SK24095A3 - Reamer - Google Patents

Description

Oblasť te c hniky

Vynález sa týka výstružníka s najmenej jednou reznou doštičkou a s dvoma k nej priradenými vodiacimi lištami podľa predvýznaku hlavného nároku 1.

Doterajší stav techniky

Výstružníky podľa tu uvažovaného druhu slúžia na jemné opracovanie plôch otvorov s cieľom dosiahnutia veľmi presnej geometrie otvoru pri veľmi vysokej kvalite povrchu. Preto sú výstružníky tohoto druhu vybavené dvoma vodiacimi lištami, ktoré, rovnako ako rezná doštička, sú vsadené do drážok, umiestnených na vonkajšom obvode výstružníka. Hlavná a vedľajšia rezná hrana reznej doštičky, ktoré sú v styku so stenou otvoru, vyčnievajú z povrchu výstružníka o niečo viac ako vodiace lišty. Toto usporiadanie slúži nato, aby sa zabránilo príliš veľkým prítlačným silám na povrch vodiacich líšt, takže opracovávaná stena otvoru sa nepoškodí a nástroj je pritom v otvore optimálne vedený .

Existuje základný poznatok pri opracovaní povrchu otvorov, podľa ktorého po prvom vložení reznej doštičky do výstružníka, na začiatku opracovania otvorov, nastáva takzvané počiatočné opotrebenie, ktoré je podstatne vyššie, ako následné opotrebenie. Je preto potrebné po určitom čase vysunutie reznej doštičky z telesa výstružníka dodatočne nastaviť, aby sa korigovalo počiatočné opotrebenie a dosiahol sa požadovaný rozmer otvoru. Počas prvého opracovania plôch otvorov vyčnieva rezná doštička nad povrchom vodiacich líšt viac ako po počiatočnom opotrebení. Tým vzniká relatívne nepresné vedenie výstružníka vo vnútri opracovávaného otvoru, takže geometria, napríklad kruhovitosť otvoru, ale aj drsnosť povrchu opracovávaného otvoru nespĺňajú kladené požiadavky. Počas vyššieho počiatočného opotrebenia sa nedajú splniť zvlášť vysoké požiadavky na geometriu a drsnosť povrchu otvoru, z tohoto dôvodu sa pre korekciu počiatočného opotrebenia robí časté dodatočné nastavovanie, čo vedie k nehosPV-Z'rÔ/ciS'

- 2 podáme j výrobe.

Podstata vynálezu

Cieľom vynálezu je preto vytvorenie výstružníka, ktorý nemá žiadnu z uvedených nevýhod a pri ktorom zvlášť počiatočné opotrebenie nie je prakticky väčšie ako následné opotrebenie. Táto úloha je vyriešená pri výstružníku, ktorý má význaky podľa nároku 1. Tým, že sa vytvorí dodatočná časť chrbtovej plochy, nadväzujúca bezprostredne na vedľajšiu reznú hranu reznej doštičky a vykazuje veľmi plochý uhol chrbta, sa v oblasti vedľajšej reznej hrany reznej doštičky vytvorí dodatočná vodiaca plocha, takže výstružník sa počas opracovania povrchu otvoru môže zvonku opierať o vodiace lišty aj na tomto mieste. Vedie to k pokojnému a rovnomernému pohybu nástroja v otvore,takže opotrebenie reznej doštičky počas opracovania otvorov je veľmi rovnomerné. Zvlášť známe, zjavne podstatne vyššie počiatočné opotrebenie počas prvého opracovania otvorov, sa týmto spôsobom dá prakticky úplne vylúčiť. Po prvom použití výstružníka nie je tiež nutné žiadne dodatočné nastavovanie, ako je to v prípade doterajších nástrojov.

Zvlášť výhodné je príkladné vyhotovenie výstružníka, pri ktorom je uhol dodatočnej časti chrbtovej plochy asi l°.To znamená, že chrbtová plocha je za vedľajšou reznou hranou z pohľadu proti smeru otáčania nástroja sklonená pod uhlom 1°. Tento malý sklon chrbtovej plochy vedie k tomu, že pri opracovávaní povrchu otvoru chrbtová plocha slúži pre reznú doštičku a tým pre celý nástroj ako vodiaca plocha.

