Pierwszenstwo: 16.11.1965 Stany Zjednoczone Ameryki Opublikowano: 25.IV.1969 57426 MKP B 23 b «l/lf UKD Twórca wynalazku: Walter Harold Kelm Wlasciciel patentu: General Electric Company, Nowy York (Stany Zjed¬ noczone Ameryki) Narzedzie skrawajace i Wynalazek dotyczy narzedzia skrawajacego sto¬ sowanego do obróbki metalu w którym wymien¬ na wkladka z twardego materialu skrawajacego jest osadzona w sposób umozliwiajacy jej zwolnie¬ nie w uchwycie narzedziowym. 5 Celem wynalazku jest uksztaltowane narzedzie skrawajacego do osadzenia w nim wymiennej wkladki skrawajacej, które to narzedzie skrawa¬ jace posiada minimalna liczbe czesci skladowych z przesuwalna i odwracalna wkladka w czasie io operacji obróbki.Zgodnie z wynalazkiem przewidziane jest na¬ rzedzie skrawajace z wymienna wkladka skrawa¬ jaca majaca osiowy otwór, zaopatrzone w trzo¬ nek majacy wneke stanowiaca gniazdo przytrzy- 15 mujace odsadzenie dla wkladki, przy czym trzo¬ nek posiada osiowy otwór przechodzacy od pod¬ stawy wneki i przystosowany do nakladania sie na otwór osiowy we wkladce.Czesc wymienionego otworu od strony podstawy 20 wneki vjest przesunieta wzgledem reszty otworu w kierunku do odsadzenia wneki. Trzpien mocu¬ jacy umieszczony w otworze trzonka, którego je¬ den koniec wchodzi do otworu we wkladce, przy¬ ciskany jest do przesunietej czesci otworu w trzon- 25 ku, a wkladka jest trzymana w sposób umozli¬ wiajacy jej zwolnienie we wnece trzonka przez przesuniecie osiowe trzpienia mocujacego. Na¬ rzedzie skrawajace posiada trzy albo, w pew¬ nych przypadkach cztery czesci skladowe: trzo- 30 nek, trzpien mocujacy, wkladke oraz w razie po¬ trzeby, gniazdo na wkladke. Trzonek posiada wneke stanowiaca gniazdo przytrzymujace odsa¬ dzenie wkladki.Wynalazek jest blizej wyjasniony na przykla¬ dzie wykonania pokazanym na rysunkach gdzie fig. 1 przedstawia widok perspektywiczny narze¬ dzia skrawajacego wedlug wynalazku, fig. 2 po¬ wiekszony widok w przekroju wdluz linii 2—2 na fig. 1, fig. 3 oddzielone od siebie czesci glowicy narzedzia skrawajacego pokazanego na fig. 1 i 2, fig. 4 widok perspektywiczny glowicy narzedzia skrawajacego wedlug wynalazku do wkladki o do¬ datnim kacie natarcia, fig. 5 widok w powieksze¬ niu przekroju wdluz linii 5—5 z fig. 4, fig. 6 widok w przekroju narzedzia skrawajacego wedlug wy¬ nalazku, nie posiadajacego gniazda do wkladki skrawajacej, oraz fig 7 i 8 widok perspektywicz¬ ny, a fig. 9 widok z góry trzech dalszych wyko¬ nan narzedzi skrawajacych wedlug wynalazku.Na fig. 1, 2 i 3 przedstawione jest narzedzie skrawajace w przykladzie wykonania skladajace sie z czterech zasadniczych czesci: wkladki skrawa¬ jacej 1, gniazda dla wkladki skrawajacej 2, sworz¬ nia mocujacego 3 oraz trzonka narzedzia skra¬ wajacego 4. Wkladka skrawajaca typu wymien¬ nego posiada przeciwlegle równolegle boki 5 i 6 oraz powierzchnie obwodowe 7. Na kazdym boku 5 i 6 wkladki przewidziana jest pewna ilosc kra¬ wedzi skrawajacych 8. Wkladka przedstawiona na 5742657426 fig 1—3 posiada ujemny kat natarcia, w którym powierzchnia boczna 7 jest prostopadla do rów¬ noleglych plaszczyzn 5 i 6.Otwór srodkowy 9 jest prostopadly do obu rów¬ noleglych powierzchni. Obie równolegle powierz¬ chnie wkladki posiadaja rowki 10 dla zapewniania ciaglego splywu wiórów. Trzonek narzedzia skra¬ wajacego 4 posiada wneke 11 w swojej przedniej czesci celem otrzymania przytrzymujacego odsa¬ dzenia 12 i podstawy 13 dla wkladki 1 i gniazda 2, Trzonek posiada przechodzacy na wylot otwór 13%, którego górna czesc 14 ma wylot w podstawie wneki i którego dolna czesc 15 jest nagwintowana i