CS248031B2 - Ring cutter - Google Patents

Abstract

An annular cutter (10) has a cylindrical side wall (14) provided with cutting teeth (16) spaced circumferentially around its lower end, the inner periphery of each tooth being radially relieved (42) to provide a relatively narrow margin (a) at the inner side of each tooth directly behind the cutting edge (22) thereof. <IMAGE>

Description

Vynález se týká prstencové frézy pro obrábění otvorů do obrobků.The invention relates to an annular cutter for machining holes in workpieces.

Jedním z běžných problémů, souvisejících s prstencovými frézami, je opotřebování a vylamování radiálně vnitřních hran zubů frézy. Bylo zjištěno, že tento problém vzniká proto, že v průběhu obráběcí operace dochází к zadržování kovových třísek mezi vnitřním povrchem zubů frézy a vnějším povrchem středového špalíku, vytvářeného v obrobku prstencovou frézou. Tyto třísky se hromadí a napékají na vnitřní povrch frézy za čelními břity zubů frézy. Napékání kovu na vnitřní povrch zubů frézy vyvolává značné tření a zvyšuje točivý moment, potřebný pro otáčení frézy. Má to rovněž za následek vývin značného přídavného tepla a vznik nadměrného opotřebení, čímž se urychluje poškození frézy vylamováním zubů a praskáním.One of the common problems associated with annular milling cutters is the wear and breaking of the radially inner edges of the milling cutter teeth. It has been found that this problem arises because, during the machining operation, metal chips are retained between the inner surface of the milling teeth and the outer surface of the center block formed in the workpiece by the annular cutter. These chips accumulate and creep on the inside surface of the cutter behind the cutting edges of the cutter teeth. Baking the metal to the inside surface of the milling teeth causes considerable friction and increases the torque required to rotate the milling cutter. This also results in the generation of considerable additional heat and excessive wear, thereby accelerating damage to the cutter by tooth breaking and cracking.

Úkolem vynálezu je vyřešit problém opotřebení, vylamování, přehřívání a praskání prstencových fréz, к němuž dochází v důsledku zadržování třísek na vnitřním povrchu frézy. Přesněji řečeno je úkolem vynálezu vytvoření prstencové frézy tak, aby obvod jejího vnitřního tělesa měl minimální styk se středovým špalíkem vytvářeným _.v obrobku.·..........SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problem of wear, chipping, overheating and cracking of annular cutters due to chip retention on the internal surface of the cutter. More specifically, it is an object of the invention to provide an annular cutter such that the circumference of its inner body has minimal contact with the center block formed in the workpiece.