Ďalej je výhodné príkladné vyhotovenie výstružníka vyznačujúceho sa tým, že šírka dodatočnej chrbtovej plochy, meraná priečne k vedľajšej reznej hrane je prednostne 8/100 mm. Takto sa zabezpečí, že účinkom dodatočných chrbtových plôch nevznikajú na povrchoch opracovávaných otvorov príliš vysoké prítlačné sily.

Ďalej je výhodné vyhotovenie výstružníka, ktorého rezná doštička je vyhotovená ako otočná. Toto vyhotovenie umožňuje

- 3 reznú doštičku po opotrebení z nástroja vybrať a po otočení o 180° znovu do nástroja vložiť, pričom hrany reznej doštičky, protiľahlé doterajšej hlavnej a vedľajšej reznej hrane, môžu teraz slúžiť ako nová hlavná a vedľajšia rezná hrana.

Nakoniec je výhodné vyhotovenie výstružníka, pri ktorom je rezná doštička vytvorená ako šesťhran. Vytvorí sa šesť hlavných a šesť vedľajších rezných hrán, takže relatívne drahý materiál reznej doštičky sa môže použiť viackrát.

Ďalšie výhodné vyhotovenia vyplývajú z ostatných vedľajších nárokov.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Podstata vynálezu je v ďalšej časti bližšie vysvetlená pomocou obrázkov. Obrázky predstavujú:

Obrázok	1	pohľad na prednú stranu prvého príkladu vyhotovenia reznej doštičky;
Obrázok	2	rez reznou doštičkou podľa obrázku 1 pozdĺž čiary II - II;
Obrázok	3	značne zväčšený čiastočný pohľad na reznú hranu reznej doštičky podľa obrázkov 1 a 2;
Obrázok	4	schematický pohľad na prednú stranu ďalšieho príkladu vyhotovenia reznej doštičky;
Obrázok	5	pohľad na prednú stranu výstružníka s jednou doštičkou ;
Obrázok	6	diagram, v ktorom je vynesená závislosť zvoleného rozmeru opracovávaného otvoru na trvanlivosti reznej doštičky podľa obrázku 1;
Obrázok	7	diagram, z ktorého je vidieť povrch otvoru dosiahnuteľný pomocou výstružníka podľa predmetu vynálezu;
Obrázok	8	diagram, v ktorom je vynesená závislosť rozmeru otvoru na trvanlivosti reznej hrany pri použití doterajších výstružní kov.

- 4 Príklady uskutočnenia vynálezu

Obrázok 1 predstavuje v čelnom pohľade reznú doštičku 1 v podstate v tvare pravouhlého rovnobežníka, pričom je vidieť prednú stranu, prípadne čelo doštičky 7. Pravá horná hrana reznej doštičky 1 je zošikmená. Na tomto mieste je hlavná rezná hrana 3, na ktorú nadväzuje vedľajšia rezná hrana 5, ktorá prebieha pozdĺž hrany reznej doštičky l.Pri opracovávaní otvoru sa rezná doštička 1 upína do výstružníka takým spôsobom, že hlavná rezná hrana 3 sa zasúva do opracovávaného otvoru ako prvá a odrezáva materiál zo steny otvoru. Jemnejšie opracovanie povrchu otvoru sa potom uskutočňuje v oblasti vedľajšej reznej hrany 5. Pri opracovávaní otvoru pomocou tejto zobrazenej reznej doštičky 1 sa oddeľujú triesky s hrúbkou asi 1,5/10 mm.