ma wylot w zewnetrznej powierzchni trzonka..Okreslenia „górna" i „dolna" sa tutaj zastosowane w odniesieniu do normalnego polozenia narzedzia skrawajacego jak pokazano na rysunkach. Okres¬ lenie „osiowy" tutaj zastosowane oznacza wzdluz osi otworu 9 we wkladce i otworu 13' w trzonku.Oczywiscie narzedzia moga przyjmowac dowolne polozenie w operacji skrawania lub obróbki.Jak widac na fig. 2 i 3, górna czesc 14 otworu w trzonku, to jest czesc od strony podstawy wne¬ ki jest zbiezna do wewnatrz od podstawy wneki tworzac czesc stozkowa o osi symetrii zaznaczo¬ nej linia A—A. Pozostala nagwintowana czesc otworu we wnece trzonka jest cylindryczna i jej os symetrii B—B jest przesunieta wzgledem osi A—A czesci stozkowej otworu. Os A—A jest prze¬ sunieta wzgledem osi B—B w kierunku ku przy¬ trzymujacemu odsadzeniu 12 wneki trzonka. W re¬ zultacie tego czesc otworu od strony podstawy wneki jest przesunieta wzgledem pozostalej czesci otworu w kierunku ku odsadzeniu wneki.Sworzen mocujacy 3 posiada na jednym koncu czesc nagwintowana 16, pogrubiona stozkowa czesc srodkowa 17 i wystajaca zasadniczo cylindryczna czesc 18 na swoim drugim koncu. Sworzen mo¬ cujacy 3, w odróznieniu od otworu 13' trzonka jest symetryczny wzgledem jednej tylko osi. Swo¬ rzen jest umocowany w sposób regulowany za po¬ moca nagwintowanego konca we wnece trzonka.Z powodów które zostana przedstawione w dal¬ szym ciagu, gwintowe polaczenie sworznia jest stosunkowo luzne. Srodkowa czesc stozkowa sworz¬ nia jest dociskana klinowo do stozkowej czesci otworu w trzonku.Cylindryczna czesc wystajaca 18 sworznia 3 wchodzi do otworu srodkowego we wkladce. Swo¬ rzen mocujacy posiada takze pogrubiona czesc cylindryczna 19 o tej samej w przyblizeniu sred¬ nicy co najwieksza srednica czesci srodkowej 17.Ta pogrubiona czesc cylindryczna 19 jest dopaso¬ wana do otworu srodkowego w gniezdzie 2 i za¬ sadniczo ustala ona polozenia gniazda.Umocowanie i zwalnianie wkladki skrawajacej w narzedziu skrawajacym dla celów przestawia¬ nia, odwracania lub wymiany wkladki odbywa sie nastepujaco. Gdy sworzen zostanie wkrecony w trzonek przy pomocy odpowiedniego narzedzia, na przyklad klucza szesciokatnego wchodzacego do szesciokatnego gniazda 20 albo 20' na górnym albo dolnym koncu sworznia, nastepuje zetkniecie sie srodkowej czesci stozkowej 17 sworznia z od¬ powiednia stozkowa czescia 14 otworu w trzonku (patrz fig. 2). Gdy wkrecamy dalej sworzen, zo¬ stanie on docisniet-y bocznie w kierunku ku od¬ sadzeniu 12 wneki od osi B—B ku osi A—A.Sworzen dziala tutaj, w znacznym stopniu po- 5 dobnie jak dzwignia o punkcie podparcia w jego dolnej nagwintowanej czesci. Jest widoczne, ze górna cylindryczna czesc wystajaca 18 sworznia 'zostanie przesunieta w bok ku odsadzeniu 12 na odpowiednio wieksza odleglosc anizeli srodkowa io czesc stozkowa, a to z powodu wystepujacego tu¬ taj dzialania dzwigni. Przez przesuniecie czesci wystajacej 18 ku odsadzeniu 12 wkladka zostaje pewnie zamocowana. Wystepuje takze pewien na¬ cisk do dolu, poniewaz wystajaca czesc 18 sworz- is nia przesuwa sie po drodze w przyblizeniu luko¬ wej, to jest zarówno osiowo jak i w bok, w miare jak sworzen jest dociagany.' W praktyce przesuniecie osi srodkowej A—A wzgledem B—B musi byc tylko rzedu kilku ty- 20 siecznych czesci • cala. Przesuniecie to zostalo przedstawione przesadnie na fig. 2 i 3 w celu lep¬ szego zilustrowania. Stwierdzono, ze to bardzo male przesuniecie wystarcza dla pewnego umoco¬ wania wkladki przy wykonaniu niepelnego ob- 25 rotu sworznia 3. Nalezy zauwazyc, co jest w szczególnosci pokazane na rys. 3, ze zwoje gwintu w dolnej czesci sworznia tworza beczul- kowaty albo wypukly kontur na swoich zewnetrz¬ nych srednicach. 