CZ284199B6 - Vsazený nůž v podstatě rovnoběžnostěnového tvaru pro rotační frézovací nástroje - Google Patents

Abstract

Vsazený nůž (1) je určen pro použití na rotačních frézovacích nástrojích a je opatřen nejméně jedním hlavním břitem obsahujícím první, druhý a třetí po sobě následující dílčí břit (5a, 5b 5c), každý druhý dílčí břit (5b) probíhá v podstatě ve stejném rozsahu jako upínací díra (1a), má podstatně větší délku než je délka prvního dílčího břitu (5a) a třetího dílčího břitu (5c) a svírá s osou otáčení řezného nástroje axiální úhel čela, který je podstatně méně pozitivní než axiální úhly čela sevřené mezi prvním dílčím břitem (5a), třetím dílčím břitem (5c) a osou otáčení řezného nástroje.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká vyměnitelného nože ze slinutých karbidů, určeného pro použití na rotačních frézovacích nástrojích.

Dosavadní stav techniky

Je známo, že v průběhu frézovacích operací má délka břitu přímo úměrný vztah k vibracím vyvolávaným frézou a tím má přímý vliv na spotřebu energie při provádění frézovací operace. Tyto vibrace se projevují vznikem stop po chvění nástroje. Jinými slovy, chvění je tím větší, čím je větší délka břitu.

Tyto vibrace a v důsledku toho i chvění vznikají působením sil vyvozovaných na vsazený nůž a zejména na jeho čelní plochy odebíranými třískami, které se při obrábění vytvářejí, přičemž čím je větší šířka třísky, tím větší síly budou na nůž působit. S ohledem na omezování těchto vibrací a chvění je známo využití frézovacích nástrojů, opatřených vsazenými noži s poměrně krátkými břity, přičemž tyto vsazené nože jsou orientovány vůči držáku nástroje a s ohledem na sousední vsazené nože tak, aby řezné dráty břitů po sobě následujících vsazených nožů se vzájemně překrývaly. Tímto řešením vytváří každý z poměrně krátkých břitů třísky s poměrně malou šířkou a překrývání mezi po sobě následujícími vsazenými noži zajišťuje vcelku hladký povrch frézované plochy.

V praxi se však tento návrh neprosadil, protože se ukázal být neefektivním a vyžadoval velmi pečlivě provedenou orientaci správně navržených vsazených nožů vůči držáku nástrojů.

V EP-A1 0 48 576 je popsáno konstrukční řešení vsazeného nože pro frézovací nástroje, přičemž tento vsazený nůž je schopen dosáhnout požadovaného cíle a omezit chvění při použití frézovacího nástroje.

Vsazený nůž má břity vytvořené mezi řeznou čelní plochou a podbroušeným hřbetem a má základnovou hranu vytvořenou mezi podbroušeným hřbetem a plochou základny. Břit je tvořen několika po sobě následujícími dílčími řeznými břity a mezilehlými břity, umístěnými vždy mezi dvojicemi po sobě následujících dílčích řezných břitů. Každý z dílčích řezných břitů má příslušnou přední koncovou část a zadní koncovou část. Zadní koncová část jednoho dílčího řezného břitu navazuje na přední koncovou část následujícího dílčího řezného břitu prostřednictvím mezilehlého břitu, přičemž mezilehlý břit probíhá směrem od zadního konce jednoho dílčího řezného břitu směrem k základnové hraně. Každá normála k ose otáčení řezného nástroje, která prochází zadní koncovou částí jednoho dílčího řezného břitu, protíná následující dílčí řezný břit tak, že v průběhu frézování se po sobě následující dílčí řezné břity vzájemně překrývaj í.

S takto vytvořeným vsazeným nožem a s ohledem na to, že dílčí řezné britv jsou velmi krátké, jsou výsledné síly, vyvozované na vsazený nůž třískou odebíranou těmito krátkými dílčími břity, poměrně malé a v důsledku toho je intenzita vyvolávaného chvění minimální. S ohledem na vzájemné uspořádání dílčích řezných břitů s určitým vzájemným překrýváním sousedních dílčích řezných břitů je zajištěno, že se vytvářejí skutečně samostatné dílčí třísky , které mají poměrně malou šířku.

- 1 CZ 284199 B6

Bylo zjištěno, že u tohoto vsazeného nože má uspořádání a vytvoření dílčích břitů, to znamená jejich relativní délky, je-li vsazený nůž osazen v obráběcím nástroji, přímý vztah k pevnosti vsazeného nože. To se projevuje zejména v případech, kdy je vsazený nůž proveden s centrálně umístěnou upínací dírou, která nutně vytváří zeslabenou oblast vsazeného nože.