Rezná doštička je tu zobrazená ako otočná. To znamená, že oproti hlavnej reznej hrane 3 sa diagonálne oproti nachádza ďalšia hlavná rezná hrana 3* , na ktorú sa napája odpovedajúca vedľajšia rezná hrana 5- . Akonáhle sa hlavná a vedľajšia rezná hrana 3 a 5 opotrebia, rezná doštička 1 sa môže vložiť do výstružníka pootočená o 180°, takže sa môže použiť doteraz nepoužívaná hlavná a vedľajšia rezná hrana 3> a 5> .

Na čelnej ploche reznej doštičky 7 je umiestnená upínacia drážka 9,ktorá má v podstate tvar V.Najhlbší bod upínacej drážky 9 je zvýraznený čiarou 11. Do upínacej drážky 9 zasahuje známym spôsobom upínacia lišta, pomocou ktorej sa rezná doštička 1 upína do jednej z drážok, umiestnenej na vonkajšom obvode výstružníka .

Z dôvodu prehľadnosti na obrázku 1 nie je znázornené, že pozdĺž hrán 13 a 13' môžu byť na čelnej ploche doštičky 7 umiestnené napínacie vodiace plochy triesok, ktoré slúžia na ovplyvnenie triesok odoberaných zo steny otvorov.

Obrázok 2 znázorňuje veľmi schematicky čelný pohľad na reznú doštičku 1, z ktorého je zrejmá jej základná konštrukcia. Podstatné je to, že šírka čelnej plochy reznej doštičky 7 je väčšia ako šírka zadnej plochy 15 reznej doštičky _1.Plochy nadväzujúce na vedľajšie rezné hrany 5 prípadne 5- sa označujú ako

- 5 chrbtové plochy 17 a 17·. Celkove je zrejmé, že prierez reznej doštičky 1 je v podstate 1 ichobežníkový. Čiarou je na obrázku 2 znázornená upínacia drážka 9.

Obrázok 3 predstavuje rez cez reznú doštičku 1 v oblasti vedlajšej reznej hrany 5,vo veľkom zväčšení. Pri tomto zväčšení je zrejmé, že chrbtová plocha 17 má viaceré oblasti:

Zreteľne rozoznateľná je prvá oblasť 1.9 chrbtovej plochy, ktorá od reznej hrany 5 doľava klesá pod uhlom asi 7°oproti znázornenej horizontálnej čiare 21. Prvá oblasť 19 chrbtovej plochy nesiaha až po vedľajšiu reznú hranu 5. Na tomto mieste je druhá oblasť 23 chrbtovej plochy, bezprostredne hraničiaca s vedľajšou reznou hranou 5, ktorej uhol sklonu, nazývaný uhol chrbta, je menší ako uhol prvej oblasti 19 chrbtovej plochy. Uhol chrbta dodatočnej oblasti 23 chrbtovej plochy má výhodne veľkosť 1° Jeho veľkosť môže byť v rozsahu 0,5° až 1,5°.

Na prvú oblasť chrbtovej plochy 1? nadväzuje tretia oblasť

2.5 chrbtovej plochy, ktorá so znázornenou vodorovnou čiarou 21 zviera uhol chrbta napríklad 15°, ktorý je väčší ako uhol chrbta prvej oblasti 19 chrbtovej plochy.

Z obrázku 3 je zrejmé, že vedľajšia rezná hrana 5 je priesečníkom dvoch rovín, z ktorých jedna splýva s čelnou plochou reznej doštičky 7 a druhá rovina splýva s dodatočnou oblasťou 2_3 chrbtovej plochy.

Šírka b2 druhej oblasti 23 chrbtovej plochy,meraná od vedľajšej reznej hrany 5, je výhodne 8/100 mm. Šírka môže byť približne v rozsahu 6/100 mm až 1/10 mm.

Celková šírka bi prvej oblasti 1_9 chrbtovej plochy, meraná od vedľajšej reznej hrany 5, je napríklad 0,8 až 1 mm, pričom tento rozmer zahrňuje aj šírku b2 . Tretia oblasť 2.5 chrbtovej plochy sa rozprestiera až po zadnú stranu 15 reznej doštičky 1.

