PL177379B1 - Oprawka narzędziowa wkładki tnącej obejmująca powierzchnię mocującą z wypustami - Google Patents

Abstract

1. Oprawka narzedziowa wkladki tnacej obejmujaca powierzchnie mocujaca z wypustami sluzaca do ciecia maszynowe- go, glównie metali, przy czym spodnia powierzchnia wkladki wyposazona jest w zasadniczo równolegle zlobki, a po- wierzchnia mocujaca oprawki w odpowia- dajace zlobkom wkladki, zasadniczo rów- nolegle wypusty, które osadzone sa w zlobkach, znamienna tym, ze miedzy spodnia scianka (14) wkladki tnacej i po- wierzchnia mocujaca (7) oprawki, w po- zycji zamocowania, wystepuje szczelina (s) i tym, ze stosunek odleglosci miedzy dwo- ma zlobkami (11) wkladki tnacej, wyciska- nymi na gotowo poprzez prasowanie, mie- rzonej prostopadle do zlobków, do szero- kosci zlobków (11) mierzonej na poziomie dolnej scianki wkladki zawiera sie miedzy 1:1 i 4:1. Fig.1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest oprawka narzędziowa wkładki tnącej obejmująca powierzchnię mocującą z wypustami stanowiącą zamocowanie wkładek tnących służących do cięcia maszynowego, głównie metali.

Różne wkładki tnące przedstawione o określony kąt, mocowane są w oprawkach narzędziowych różnymi znanymi sposobami. Najbardziej powszechnym jest sposób mocowania, według którego wkładka ma centralny przelotowy otwór, a gniazdo przeznaczone na wkładkę w oprawce narzędziowej ma gwintowany otwór. Śrubę mocującą wkłada się do centralnego otworu wkładki, i wkręca do otworu oprawki z użyciem odpowiedniego momentu obrotowego, a podkładkę ustalającą z centralnym otworem, który często jest gwintowany w czasie wkręcania śruby, umieszcza się między wkładką i dolną powierzchnią podporową. Przeważnie wkładka tnąca zawiera również dwie wewnętrzne, zasadniczo prostopadłe powierzchnie występów oporowych lub trzy punkty oporowe służące jako oparcie powierzchni bocznych wkładki. Wadą tego rozwiązania jest częste występowanie pewnego luzu po pewnym okresie użytkowania oprawki. Dalszą wadę stanowi to, że można zbyt mocno docisnąć śrubę, co może spowodować jej uszkodzenie, lub nawet zerwanie gwintu.

Inne znane oprawki narzędziowe wkładek wyposażone są w uchwyt, lub inny element mocujący, który naciska na dolną ściankę wkładki, aby zamocować ją w gnieździe. Siła docisku uchwytu może być regulowana za pomocą śruby. Taka konstrukcja może być na przykład używana do mocowania wkładek tnących nie posiadających otworu centralnego, który to przypadek dotyczy wkładek odcinających.

Aby uniknąć jakiegokolwiek luzu i osiągnąć bardziej stabilne zamocowanie uniwersalnych wkładek tnących, proponowane są konstrukcje, zgodnie z którymi, dolna ścianka wkładki tnącej i spodnia powierzchnia podporowa posiadają wypusty, z odpowiednim dopasowaniem rowków wypustów obydwu powierzchni. Takie konstrukcje ujawnione są w dokumentach US-A-2 140 941 i US-A-2 453 464. Jednak wada tych konstrukcji polega na tym, że wymagają one wielu operacji szlifowania rowkowanej powierzchni, albo wkładki tnącej, albo

1ΊΊ 3Ί9 oprawki narzędziowej, albo obydwóch. Poza tym, nawet gdy wkładka jest zabezpieczona w kierunku prostopadłym do rowków w konstrukcjach tych może powstać pionowy luz, szczególnie przy zastosowaniu dwu zupełnie płaskich powierzchni występu oporowego, szczególnie przy operacjach cięcia maszynowego, co prowadzi do powstania drgań.