Prstencová fréza, jíž se týká vynález, je tvořena tělesem s obecně válcovou prstencovou stěnou, opatřená na svém spodním čele větším počtem řezacích zubů, uspořádaných v obvodových roztečích, a stejným počtem spirálových drážek, probíhajících mezi jednotlivými sousedními zuby na jejím vnějším obvodě směrem nahoru. Každý zub frézy má alesipoň jednu radiálně probíhající řeznou hranu, tvořenou spodním čelem zadní stěny radiální mezizubové drážky, která je provedena mezi sousedními zuby a probíhá radiálně směrem ven od vnitřního povrchu prstencové stěny к vnější spirálové drážce mezi sousedními zuby. Radiální zadní stěna každé mezizubové drážky vede z radiální vnitřní části každé řezné hrany směrem nahoru.The annular cutter to which the invention relates consists of a generally cylindrical annular wall body having a plurality of cutting teeth arranged at circumferential pitches at its lower face and an equal number of helical grooves extending upwardly between adjacent teeth on its outer periphery. Each cutter tooth has at least one radially extending cutting edge formed by the lower face of the rear wall of the radial interdental groove that extends between adjacent teeth and extends radially outwardly from the inner surface of the annular wall to the outer spiral groove between adjacent teeth. The radial rear wall of each interdental groove extends upwardly from the radial inner portion of each cutting edge.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že vnitřní povrch každého zubu prstencové frézy je opatřen v radiálním směru odlehčovací drážkou, provedenou obvodově směrem dozadu až do vnitřní mezizubové drážky a na vnitřním okraji vnitřní řezné hrany každého zubu je vytvořena fazetka, probíhající obvodově dozadu a nahoru z vnitřní řezné hrany. Odlehčovací drážka má maximální radiální hloubku 0,65 mm. Fazetka má obvodovou šířku v rozmezí od 0,25 do 1,5 mm. Odlehčovací drážka zasahuje nahoru alespoň tak vysoko jako horní konec vnější mezizubové drážky. Odlehčovací drážka vytvořená válcovou frézou je vymezena kruhovým obloukem. U provedení, u něhož je odlehčovaací drážka vymezena kruhovým obloukem, má fazetka (a) obvodovou šířku v rozmezí od 0,25 do 0,40 mm. Odlehčovací drážka má u tohoto provedení maximální hloubku 0,40 mm. Vnitřní mezizubová drážka má zadní stěnu skloněnou v obvodovém směru nahoru a fazetka má ve svislém směru jednotnou šířku.SUMMARY OF THE INVENTION The inner surface of each tooth of the annular cutter is provided with a relief groove in the radial direction extending circumferentially back to the inner interdental groove, and a chamfer extending circumferentially rearward and upwardly is formed at the inner edge of the internal cutting edge. cutting edges. The relief groove has a maximum radial depth of 0.65 mm. The chamfer has a peripheral width ranging from 0.25 to 1.5 mm. The relief groove extends upward at least as high as the upper end of the outer interdental groove. The relief groove formed by the milling cutter is defined by a circular arc. In an embodiment in which the relief groove is defined by a circular arc, the chamfer (a) has a peripheral width in the range of 0.25 to 0.40 mm. The relief groove in this version has a maximum depth of 0.40 mm. The internal interdental groove has a rear wall inclined upward in the circumferential direction and the chamfer has a uniform width in the vertical direction.

Výhoda vynálezu spočívá v tom, že vytvořením odlehčovací drážky na vnitřním povrchu každého zubu se odstraňuje nebezpečí zadržování třísek na vnitřním tpovrchu prstencové frézy způsobující její rychlé opotřebování, přehřívání, vylamování zubů a praskání.An advantage of the invention is that by providing a relief groove on the inner surface of each tooth, the risk of chip retention on the inner surface of the annular cutter causing rapid wear, overheating, chipping and cracking is eliminated.

Předmět vynálezu bude dále popsán na příkladu jednoho provedení podle připojených výkresů, kde značí obr. 1 nárys prstencové frézy v provedení podle vynálezu; obr. 2 dílčí čelní pohled na spodní čelo prstencové frézy podle vynálezu; obr. 3 dílčí řez prstencovou frézou v ose 3 — 3 podle obr. 1.The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a front elevation of an annular cutter in an embodiment of the invention; FIG. 2 is a fragmentary front view of a lower face of an annular cutter according to the invention; FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the annular cutter in the axis 3 - 3 of FIG. 1.