Obrázok 4 zobrazuje veľmi schematicky pôdorysný pohľad na prednú stranu reznej doštičky 1.0, ktorá je vytvorená ako mnohouholník, v tomto prípade ako šesťuholník.V oblasti každého rohu je jedna hlavná rezná hrana 30 a na ňu nadväzujúca vedľajšia rezná hrana .50, takže na tu zobrazenej reznej doštičke 10 je celkove šesť hlavných a vedľajších rezných hrán. Na prednej

- Ó strane 70 reznej doštičky 10 môžu byť zárezy, slúžiace na upevnenie reznej doštičky 10 do vhodnej drážky, nachádzajúcej sa v základnom telese príslušného výstružníka.

Oblasti chrbtovej plochy v oblasti vedľajšej reznej plochy 50 sú vytvorené identicky ako pri reznej doštičke 1, takže je ich možné vidieť na zväčšenom reze podľa obrázku 3.To teda znamená, že na vedľajšiu reznú hranu 50 nadväzuje dodatočná oblasť 23 chrbtovej plochy, ktorá má sklon 1°.Na ňu nadväzuje prvá oblasť 19 chrbtovej plochy s uhlom chrbta 7°. Táto nakoniec prechádza do tretej oblasti 25 chrbtovej plochy s uhlom chrbta 15°.

Obrázok 5 predstavuje schematický pôdorysný pohľad na čelnú plochu výstružníka 31, na ktorého obvodovej stene 33 je prvá drážka 35 pre umiestnenie reznej doštičky 1,druhá drážka 37 pre umiestnenie prvej vodiacej lišty 39 a tretia drážka 41 pre umiestnenie druhej vodiacej lišty 43. Myslená os 45 prvej vodiacej lišty 39 zviera s myslenou zvislou osou 47, prechádzajúcou cez vedľajšiu reznú hranu 5 reznej doštičky 1 uhol asi 40°.Druhá vodiaca lišta 43 leží diametrálne oproti reznej doštičke 1,.

Smer otáčania výstružníka 31 pri opracovávaní otvoru je na obrázku 5 vyznačený šípkou.Pri tomto otáčaní hlavná a vedľajšia rezná hrana 3 a 5 unášajú triesky od steny otvoru.

Pri rotácii výstružníka 31 vonkajšia hrana reznej doštičky 1 opisuje takzvanú obežnú kružnicu 49, ktorej priemer je väčší ako priemer obežnej kružnice vonkajších plôch vodiacich líšt 39 a 43. To znamená,že rezná doštička 1 v radiálnom smere vyčnieva z obvodovej steny 33 výstružníka 31 viac ako povrchy vodiacich líšt 39 a 43.

Pri opracovávaní otvoru pôsobia na hlavnú reznú hranu 3 a vedľajšiu reznú hranu 5 reznej doštičky 1. sily prenášané na výstružník a spôsobujúce klopenie, z dôvodu ktorého sa zadná hrana 5_1 prvej vodiacej lišty 39 a predná hrana 53 druhej vodiacej lišty 43 dostávajú do styku so stenou otvoru.Pritom však treba vychádzať zo skutočnosti, že hrany 51 a 53 sú vytvorené ako zaoblené oblasti, takže pri opretí výstružníka 31 nevzniknú poškodenia povrchov otvorov. Pri klopnom pohybe výstružníka 31 sa čelná plocha 7 reznej doštičky 1 vychýli z polohy kolmice

- 7 47, takže chrbtová plocha 17 sa dostane bližšie k stene opracovávaného povrchu. Je zrejmé, že chrbtová plocha 17 slúži nato aby sa predišlo k styku so stenou otvoru a tým poškodeniu opracovávanej steny otvoru.

Prídavná oblasť 23 chrbtovej plochy reznej doštičky 1 slúži skoro ako dosadacia plocha a tým ako dodatočné vedenie výstružníka 31 v opracovávanom otvore. Výstružník 3_1 dosadá teda na stenu otvoru jednak dodatočnou oblasťou 23 chrbtovej plochy, ďalej prvou vodiacou lištou 39 a nakoniec druhou vodiacou lištou 43.

