonywać również części obrotowe na drodze znanego procesu frezotoczenia, w którym przedmiot i narzędzie obracają się i jednocześnie przemieszczają się względnie ruchem posuwowym.An advantage of the solution according to the invention is that the turning blade can work also without a relative displacement along the axis of the turned workpiece (even without rotation of the tool) only during the rotation of the workpiece. Thanks to the design according to the invention, while the tool is in operation, there will be no need to replace another tool in a complex technological process - it is enough to change the operating mode. In addition, the wear of milling blades or the blades of a turning tool does not disable the rest of the tool from work. The milling blades of the tools according to the invention can, in addition to conventional machining (milling) processes, also perform rotating parts by the known milling process, in which the workpiece and the tool rotate and simultaneously move or with a feed movement.

Ostrze toczące jednolite lub w postaci okrągłej wkładki roboczej posiada geometrię ostrza związaną z położeniem i ukształtowaniem powierzchni bryły tego ostrza opisywanej tradycyjnie w technologii narzędzi skrawających (kątami: natarcia γ-powierzchni na którą naciera wiór, przyłożenia, a-powierzchni ostrza przyłożonej do powierzchni obrobionej przedmiotu) w układzie technologicznym lub w układzie roboczym narzędzia dostosowaną do warunków skrawania, uwarunkowaną materiałem obrabianym,A uniform turning blade or in the form of a circular working insert has a blade geometry related to the location and shape of the surface of the blade's body, described traditionally in the technology of cutting tools (angles: rake, γ-surface on which the chip attacks, flank, and-surface of the blade applied to the surface of the workpiece ) in the technological system or in the working system of the tool, adapted to the cutting conditions, conditioned by the processed material,

PL 238 535 B1 materiałem ostrza, sposobem chłodzenia, cechami obrabiarki, zastosowanych uchwytów i parametrami obróbki. Cenną możliwością narzędzia jest to, że wartości tych kątów mogą być osiągane również przez zmianę ustawienia narzędzia we wrzecionie narzędziowym obrabiarki.Blade material, cooling method, machine tool features, used holders and machining parameters. A valuable tool capability is that the values of these angles can also be achieved by changing the tool orientation in the tool spindle of the machine tool.

Wynalazek przedstawiony jest w przykładach wykonania i na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia narzędzie z ostrzem toczącym rozmieszczone od czoła ostrza frezującego w widoku z boku, Fig. 2 - narzędzie z Fig. 1 w widoku z przodu, Fig. 3 - narzędzie („wydłużone”, w którym rowki wiórowe ostrzy frezujących nie łączą się z powierzchnią natarcia ostrza toczącego) z ostrzem toczącym rozmieszczone pomiędzy ostrzem frezującym a uchwytem w widoku z boku, Fig. 4 - narzędzie („krótkie”, w którym rowki wiórowe ostrzy frezujących łączą się z powierzchnią natarcia ostrza toczącego) z ostrzem toczącym rozmieszczone pomiędzy ostrzem frezującym a uchwytem w widoku z boku, Fig. 5 - dodatnie ukształtowanie geometrii ostrza toczącego, Fig. 6 - dodatnio-zerowe ukształtowanie geometrii ostrza toczącego, Fig. 7 - zerowe ukształtowanie geometrii ostrza toczącego, Fig. 8 - schemat działania narzędzia z Fig. 1 jako freza lub noża spinowego, Fig. 9 - schemat działania narzędzia z Fig. 2 jako freza lub noża spinowego, Fig. 10 - schemat działania narzędzia z Fig. 1 przy toczeniu, Fig. 11 - schemat działania narzędzia z Fig. 1 przy toczeniu z kątowym ustawieniem narzędzia, Fig. 12 - schemat działania narzędzia z Fig. 2 przy toczeniu, Fig. 13 - schemat działania narzędzia z Fig. 2 przy toczeniu z kątowym ustawieniem narzędzia.The invention is illustrated in exemplary embodiments and in the drawing, in which Fig. 1 shows a tool with a turning blade arranged from the face of the milling blade in a side view, Fig. 2 - the tool of Fig. 1 in a front view, Fig. 3 - a tool ( "Elongated", in which the chip flutes of the milling blades do not meet the rake face of the turning blade) with a turning blade arranged between the milling blade and the holder in a side view, Fig. 4 - tool ("short", in which the chip flutes of the milling blades connect side view, Fig. 5 - positive geometry of the rolling blade, Fig. 6 - positive-zero geometry of the rolling blade, Fig. 7 - zero geometry a turning blade, Fig. 8 - a diagram of the operation of the tool from Fig. 1 as a milling cutter or a spin knife, Fig. 9 - a diagram of operation of the tool from Fig. 2 as a milling cutter or spin knife Fig. 10 - operation diagram of the tool of Fig. 1 in turning, Fig. 11 - operation diagram of the tool of Fig. 1 in turning with angular positioning of the tool, Fig. 12 - operation diagram of the tool of Fig. 2 in turning, Fig. 13 - Operation diagram of the tool of Fig. 2 in turning with angular positioning of the tool.