Úkolem vynálezu je proto zdokonalit tento druh vsazeného nože pro frézovací nástroje, který bude mít vyšší mechanickou pevnost.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje vsazený nůž tvaru rovnoběžnostěnu, s horní čelní plochou, se spodní plochou základnou, s dvojicí rovnoběžných hlavních břitů a dvojicí rovnoběžných vedlejších břitů provedených kolmo k hlavním břitům, kde každý hlavní břit je vytvořen mezi čelními plochou a podbroušeným hřbetem, mezi nímž a spodní plochou základnou je vytvořena základnová hrana, přičemž každý hlavní břit obsahuje první, druhý a třetí po sobě následující dílčí břit, z nichž každý dílčí břit má přední konec a zadní konec, kde zadní konec prvního a druhého dílčího břitů navazuje na přední konec následujícího druhého a třetího dílčího břitů mezilehlým břitem, který je veden od zadního konce jednoho dílčího břitu k okrajové hraně spodní ploché základny, podle vynálezu, jehož podstatou je. že je opatřen centrálně umístěnou upínací dírou, přičemž délka každého druhého dílčího břitu. která je větší než délka prvního dílčího břitu a než délka třetího dílčího břitu, je v podstatě rovna průměru upínací díry.

Je výhodné, když se délka druhého dílčího břitu rovná součtu délek prvního a třetího dílčího břitu. Dále je výhodné když se délka druhého dílčího břitu rovná nejméně průměru upínací díry.

Volbou relativních délek tří po sobě následujících dílčích řezných břitů vsazeného nože podle vynálezu je zajištěno, že mechanická pevnost vsazeného nože je v oblasti upínací díry výrazně vyšší.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn na příkladné provedení vsazeného nože určeného pro rotační frézovací nástroj podle předložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje v perspektivním pohledu vsazený nůž podle vynálezu a obr. 2 vsazený nůž z obr. 1 v bokorysu.

Příklady provedení vynálezu

Jak je patrno z výkresů, je vsazený nůž 1 v podstatě tvaru pravoúhelníkového rovnoběžnostěnu vytvořen s horními čelními plochami 2 a s rovinou plochou základnou 3 a je opatřen centrální upínací dírou la. Vsazený nůž 1 má podbroušené hřbety, které mají do značné míry stejné provedení, jako u řešení, popsaného ve zmíněné zveřejněné přihlášce vynálezu. U vsazeného nože 1 podle vynálezu je však mezi dvojicí vzájemně protilehlých hlavních podbroušených hřbetů a jejich přilehlými řeznými čelními plochami vytvořena dvojice břitů 5, z nichž každý sestává ze tří za sebou uspořádaných dílčích břitů 5a, 5b, 5c, přiřazených dílčím řezným čelním plochám a navazujících na sebe prostřednictvím mezilehlých břitů 6, 2·

Jak bylo popsáno, také v případě vsazeného nože 1 podle obr. 1 a 2 se dílčí brity 5a, 5b účinně překrývají v průběhu frézování a stejný jev se projevuje u dalších dvou dílčích břitů 5b, 5c. každý podbroušený hřbet je tvořen třemi horními dílčími podbroušenými hřbetními plochami 4a, 4b. 4c, které mezi sebou a sousedními dílčími čelními plochami 2a. 2b, 2c vymezují dílčí břity 5a, 5b, 5c. Každá z horních dílčích podbroušených hřbetních ploch 4a, 4b, 4c je dále opatřena

-2CZ 284199 B6 rovinnou spodní dílčí podbroušenou hřbetní plochou 4d, která probíhá v celé délce řezného vsazeného nože 1.

Pro dosažení optimálních řezných podmínek jsou, jak bylo popsáno v uvedené přihlášce vynálezu, jednotlivé horní dílčí podbroušené hřbetní plochy 4a, 4b, 4c a dílčí čelní plochy 2a, 2b, 2c tak uspořádány vůči sobě, že v odpovídajících polohách podél dílčích břitů 5a, 5b, 5c jsou úhly podbroušených hřbetů a řezných čel stejné. Například ve středech každého dílčího břitu 5a, 5b, 5c je tato podmínka týkající se velikostí úhlů splněna. Tím je dosaženo požadovaného úhlového uspořádání horních dílčích podbroušených hřbetních ploch 4a, 4b, 4c vůči sobě a vůči spodní dílčí podbroušené hřbetní ploše 4d.

V alternativním provedení a opět podle popisu uvedeného ve zmíněné přihlášce vynálezu může být každý dílčí břit 5a, 5b, 5c a každá horní dílčí podbroušená hřbetní plocha 4a, 4b, 4c a dílčí řezná čelní plocha 2a, 2b, 2c zakřivena tak, aby bylo zajištěno, že podél celé délky jednotlivých na sebe navazujících dílčích břitů 5a. 5b, 5c zůstanou úhly podroušených hřbetů a řezných čel v podstatě neměnné. Zvláštní způsoby, kterými je těchto zakřivení dosaženo, jsou popsány v patentech US-PS 5 052 863, 5 071 292 a 5 078 550.