Pomocou špeciálneho tvarovania chrbtovej plochy 17 sa v oblasti reznej doštičky 1 vytvorí presne definovaná dosadacia plocha. To isté platí so všetkým tiež vtedy, keď je rezná doštička vytvorená ako šesťhran a má tiež tvar podľa obrázku 4.

Výstružník 31 je z dôvodu špeciálneho tvarovania reznej doštičky v opracovávanom otvore optimálne vedený, takže vytvára vynikajúcu geometriu otvoru a zvlášť dobrú kvalitu povrchu.

Nástroj sa v opracovávanom povrchu pohybuje kľudne, takže aj počiatočné opotrebenie sa redukuje ne minimum. Pri nastavení vysunutia aktívnej reznej hrany reznej doštičky oproti vodiacim lištám už nie je nutné doterajšie zohľadnenie počiatočného opotrebenia. Z dôvodu malého vysunutia sa opisovaný klopný pohyb výstružníka 3.1 v otvore redukuje,čím sa geometria otvoru a kvalita jeho povrchu dodatočne zlepší.

Pomocou špeciálneho tvaru chrbtovej plochy reznej doštičky 1 sa vylúči predovšetkým nadmerná veľkosť počiatočného opotrebenia, prevyšujúceho zvyčajné opotrebenie, takže okrem menovaných výhod sa dodatočne dá zistiť, že na výstružníku 31 nie je nutné robiť dodatočné nastavovanie. Dá sa zistiť, že rezná doštička 1 je v základnom telese výstružníka 3J. upevnená tak, že vonkajší rozmer výstružníka 31, definovaný aktívnou reznou hranou a protiľahlou vodiacou lištou 43, je nastaviteľný.

Uvedené výhody výstružníka 31 dokumentuje obrázok 6, na ktorom diagram a na ňom je zobrazená drsnosť RZ v závislosti od trvanlivosti v metroch. Je zrejmé,že kvalita povrchu pri trvanlivosti 6 m ostáva prakticky zachovaná. Zvlášť sa ukazuje, že

ΡΤ Ζ^ο/^ζ' po prvom použití výstružníka 31, teda až po dosiahnutie trvanlivosti asi lm a až po trvanlivosť 6 m, nenastáva prakticky žiadna zmena drsnosti.

To isté vyplynie pri posudzovaní priemeru otvoru,dosiahnuteľného pomocou výstružníka 31., čo bude vysvetlené bližšie pomocou obrázku 7. Na tomto obrázku je uvedená závislosť priemeru otvoru na trvanlivosti vyjadrenej v metroch. Ukazuje sa, že priemer otvoru v priebehu celej trvanlivosti, napríklad z danej veľkosti 20,407 mm klesol na 20,404 mm, pričom hlavne počas prvého nasadenia nástroja sa nepozoruje žiadne počiatočné opotrebenie. Pomocou obrázku 8 je napríklad vidieť, že rozmer otvoru dosiahnuteľný pomocou doterajšieho výstružníka počas trvanlivosti 6 m, veľmi poklesol. Pritom je zvlášť výrazné počiatočné opotrebenie, vznikajúce po dosiahnutie trvanlivosti 1 m, ktoré si bezpodmienečne vyžaduje dodatočné nastavenie vonkajšieho polomeru nástroja.

Z porovnania obrázkov 7 a 8 je zreteľne vidieť, že úpravou chrbtovej plochy reznej doštičky sa počiatočné opotrebenie prakticky úplne odstráni. Opotrebenie reznej doštičky počas celej trvanlivosti ostáva prakticky rovnaké.

Ďalej je zrejmé, že výstružník môže byť vybavený tiež viacerými reznými doštičkami, usporiadanými za sebou pozdĺž osi. Týmto viacerým rezným doštičkám môžu byť potom priradené dve vodiace lišty, tak ako to bolo vysvetľované podľa obrázku 5.