30 Wypuklosc powierzchni zwója gwintu sworznia jest przesadzona na rys. 3 w celu lepszego zilu¬ strowania. Róznica w srednicy najszerszej i naj¬ wezszej czesci gwintu nie musi byc wieksza od kilku tysiecznych czesci cala. (podobnie jak prze- 35 suniecie w otworze trzonka). Ponadto sworzen posiada niewielka liczbe zwoi gwintu tak, ze wze- bienie gwintów sworznia i trzonka jest ograni¬ czone.Wreszcie luz miedzy srednica podzialowa gwin- 40 tu sworznia i odpowiednia srednica gwintu otwo¬ ru w trzonku powoduje stosunkowo luzne polacze¬ nie gwintowe. Te trzy cechy charakterystyczne, wypuklosc gwintu, oraz ograniczone i luzne pola¬ czenie gwintów umozliwiaja sworzniowi obracanie 45 sie gdy jest on dociagany (albo luzowany), i prze¬ suwanie sie w bok ku przytrzymujacemu odsadze¬ niu jednoczesnie z jego ruchem osiowym na sku¬ tek wkrecania.Jak widac na rys. 2 kat zbieznosci sworznia 50 3 jest nieco wiekszy anizeli odpowiedni kat zbiez¬ nosci otworu 14. Celem tej zaleznosci miedzy ka¬ tem sworznia i katem otworu w trzonku jest za¬ pewnic zetkniecie sie sworznia z trzonkiem w punkcie jak najblizszym wkladki, to jest 55 w najwyzszym punkcie czesci stozkowej sworznia, a to w celu otrzymania mozliwie najsilniejszego oparcia dla czesci wystajacej 18 która dociska wkladke do odsadzenia 12, oraz zapewnic sto¬ sunkowo ograniczona powierzchnie styku sworznia 60 z. trzonkiem w celu ulatwienia bardziej szcze¬ gólowego okreslenia róznych wymiarów koniecz¬ nych dla sworznia i trzonka, aby otrzymac pewne zamocowania wkladki.Jak widac takze na rys. 2 kat miedzy odsadze- 65 niem 12 i podstawa 13 wneki jest nieco mniej-57426 szy od 90°, a to dla zapewnienia wlasciwego opar¬ cia wkladki na krawedzi skrawajacej. W prakty¬ ce kat zawarty miedzy odsadzeniem i podstawa wynosi okolo 88° — 90°. Nalezy równiez zauwazyc, ze najwyzsza czesc wystajacej czesci cylindrycznej 18 sworznia 3 ma nieco mniejsza srednice celem otrzymania luzu 21, wynoszacego na przyklad kil¬ ka tysiecznych czesci cala.Czesc wystajaca 18 styka sie z tego powodu z mniejsza osiowo czescia wkladki anizeli po¬ wierzchnia styku wkladki z odsadzeniem. W ten sposób na wkladke zamocowana w uchwycie wy¬ wierany jest moment dociskajacy ostrze i wy¬ stajaca krawedz tnaca wkladki do dolu i do tylu, dajac pewne umocowanie wkladki w polozeniu skrawajacym zdolne zniesc naprezenia wystepuja¬ ce w czasie operacji obróbki.Zaleta niniejszego wynalazku^ polega na stwo¬ rzeniu mozliwosci -mocowania wkladek skrawaja¬ cych zarówno o dodatnim jak i ujemnym kacie natarcia. Wkladki przedstawione na fig. 1—3 sa pospolicie zwanymi wkladkami o „ujemnym ka¬ cie natarcia", to jest wkladkami w których po¬ wierzchnie boczne 7 sa prostopadle do równoleg¬ lych powierzchni 5 i 6. Do skrawania przy do¬ datnim kacie natarcia musza byc stosowane wkladki o dodatnim kacie natarcia typu przedsta¬ wionego na rys. 4 i 5.Wkladka tego typu posiada powierzchnie bocz¬ na nie prostopadla do powierzchni równoleglych wkladki. Jak pokazano na rys. 5 górna powierz¬ chnia równolegla 30 wkladki 31 tworzy kat ostry z powierzchnia boczna 32 wkladki* dajac w ten sposób dodatni kat natarcia na powierzchnie obra¬ bianego przedmiotu. Odsadzenie 33 jest zasadniczo równolegle do powierzchni 32 chociaz, tak jak w przypadku wkladek o ujemnym kacie natarcia (fig. 1—3) kat pochylenia odsadzenia powinien byc raczej nieco mniejszy od kata pochylenia powierz¬ chni 32 wkladki. Mocowanie takich wkladek o do¬ datnim kacie natarcia za pomoca