W opisie patentowym US-A-4 437 802 opisane jest zamocowanie wkładki tnącej na wiertle, przy czym wkładka tnąca zawiera dwa żłobki, a powierzchnia podporowa wiertła odpowiadające dwa wypusty, które są dokładnie spasowane w żłobkach i zajmują całą powierzchnię ich przekroju poprzecznego. I w tym przypadku może powstać luz osiowy, szczególnie wtedy, gdy wiertło zacznie drgać. Poza tym, i w tym rozwiązaniu, aby osiągnąć dokładność wymiarowa, wymaganych jest wiele operacji szlifowania albo występów albo żłobków.

Przedmiotem wynalazku jest oprawka narzędziowa wkładki tnącej obejmująca powierzchnię mocującą z wypustami, służąca do cięcia maszynowego, głównie metali, przy czym spodnia powierzchnia wkładki wyposażona jest w zasadniczo równoległe żłobki, a powierzchnia mocująca oprawki w odpowiadające żłobkom wkładki, zasadniczo równoległe wypusty, które osadzone są w żłobkach.

Istota wynalazku polega na tym, że między spodnią ścianką wkładki tnącej i powierzchnią mocującą oprawki, w pozycji zamocowania, występuje szczelina „s”. Poza tym żłobki wkładki tnącej są wyciskane na gotowo poprzez prasowanie. Stosunek odległości między dwoma żłobkami wkładki mierzonej prostopadle do żłobków, do szerokości żłobków mierzonej na poziomie dolnej ścianki wkładki zawiera się między 1:1 i 4:1.

Korzystnie, między wierzchołkami wypustów a dnami żłobków występują szczeliny, przy czym wypusty w przekroju poprzecznym mają kształt trapezu równoramiennego.

Urządzenie według wynalazku pozwala na stabilne i bezluzowe zamocowanie wkładki tnącej w oprawce narzędziowej, również w przypadku, gdy wkładka przez dłuższy okres czasu poddawana jest drganiom.

Poza tym, stabilne i bezluzowe zamocowanie wkładki w oprawce narzędziowej nie wymaga czasochłonnego i kosztownego szlifowania, a gniazdo wkładki posiada potrzebne występy lub punkty oporowe, które wymagają dokładności wymiarowej.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia oprawkę według wynalazku w widoku perspektywicznym z boku i z góry, fig. 2 - przekrój poprzeczny wkładki tnącej i oprawki zgodnej z wynalazkiem, fig. 3 widok z góry oprawki zgodnej z wynalazkiem, fig. 4 - ten sam przekrój poprzeczny wkładki, co na fig. 2, fig. 5 - ten sam przekrój poprzeczny oprawki, co na fig. 2, fig. 6 - spodnią ściankę wkładki tnącej ukształtowaną zgodnie z wynalazkiem, w widoku perspektywicznym z boku i z góry, fig. 7 - górną ściankę tej samej wkładki, co na fig. 6 w widoku perspektywicznym.

Na fig. 1 rysunku wkładka tnąca oznaczona jest cyfrą 1 lub 1', a oprawka - cyfrą 2 lub 2'. Wkładka tnąca wykonana jest z odpowiednio twardego materiału takiego jak otulone i nieotulone węgliki spiekane. Można zastosować również materiał ceramiczny i regularny azotek boru.

Wynalazek przede wszystkim jest przeznaczony do stosowania przy różnych operacjach toczenia, takich jak toczenie wzdłużne, kopiowanie, żłobkowanie i cięcie ale, korzystnie może być również zastosowany do mocowania frezarskich wkładek tnących.