Nakoniec je tiež možné, že výstružník je vyhotovený ako stupňovitý výstružník, pri ktorom sú použité viaceré rezné doštičky, slúžiace na opracovanie stupňovitých otvorov a ktoré majú tvar podľa predchádzajúceho popisu.

Vo všetkých prípadoch sa ukazuje ten istý fenomén:

Počiatočné opotrebenie rezných doštičiek, ktoré je pri doterajších nástrojoch zvlášť výrazné počas trvanlivosti reznej hrany do 1 m, sa prakticky neodlišuje od opotrebenia, ktoré vzniká počas trvanlivosti od 1 m do 6m. Vo všetkých prípadoch môže osobitne tvarovaná chrbtová plocha,zvlášť jej dodatočná oblasť, vyznačujúca sa veľmi malým uhlom chrbta, slúžiť ako dodatočná vodiaca plocha, napomáhajúca optimálnej stabilizácii nástroja v

- 9 opracovávanom otvore.Vylúčení m zvlášť veľkého počiatočného opotrebenia sa môže vysunutie aktívnej reznej hrany oproti vodiacim lištám minimalizovať, takže popisovaný klopný pohyb nástroja je vo všetkých prípadoch značne redukovateľný, takže geometria a drsnosť povrchu opracovávaného otvoru odpovedá najvyšším požiadavkám.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Výstružník s najmenej jednou reznou doštičkou a dvoma priradenými vodiacimi lištami, pričom rezná doštička má najmenej jednu hlavnú reznú hranu hranu a v oblasti hlavnej je chrbtová plocha, ktorá prvú oblasť so sklonom t ý m,že vedľajšej reznej a na ňu naväzujúcu reznej hrany má v oblasti asi 7°, v hrane (5, 5· vedľajšiu a vedľajšej reznej vedľajšej reznej yznačujúc ; 50) je priradená reznú hrany hrany i bezprostredné je na ňu naväzujúca druhá dodatočná oblasť (23) chrbtovej plochy,do ktorej prechádza prvá oblasť (19) chrbtovej plochy a má uhol chrbta,ktorý je podstatne menší ako uhol chrbta prvej oblasti (19) chrbtovej plochy.
2. 2. Výstružník podľa nároku 1,vyznačuj úci sa tým, že uhol chrbta druhej dodatočnej oblasti (23) chrbtovej plochy je s veľkosťou 0,5° až 1,5°, prednostne asi 1°.
3. 3. Výstružník podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý m, že šírka (bž ) druhej dodatočnej oblasti (23) chrbtovej plochy, meraná priečne na vedľajšiu reznú hranu (5, 5> ; 50) je s veľkosťou 6/100 mm až 1/10 mm, prednostne 8/100 mm.
4. 4. Výstružník podľa jedného z nárokov 1 až 3,vyznačuj úc i sa t ý m, že je opatrený treťou oblasťou (25) chrbtovej plochy, naväzujúcou na prvú oblasť (19) chrbtovej plochy a má uhol chrbta, ktorý je väčší ako uhol chrbta prvej oblasti (19) chrbtovej plochy a má prednostne veľkosť asi 15°.
5. 5. Výstružník podľa predchádzajúcich nárokov,v yznačujúc i sa t ý m, že rezná doštička (1) je vytvorená v podstate ako pravouhlý rovnobežník a vedľajšia rezná hrana (5; 5·) prebieha pozdĺž jej pozdĺžnej hrany (13; 13·).
6. 6. Výstružník podľa nároku 5,v yznačujúci sa tým, že rezná doštička (1) je vytvorená ako otočná a na diagonálných protiľahlých rohoch má hlavnú reznú hranu (3; 3-),ktorá prechádza do príslušnej vedľajšej reznej hrany (5; 5·).
7. 7. Výstružník podľa jedného z nárokov 1 až 4,v yznačujúci sa t ý m, že rezná doštička (10) je vytvorená ako mnohouholník, prednostne šesťhran, pričom každá hrana slúži ako hlavná rezná hrana (30), na ktorú naväzuje vedľajšia rezná hrana (50) .