Prstencová fréza 10 podle vynálezu (obr. 1) je tvořena dříkem 12 a tělesem s obecně válcovou prstencovou stěnou 14, která je spodním konci boční stěny 14 je vytvořen větší počet řezacích zubů 16, provedených v Obvodových roztečích. Mezi sousedními zuby 16 jsou na stěně 14 vytvořeny nahoru probíhající spirálové drážky 18 (obr. 2), jejichž radiální hloubka se rovná polovině tloušťky stěny 14. Každá spirálová drážka 18 je radiálně souběžná s žebrem 20. V jednom výhodném provedení prstencové frézy 10 podle vynálezu je každý zub 16 opatřen třemi radiálně a obvodově odstupňovanými řeznými hranami, vnitřní řeznou hranou 22, střední řeznou hranou 24 a vnější řeznou hranou 26. Vnitřní řezná hrana 22 a střední řezná hrana 24 jsou vytvořeny na spodních čelech žeber 20, přičemž pro možnost odvodu jimi vytvářených třísek jsou přilehlé části žeber 20 utvářeny s vnitřní mezizubovou drážkou 28 a s vnější mezizubovou drážkou 30. Vnitřní řezná hrana 22 je vymezena spodním čelem zadní stěny 27 vnitřní mezizubové drážky 28 a střední řezná hrana 24 je vymezena spodním čelem zadní stěny 29 vnější mezizubové drážky 30. Vnější řezná hrana 26 je vymezena spodním čelem zadní stěny 31 spirálové drážky 18.The annular cutter 10 according to the invention (FIG. 1) is formed by a shaft 12 and a body with a generally cylindrical annular wall 14 which is formed at the lower end of the side wall 14 by a plurality of cutting teeth 16 provided at circumferential pitches. Between adjacent teeth 16, spiral grooves 18 (FIG. 2) extending upwardly on the wall 14 have a radial depth equal to half the thickness of the wall 14. Each spiral groove 18 is radially parallel to the rib 20. In one preferred embodiment of the annular cutter 10 according to the invention each tooth 16 is provided with three radially and circumferentially spaced cutting edges, an inner cutting edge 22, a middle cutting edge 24, and an outer cutting edge 26. The inner cutting edge 22 and the middle cutting edge 24 are formed on the lower faces of the ribs 20, of the formed chips, the adjacent portions of the ribs 20 are formed with an inner interdental groove 28 and an outer interdental groove 30. The inner cutting edge 22 is defined by the lower face of the rear wall 27 of the inner interdental groove 28 and the central cutting edge 24 is defined by the lower face of the rear wall 29 of the outer interdental groove. The outer cutting edge 26 is defined by the lower face of the rear wall 31 of the spiral groove 18.

Vnitřní řezná hrana 22 a střední řezná hrana 24 jsou vzájemně spojeny obvodově probíhajícím osazením 32 (obr. 3) a střední řezná hrana 24 a vnější řezná hrana 26 jsou vzájemně spojeny zaobleným osazením 34. Tyto tři řezné hrany 22, 24, 26 jsou vertikálně odstupňovány tak, že jsou tvořeny dvojicí podbroušenýoh čel 36, 38, probíhajících z těchto řezných hran 22, 24, 26 obvodově dozadu a směrem nahoru — například pod úhlem asi 8 — 10°. Kromě toho je podbroušené čelo 36 nakloněno radiálně dovnitř a axiálně nahoru a podbroučené čelo 38 je nakloněno radiálně ven a axiálně rovněž nahoru. Tato dvě podbroušená čela. 36, 38 s.e protínají ve vrcholu 40. Má-li být prstencová fréza 10 vystavena velkému úběrovému zatížení, je podbroušené čelo 36 pro248031 vedeno přednostně v radiálním sklonu pod úhlem 4-10° až —3° vůči vodorovné rovině a podbroušené čelo 38 je provedeno přednostně v radiálním sklonu pod úhlem asi — 25° vůči vodorovné rovině.The inner cutting edge 22 and the central cutting edge 24 are connected to each other by a circumferential shoulder 32 (FIG. 3) and the middle cutting edge 24 and the outer cutting edge 26 are connected to each other by a rounded shoulder 34. These three cutting edges 22, 24, 26 are vertically graduated such that they are formed by a pair of relief faces 36, 38 extending from these cutting edges 22, 24, 26 circumferentially rearwardly and upwardly - for example at an angle of about 8-10 °. In addition, the relief face 36 is inclined radially inwardly and axially upwardly and the relief face 38 is inclined radially outwardly and axially also upwardly. These two relief foreheads. 36, 38 intersect at the apex 40. If the annular cutter 10 is to be subjected to a large removal load, the relief face 36 for 248031 is preferably guided at a radial inclination at an angle of 4-10 ° to -3 ° to the horizontal and the relief face 38 is provided. preferably at a radial inclination at an angle of about - 25 ° to the horizontal.