Górna przednia część oprawki 2 wyposażona jest w płaską powierzchnię mocującą 3. Na tej powierzchni mocującej znajdują się wzdłużne wypusty 4, które są zasadniczo równoległe względem siebie. Według fig. 1 wypusty przebiegają od powierzchni czołowej oprawki zasadniczo równolegle do jej wzdłużnych krawędzi. Jednak z zasady, wypusty mogą być inaczej usytuowane, na przykład prostopadle do pokazanych na fig. 1. Co najmniej część wypustów 4, które wchodzą w kontakt z wkładką mają zasadniczo stałą geometrię przekroju poprzecznego. Przekrój ten ma kształt trapezu, a dokładnie trapezu równoramiennego, którego kształt określony jest dwoma powierzchniami bocznymi 5 i powierzchnią wierzchołkową 6. Przejście między powierzchnią boczną 5 i powierzchnią mocującą 3 wykonane jest albo wzdłuż wyraźnej linii łamanej, albo poprzez zaokrąglenie o małym promieniu, które powinno być zlokalizowane poza powierzchniami kontaktowymi wkładki tnącej 1, 1'. Kąt wierz4

177 379 chołkowy występów ,,α„ zawiera się między 40° i 80°, korzystnie między 50° i 65°. Między wypustami znajdują się zasadniczo płaskie wycinki 7 powierzchni mocującej 3, których szerokość odpowiada od jednej do czterem szerokościom podstawy wypustów, a korzystnie stanowi 1,5 do 2,5 tej szerokości. Wypusty mogą sięgać aż do tylnej granicznej krawędzi powierzchni mocującej, jednak ze względów produkcyjno-technicznych korzystne jest, aby wypusty kończyły się w pewnej odległości przed linią graniczną. korzystnie z zastosowaniem łagodnego przejścia, w wyniku którego wysokość wypustów stopniowo zmniejsza się i w końcu zanika.

Wkładka tnąca 1, 1' mocowana jest za pomocą śruby mocującej 8, która najpierw wprowadzana jest poprzez centralny otwór 9, a potem wkręcana do gwintowanego otworu 10 w oprawce 2. Odpowiednio, oś tego otworu stanowi przedłużenie osi wypustu. Spodnia ścianka wkładki wyposażona jest w zasadniczo równoległe żłobki 11 dopasowane do wypustów 4. Istotną cechą tego wynalazku jest to, że żłobki 11 są wyciskane za pomocą prasowania bezpośrednio przed procesem spiekania węglików spiekanych, lub innego twardego materiału, a tym samym nie są szlifowane. Kąt wierzchołkowy żłobków dokładnie odpowiada kątowi wierzchołkowemu wypustów a, lub jest od niego trochę mniejszy, jednak nie więcej niż o 2° a korzystnie 1°. Ze względów produkcyjno-technicznych, dna żłobków są korzystnie zaokrąglone, przy czym oczywiste jest, że zaokrąglona część 12 nie powinna zachodzić na boczną powierzchnię 13 żłobków, która będzie w kontakcie z boczną powierzchnią 5 wypustów. Przejście żłobków do spodniej powierzchni 14 wkładki tnącej, odbywa się albo wzdłuż linii ostrego załamania, albo małym promieniem. Boczna powierzchnia 13 powinna być zupełnie płaska, aby osiągnąć dobry kontakt z boczną powierzchnią 5 wypustów.

Jak wspomniano wyżej, wkładki tnące są prasowane bezpośrednio w całości, a tym samym jednocześnie wykonywane są żłobki 11. Poprzez to powierzchnia żłobków może mieć pewne nierówności, które zanikają po szlifowaniu. Wymiary uzyskane po spiekaniu i chłodzeniu są następnie traktowane jako zbiór wartości służący jako podstawa do wykonania wypustów oprawki. Operacje szlifowania wypustów w tym przypadku nie są tak kosztowne, gdyż pojedyncza oprawka może być używana z wieloma wkładkami tnącymi.