První dílčí břit 5a a třetí dílčí břit 5c, které jsou v podstatě rovnoběžné se základnou 3 vsazeného nože 1, mají po svém osazení do obráběcího nástroje poměrně velký pozitivní axiální úhel čela, a to je výhodné, jak je dobře známo, pro ty oblasti, ve kterých se vsazený nůž 1 zařezává do obrobku a ve kterých jej opouští. Na druhé straně druhý dílčí břit 5b bude mít po svém osazení do nástroje podstatně menší, dokonce i negativní axiální úhel čela.

Jak je patrné ze zobrazených příkladů, druhý dílčí břit 5b má podstatně větší délku než každý ze sousedních dílčích břitů 5a, 5c, přičemž je výhodné takové provedení, ve kterém je délka druhého dílčího břitu 5b rovna součtu délek obou sousedních dílčích břitů 5a, 5c. Druhý dílčí břit 5b má kromě toho v podstatě stejnou délku jako je průměr upínací díry la, přičemž délka je s výhodou rovna alespoň průměru upínací díry ja. Z toho vyplývá, že střední část vsazeného nože 1 je chráněna proti nepřiměřeným napětím způsobujícím zlom opatřením sousedního dílčího břitu 5c redukovaným pozitivním axiálním úhlem Čela nebo dokonce negativním axiálním úhlem čela.

Je třeba si uvědomit, že první dílčí břit 5a a třetí dílčí břit 5c nemusí být nutně vzájemně rovnoběžné nebo rovnoběžné se základnou 3 vsazeného nože L Je pouze požadováno, aby druhý dílčí břit 5b měl podstatně menší pozitivní hodnotu axiálního úhlu čela než první dílčí břit 5a a třetí dílčí břit 5c. Podobně délka druhého dílčího břitu 5b nemusí být nutně rovna součtu délek prvního dílčího břitu 5a a třetího dílčího břitu 5c. Také v tomto ohleduje požadováno pouze, aby délka druhého dílčího břitu 5b, která má v podstatě stejnou velikost jako průměr upínací díry ]_a, byla podstatně větší než je délka každého ze sousedních dílčích břitů 5a, 5c.

I když byl vynález popsán na vsazeném noži 1 frézovacích nástrojů s tvarem rovnoběžnostěnu, to znamená ve tvaru opatřeném čtyřmi hřbetními stěnami s brity 5, je možno si snadno představit, že vynález je stejně dobře aplikovatelný na vsazeném noži jiných tvarů, například s trojúhelníkovým tvarem. Podobně mohou být vložky využity jako například vložky podlouhlého pravoůhelníkového tvaru, přičemž dílčí břity mohou být vytvořeny na jedné dvojici vzájemně protilehlých stran vložky.

Claims (3)

1. Vsazený nůž (1) tvaru rovnoběžnostěnu pro rotační frézovací nástroje, s horní čelní plochou (2), se spodní plochou základnou (3), s dvojicí rovnoběžných hlavních břitů (5) a dvojicí rovnoběžných vedlejších břitů provedených kolmo k hlavním břitům (5), kde každý hlavní břit (5) je vytvořen mezi čelní plochou (2) a podbroušeným hřbetem, mezi nímž a spodní plochou základnou (3) je vytvořena základnová hrana, přičemž každý hlavní břit (5) obsahuje první, druhý a třetí po sobě následující dílčí břit (5a, 5b, 5c), z nichž každý dílčí břit (5a, 5b, 5c) má přední konec a zadní konec, kde zadní konec prvního a druhého dílčího břitů (5a, 5b) navazuje na přední konec následujícího druhého a třetího dílčího břitu (5b, 5c) mezilehlým břitem (6, 7), kteiý je veden od zadního konce jednoho dílčího břitu (5a, 5b) k okrajové hraně spodní ploché základny (3), vyznačující se tím, že je opatřen centrálně umístěnou upínací dírou (la), přičemž délka každého druhého dílčího břitu (5b), která je větší než délka prvního dílčího břitu (5a) a než délka třetího dílčího břitu (5c), je v podstatě rovna průměru upínací díry (1 a).

2. Vsazený nůž podle nároku 1, vyznačující se tím, že délka druhého dílčího břitu (5b) se rovná součtu délek prvního a třetího dílčího břitu (5a, 5c).

3. Vsazený nůž podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že délka druhého dílčího břitu (5b) se rovná nejméně průměru upínací díry (1 a).