Při vertikálním odstupňování řezných hran 22, 24, 26 větším, než je hloubka záběru na každou otáčku frézy, bude každá z těchto řezných hran řezat samostatnou třísku. Tím, že řezné hrany 22, 24 jsou radiálně nakloněny, budou jimi odřezávané třísky usměrňovány nahoru přes jejich příslušné mezizubové drážky 28, popřípadě 30 do spirálové drážky 18. Podobně bude tříska, odříznutá vnější řeznou hranou 26, usměrněna nahoru do přilehlé spirálové drážky 18, takže všechny třísky jsou spirálovými drážkami 18 odváděny hladce a snadno směrem nahoru.With vertical grading of the cutting edges 22, 24, 26 greater than the cutting depth per revolution of the milling cutter, each of these cutting edges will cut a separate chip. As the cutting edges 22, 24 are inclined radially, the chips to be cut are directed upwards through their respective interdental grooves 28 and 30 respectively to the helical groove 18. Similarly, the chip cut off by the outer cutting edge 26 will be directed upwards to the adjacent helical groove 18, so that all the chips are routed smoothly and easily upwards by the helical grooves 18.

Jak je znázorněno na obr. 9, je vnitřní povrch stěny 14 odlehčen radiálně směrem ven tak, že je v něm vytvořena odlehčovací drážka 42, .přičemž je ponechána malá fazetka a probíhající obvodově směrem dozadu a nahoru z vnitřní řezné hrany 22 každého zubu 16. Odlehčovací drážka 42 je zpravidla vytvořena úběrem kovu z vnitřního obvodu stěny 14 prstencové frézy 10 válcovou frézou a je v tomto případě vymezena kruhovým obloukem 44. Maximální radiální hloubka odlehčovací drážky 42 je 0,65 mm. Je-li vytvořena válcovou frézou, má maximální hloubku 0,40 mm. Za účelem vytvoření odváděči dráhy pro každou třísku, která by se mohla usadit v odlehčovací drážce 42, zasahuje odlehčovací drážka 42 do vnitřní mezizubové drážky 28 následujícího zubu 16 prstencové frézy talk, aby byl vytvořen odváděči průchod 46.As shown in Fig. 9, the inner surface of the wall 14 is relieved radially outwardly so as to form a relief groove 42, leaving a small chamfer extending circumferentially backward and upwardly from the inner cutting edge 22 of each tooth 16. The relief groove 42 is generally formed by removing metal from the inner periphery of the wall 14 of the annular cutter 10 with a cylindrical cutter and in this case defined by a circular arc 44. The maximum radial depth of the relief groove 42 is 0.65 mm. When made with a cylindrical cutter, it has a maximum depth of 0.40 mm. In order to create a discharge path for each chip that could be seated in the relief groove 42, the relief groove 42 extends into the internal interdental groove 28 of the next tooth 16 of the annular cutter talk to form the discharge passage 46.

Obvodová šířka fazetky a je v rozmezí 0,25 — 1,5 mm, přednostně asi 0,4 mm. Při .provedení odlehčovací drážky 42 válcovou frézou tak, že se směrem к řezné hraně 22 postupně zužuje, je šířka fazetky a asi 0,25 milimetru. Je-li však odlehčovací drážka 42 provedena se stejnou radiální hloubkou, je za účelem zabránění podstatnému zeslabení zubu 16 šířka fazetky a větší než 0,25 mm, podle hloubky odlehčovací drážky 42 až 0,40 mm.The peripheral width of the chamfer a is in the range of 0.25-1.5 mm, preferably about 0.4 mm. By relieving the relief groove 42 with a cylindrical cutter so that it gradually narrows towards the cutting edge 22, the chamfer width is about 0.25 millimeters. However, if the relief groove 42 is provided with the same radial depth, the chamfer width a is greater than 0.25 mm, depending on the relief groove depth 42 to 0.40 mm, to prevent a significant weakening of the tooth 16.