P r z y k ł a d IP r z k ł a d I

Narzędzie skrawające obrotowe zbudowane z uchwytu 1, ostrzy frezujących 2 oraz ostrza toczącego 3. Ostrze toczące rozmieszczone jest od czoła narzędzia przed ostrzami frezującymi 2 i ma kształt walca. Narzędzie stanowi monolit. Mocowane do wrzeciona obrabiarki bezpośrednio lub za pomocą typowych uchwytów frezarskich. W czasie pracy narzędzie jest napędzane (procesach frezowania, frezotoczenia i toczenia czołowego). Może również nie wykonywać obrotów w przypadku klasycznego toczenia.A rotary cutting tool consisting of a holder 1, milling blades 2 and a turning blade 3. The turning blade is arranged in front of the milling blades 2 from the front of the tool and has the shape of a cylinder. The tool is monolithic. Mounted to the machine spindle directly or with typical milling chucks. During operation, the tool is driven (in the processes of milling, milling and face turning). It may also not rotate in classic turning.

W przypadku frezowania ostrze toczące 3 znajduje się poza strefą skrawania (lub materiałem obrabianym). Narzędzie wykonuje ruch obrotowy i posuwowy lub tylko obrotowy a posuw realizował będzie przez przedmiot obrabiany (jak wskazano na Fig. 8, Fig. 9). Przedmiot obrabiany może realizować również ruch obrotowy (dla przypadku frezotoczenia).In milling, the turning blade 3 is outside the cutting zone (or the work material). The tool performs a rotary and feed or only rotary motion and the feed will be through the workpiece (as indicated in Fig. 8, Fig. 9). The workpiece can also perform a rotary motion (in the case of milling).

W przypadku toczenia poza strefą skrawania znajdują się ostrza frezujące 3. Ostrze toczące 2 jest ustawione jak na Fig. 10, 11, 12 lub 13. We wszystkich przypadkach narzędzie wykonuje ruch obrotowy. Ruch posuwowy może realizować narzędzie lub przedmiot obrabiany.In turning, the milling blades 3 are outside the cutting zone. The turning edge 2 is set as in Figs. 10, 11, 12 or 13. In all cases, the tool performs a rotary movement. The feed motion can be performed by a tool or a workpiece.

P r z y k ł a d IIP r x l a d II

Narzędzie skrawające obrotowe wykonane jak w przykładzie I, przy czym ostrze toczące umieszczone jest pomiędzy ostrzami frezującym 2 a uchwytem 1 i ma kształt pierścienia. Rowki wiórowe ostrzy frezujących 2 nie łączą się z powierzchnią natarcia ostrza toczącego 3. Narzędzie pracuje podobnie ja narzędzia w przykładzie I jednak w czasie toczenia musi być ustawione ostrzem toczącym na powierzchni obrabianej. Tym samym ostrza frezujące wystają poza obrabiany przedmiot. W czasie pracy narzędzie jest napędzane (w czasie frezowania, frezotoczenia i toczenia czołowego). Może również nie wykonywać obrotów jak w przypadku klasycznego toczenia.A rotary cutting tool made as in Example 1, the turning blade being interposed between the milling blades 2 and the holder 1 and having the shape of a ring. The chip flutes of the milling blades 2 do not connect with the rake face of the turning blade 3. The tool works similarly to the tool in Example 1, but must be positioned with the turning blade on the machined surface during turning. The milling blades thus protrude beyond the workpiece. During operation, the tool is driven (during milling, milling and face turning). It may also not perform rotations as in the case of classic turning.

P r z y k ł a d IIIP r z x l a d III

Narzędzie skrawające obrotowe wykonane jak w przykładzie II, przy czym ostrze toczące zamocowane jest pomiędzy ostrzem frezującym 2 a uchwytem 1 i ma kształt stożka. Rowki wiórowe ostrzy frezujących 2 łączą się z powierzchnią natarcia ostrza toczącego 3. Narzędzie pracuje we wszystkich wariantach zastosowania jak narzędzie w przykładzie II.A rotary cutting tool made as in Example 2, the turning blade being mounted between the milling blade 2 and the holder 1 and having the shape of a cone. The chip flutes of the milling blades 2 connect to the rake face of the turning edge 3. In all application variants, the tool works like the tool in example 2.

P r z y k ł a d IVP r x l a d IV

Narzędzie wykonane jak w przykładzie I, przy czym ostrze toczące ma kształt stożka ściętego i ma rowki (taki sam efekt uzyska się dzięki bruzdom lub kanałkom), które zapewniają lepsze łamanie wióra. Ostrze toczące 3 w postaci wkładki jest mocowane mechanicznie na czole narzędzia np. przez wkręt lub wkręcane w otwór na czole narzędzia.A tool made as in Example 1, the turning blade having the shape of a truncated cone and grooves (the same effect will be obtained with grooves or slots) which provide better chip breaking. The rolling blade 3 in the form of an insert is mechanically fastened to the front of the tool, e.g. by a screw or screwed into a hole on the front of the tool.

Claims

Patent claims

1. A rotary cutting tool consisting of a holder and a working part with a blade, characterized by the fact that it has at least one milling blade (2) and a turning blade (3) located at the front of the tool or between the milling blade (2) and the holder (1) , the rolling blade (3) in the form of a rotating body.

2. The tool according to claim A device according to claim 1, characterized in that the rolling blade (3) has the shape of a cone, a truncated cone or two truncated cones connected by bases or a cylinder or a ring.

3. The tool according to p. A machine as claimed in claim 1, characterized in that the turning blade (3) is detachably connected to the milling blade (2) and / or the holder (1).