znanych uchwy¬ tów typu sworzniowego jest znacznie trudniejsze z powodu tendencji takich wkladek do podnosze¬ nia sie po odsadzeniu trzonka zwiazanego z kato¬ wym albo stozkowym stykiem (rys. 5) miedzy wkladka i odsadzeniem.Uchwyty typu sworzniowego wedlug niniejszego wynalazku moga byc uzywane do pewnego moco¬ wania wkladek o dodatnim kacie natarcia w na¬ rzedziu skrawajacym przedstawionym na fig. 4 i 5. Jak pokazano wkladka 31 i gniazdo 34 sa mo¬ cowane przez sworzen 35 w ten sam sposób jaki zostal opisany w zwiazku z wykonaniem wynalaz¬ ku wedlug fig. 1—3,' a cechy charakterystyczne sworznia i otworu w trzonku oraz ich polaczenie wzajemne sa zasadniczo takie same jak opisano.Jednakze jak widac na rys. 5, górna wystajaca czesc sworznia 35 posiada czesc stozkowa 35 sty¬ kajaca sie z odpowiednia powierzchnia stozkowa 37 w otworze srodkowym wkladki. Kat stozka otworu wkladki powinien byc w przyblizeniu rów¬ ny albo nieco wiekszy od kata zawartego miedzy górna powierzchnia równolegla 30 i powierzchnia boczna 32 wkladki. I znów, podobnie jak na fig. 1—3, odsadzenie 33 tworzy kat równy jeden lub 6 dwa stopnie z powierzchnia boczna 32 wkladki o dodatnim kacie natarcia.Os A—A czesci stozkowej otworu w trzonku jest przesunieta w bok ku ddsadzeniu wzgledem 5 osi B—B pozostalej albo nagwintowanej czesci otworu w trzonku. Przesuniecie to jest takie same jak zobrazowane w wykonaniu wedlug fig. 1—3.Jednakze zaleca sie w przypadku narzedzi skra¬ wajacych o dodatnim kacie natarcia typu pokaza¬ lo nego na fig. 5, aby dla zapewnienia silnego do¬ cisku sworznia do wkladki, linia srodkowa, albo os C—C wkladki 31 byla przesunieta w bok, w kierunku od odsadzenia 33, gdy wkladka jest w polozeniu zamocowania. 15 Cecha ta, szczególnie korzystna dla narzedzi o dodatnim kacie natarcia, moze byc takze stoso¬ wana dla narzedzi o ujemnym kacie natarcia, gdy na przyklad wkladki maja bardzo male wymiary.Na ogól, w narzedziach skrawajacych wedlug wy- 20 nalazku os otworu we wkladce (C—C na fig. 5) powinna albo pokrywac sie z osia czesci nagwin¬ towanej otworu w trzonku, albo byc przesunieta w bok od odsadzenia wzgledem osi czesci nagwin¬ towanej otworu. 25 Fig. 6 przedstawia dalsze przyklady wykonania narzedzia w którym nie stosuje sie gniazda dla wkladki skrawajacej. Budowa i dzialanie narze¬ dzia sa takie same jak pokazano na fig. 1 i 3, z wyjatkiem pominiecia gniazda i tej czesci sworz- 30 nia, która sluzy do zamocowania gniazda w trzon¬ ku narzedzia skrawajacego. Sworzen 40 posiada czesc wystajaca 41, która dociska, w polozenia za¬ mocowania wkladke 42 do odsadzenia 43 trzon¬ ka 44. Linia srodkowa lub os czesci stozkowej 35 otworu 45 w trzonku jest przesunieta w kierun¬ ku odsadzenia 43 wzgledem linii srodkowej pozo¬ stalej nagwintowanej czesci otworu w trzonku, podobnie jak to ma miejsce w wykonaniach po¬ kazanych na rys. 2 i 5. 40 Fig. 7, 8, i 9 przedstawiaja dalsze przyklady wykonania wynalazku do mocowania odpowiednio trójkatnych, okraglych i kwadratowych wkladek.Na fig. 7 trójkatna wkladka 50 jest dociskana do odsadzenia 51. Na fig. 8 okragla wkladka 52 jest 45 dociskana do odpowiednio zakrzywionego odsadze¬ nia 53. Przesuniecie linii srodkowej w otworze trzonka jest w kierunku linii przepolawiajacej od¬ sadzenie 53. Na fig. 9 kwadratowa wkladka 54 jest zamocowana w gniezdzie utworzonym przez 50 dwa odsadzenia 55 i 56. Aby zapewnic ciasne pa¬ sowanie wkladki w obu odsadzeniach te ostatnie sa wyciete w 57. Linia srodkowa otworu w trzon¬ ku jest w tym wykonaniu przesunieta w kierunku linii na której oba odsadzenia teoretycznie sie 55 lacza. PL