Zadní stěna 27 každé vnitřní mezizubové drážky 28 je nakloněna směrem dozadu a vzhůru pod úhlem asi 60° vůči vodorovné rovině. Jak bylo uvedeno, vytváří spodní čelo této zadní stěny 27 společně s podbroušeným čelem 36 vnitřní řeznou hranu 22. Je výhodné, je-li fazetka a vytvořena tak, aby měla ve směru rovnoběžném se zadní stěnou 27 vnitřní mezizubové drážky 28 v podstatě jednotnou šířku, jelikož při ostření zubů 16 prstencové frézy obroušením podbroušených čel 36, 38 zůstává šířka fazetky a v podstatě konstantní. Jednotné šířky a je možno dosáhnout orientací obráběcího nástroje vytvářejícího odlehčovací drážku 42 tak, aby její osa byla vůči ose prstencové frézy 10 nakloněna ve směru rovnoběžném se zadní stěnou 27 vnitřní mezizubové drážky 28, která vytváří úhel čela stěny vnitřní řezné hrany 22. Na obr. 3 je vodorovná rovina obrysu nakloněné frézy vytvářející kruhový oblouk 44 odlehčovací drážky 42 vyznačena čerchovaně. Odlehčovací drážka 42 může probíhat nahoru po celé výšce prstencové stěny 14. Žádoucích výsledků bylo všaik dosaženo při provedení výšky fazetky a odpovídající obecně vertikálnímu rozměru zubů 16. Odlehčovací drážka 42, vytvořená kruhovým obloukem 44 zasahuje nahoru alespoň tak vysoko jako horní konec vnější mezizubové drážky 30.The rear wall 27 of each inner groove 28 is inclined rearwardly and upwardly at an angle of about 60 ° to the horizontal. As mentioned, the lower face of this rear wall 27 together with the relief face 36 forms an inner cutting edge 22. Preferably, the chamfer a is formed to have a substantially uniform width in the direction parallel to the rear wall 27 of the internal interdental groove 28, since, when the teeth 16 of the annular cutter are sharpened by grinding the relief faces 36, 38, the chamfer width remains substantially constant. Uniform width α can be achieved by orienting the tool forming the relief groove 42 so that its axis is inclined relative to the axis of the annular cutter 10 in a direction parallel to the rear wall 27 of the internal interdental groove 28 which forms the wall angle of the inner cutting edge 22. In FIG. 3, the horizontal contour of the inclined milling cutter forming the circular arc 44 of the relief groove 42 is shown in dotted lines. The relief groove 42 may extend up the entire height of the annular wall 14. Desired results have been achieved by making the chamfer height corresponding to the generally vertical dimension of the teeth 16. The relief groove 42 formed by the circular arc 44 extends upward at least as high as the upper end of the outer interdental groove 30 .

Jak již bylo uvedeno, je jedním z problémů vznikajících při používání prstencových fréz shora popsaného typu zadržování třísek mezi vnitřním povrchem stěny prstencové frézy a vnějším povrchem středového špalíku vytvářeného prstencovou frézou. Tento problém je v podstatě odstraněn provedením úzké fazetky a na vnitřním okraji řezné hrany 22. Když dojde к zaklínění třísky mezi vnitřním povrchem prstencové frézy a vnějším povrchem středového špalíku, má vysoký jednotkový tlak úzké fazetky a, který na zaklíněnou třísku působí, za následek zlomení této třísky nebo alespoň její stlačení tak, že je vytlačena do odlehčovací drážky 42 a pak radiálně směrem ven přes odváděči průchod 46 do následující vnitřní mezizubové drážky 28. Úzká fazetka a zabraňuje tedy napékání třísek mezi vnitřním povrchem prstencové frézy 10 a vnějším povrchem středového špalíku, který vytváří v obrobku a tím odstraňuje problémy, vyplývající z napékání třísek.As already mentioned, one of the problems arising when using annular cutters of the type described above is chip retention between the inner surface of the annular cutter wall and the outer surface of the central block formed by the annular cutter. This problem is substantially eliminated by providing a narrow chamfer and an inner edge of the cutting edge 22. When the chip is wedged between the inner surface of the annular milling cutter and the outer surface of the center block, the high unit chamfer pressure of the chamfer and this chip or at least compressing it so that it is pushed into the relief groove 42 and then radially outwardly through the discharge passage 46 into the next inner interdental groove 28. The narrow chamfer prevents the chips from caking between the inner surface of the annular cutter 10 and the outer surface of the center block. which creates in the workpiece and thereby eliminates the problems resulting from chipbreaking.

Claims (8)

1. Prstencová fréza, vytvořená tělesem s obecně válcovou prstencovou stěnou, opatřená na svém spodním čele větším počtem řezacích zubů, uspořádaných v obvodových roztečích, a stejným počtem spirálových drážek, probíhajících mezi jednotlivými sousedními zuby na jejím vnějším obvodu směrem nahoru, přičemž každý řezací zub má alespoň jednu radiálně probíhající řeznou hranu, tvořenou spodním čelem zadní stěny radiální mezizubové drážky, která je provedena mezi sousedními zuby, probíhá radiálně směrem ven od vnitřního povrchu prstencové stěny к vnější spirálové drážce mezi sousedními zuby a její radiální zadní stěna vede z radiální vnitřní části každé řezné hrany směrem nahoru, vyznačující se tím, že vnitřní povrch každého jejího zubu (16) je opatřen v radiálním směru odleh248031 čovací drážkou (42), provedenou obvodově směrem dozadu až do vnitřní mezizubové drážky (28) a na vnitřním okraji vnitřní řezné hrany (22) každého zubu (16) je vytvořena fazetka (a), probíhající obvodově dozadu a z vnitřní řezné hrany (22) nahoru.An annular cutter formed by a generally cylindrical annular wall body having at its lower face a plurality of cutting teeth arranged at circumferential spacing and an equal number of helical grooves extending upwardly between adjacent teeth on its outer periphery, each cutting tooth has at least one radially extending cutting edge formed by the lower face of the rear wall of the radial interdental groove, which is formed between adjacent teeth, extends radially outwardly from the inner surface of the annular wall to the outer spiral groove between adjacent teeth and its radial rear wall extends each cutting edge upwards, characterized in that the inner surface of each of its teeth (16) is provided with a radial groove (42) extending in the radial direction, extending circumferentially rearwardly up to the internal inter-tooth groove The bevel (a) extending circumferentially rearwardly and upwardly from the inner cutting edge (22) is formed on the inner edge of the inner cutting edge (22) of each tooth (16). 2. Prstencová fréza podle bodu 1 vyznačující se tím, že odlehčovací drážka (42) má maximální radiální hloubku 0,65 mm.An annular cutter according to claim 1, characterized in that the relief groove (42) has a maximum radial depth of 0.65 mm. 3. Prstencová fréza podle bodu 1 vyznačující se tím, že fazetka (a) má obvodovou šířku v rozmezí od 0,25 do 1,5 mm.An annular cutter according to claim 1, characterized in that the chamfer (a) has a peripheral width in the range of 0.25 to 1.5 mm. 4. Prstencová fréza podle bodů 1, 2 vyznačující se tím, že hloubka odlehčovací drážky (42) od řezné hrany (22) je alespoň taková jako hloubka vnější mezizubové drážky (30).An annular cutter according to claim 1, characterized in that the depth of the relief groove (42) from the cutting edge (22) is at least such as the depth of the outer interdental groove (30). 5. Prstencová fréza podle bodů 1, 2 vyznačující se tím, že odlehčovací drážka (42) je vymezena kruhovým obloukem (44).An annular cutter according to claim 1, characterized in that the relief groove (42) is defined by a circular arc (44). 6. Prstencová fréza podle bodu 5 vyznačující se tím, že fazetka (a) má obvodovou šířku v rozmezí od 0,25 do 0,40 mm.An annular cutter according to claim 5, characterized in that the chamfer (a) has a peripheral width in the range of 0.25 to 0.40 mm. 7. Prstencová fréza podle bodu 5 vyznačující se tím, že odlehčovací drážka (42) má maximální hloubku 0,40 mm.An annular cutter according to claim 5, characterized in that the relief groove (42) has a maximum depth of 0.40 mm. 8. Prstencová fréza podle bodu 1 vyznačující *se tím, že vnitřní mezizubová drážka (28) má zadní stěnu (29) skloněnou v obvodovém směru nahoru a fazetka (a) má ve svislém směru jednotnou šířku.An annular cutter according to claim 1, characterized in that the internal interdental groove (28) has a rear wall (29) inclined upward in the circumferential direction and the chamfer (a) has a uniform width in the vertical direction.