Przy mocowaniu wkładki tnącej, umieszcza się ją na powierzchni mocującej wyposażonej w wypusty 4 zgodnie z fig. 1 do 5 i mocuje za pomocą śruby 8. Przy tej okazji, ujawnia się istotna cecha przedmiotowego wynalazku, która polega na tym, że spodnia ścianka 14 wkładki tnącej nie styka się z płaskimi wycinkami 7 powierzchni mocującej oprawki. Jak to można zauważyć na fig. 2 między powierzchniami 7 i 14 istnieje szczelina. Wymiar tej szczeliny leży w zakresie od zbliżonego do zera (na przykład 0,02 mm) do 0,2 mm. Dalej, istotna cecha przedmiotowego wynalazku polega na tym, że wierzchołki występów nie sięgają do dna żłobków, które również pokazane są na fig. 2. Dzięki powyższym dwóm istotnym cechom, w przypadku gdy śruba mocująca 8 jest dokręcona, między powierzchniami 5 i 13 wypustów i rowków uzyskuje się efekt zaciśniętego klina. Ten efekt klinowania powoduje, że mocowanie wkładki jest bardzo mocne i powstaje połączenie o nieosiągalnej dotychczas stabilności. W ten sposób, zastosowanie powierzchni i punktów oporowych staje się zbędne, jak to pokazano na fig. 1 i 3. Upraszcza to wytwarzanie gniazda wkładki. Co więcej nieznaczna powierzchnia nierówności, bezpośrednio wyciskanych poprzez sprasowanie żłobków, pozytywnie wpływa na siłą i wytrzymałość mocowania.

Chociaż to zasadniczo nie jest preferowany przykład wykonania przedmiotowego wynalazku, zamiast śruby, można przy mocowaniu wkładki zastosować odpowiednie urządzenie mocujące. W tym przypadku punkt docisku mocowania musi znajdować się nieznacznie nad środkiem żłobka.

Po tym jak krawędź tnąca zużyje się, wkładka może być poluzowana i obrócona o 180° wokół osi śruby 8, aby wykorzystać nową krawędź tnącą.

Jak to pokazano głównie na fig. 1, gwintowany otwór 10 oprawki usytuowany jest w środku wypustu. Powodem tego, że otwór ten usytuowany jest w środku wypustu, a nie przykładowo na powierzchniach 7 między dwoma wypustami, jest to, że wkładka może zatrzasnąć się, jeśli zostanie siłowo osadzona między dwiema liniami poparcia. Aby wkładka

177 379 była mocowana z symetrycznie przyłożoną siłą, działającą na obie strony środkowego rowka, wkładka i oprawka mają nieparzystą liczbę wypustów i żłobków.

Wkładka tnąca, wykonana zgodnie z przedmiotowym wynalazkiem jest bardzo dobrze przystosowana do tłumienia zarówno sił osiowych, jak i promieniowych. W przedstawionym przykładzie wykonania, może być ona wykonana jako wkładka dwufUnkcyjna, jak to przedstawiono na fig. 3, 6 i 7. Dzięki prostej przedniej krawędzi tnącej 14 tej wkładki i zakrzywionej bocznej krawędzi tnącej 15, przyległej do obydwu stron wzornika, wkładka ta może być stosowana przy toczeniu poprzecznym i przy kopiowaniu osiowym, a również jako wkładka kształtowa przy toczeniu promieniowym. Przy zastosowaniu wkładki zgodnej z wynalazkiem można uzyskać wiele różnych kształtów obrabianych przedmiotów.

Chociaż to nie jest konieczne, dla pewnych zastosowań wkładki, w których działają bardzo duże promieniowe siły tnące, wypusty i żłobki wykonane zgodnie z wynalazkiem mogą działać w powiązaniu z tylną, powierzchnią, podporową dla wkładki tnącej, taką jak powierzchnia 16 na fig. 1.

177 379

177 379

13

Fig. 4

5α \ 5

F ig . 5

Fig. 6

Fig. 7

177 379

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Oprawka narzędziowa wkładki tnącej obejmująca powierzchnię mocującą z wypustami służąca do cięcia maszynowego, głównie metali, przy czym spodnia powierzchnia wkładki wyposażona jest w zasadniczo równoległe żłobki, a powierzchnia mocująca oprawki w odpowiadające żłobkom wkładki, zasadniczo równoległe wypusty, które osadzone są w żłobkach, znamienna tym, że między spodnią ścianką (14) wkładki tnącej i powierzchnią mocującą (7) oprawki, w pozycji zamocowania, występuje szczelina (s) i tym, że stosunek odległości między dwoma żłobkami (11) wkładki tnącej, wyciskanymi na gotowo poprzez prasowanie, mierzonej prostopadle do żłobków, do szerokości żłobków (11) mierzonej na poziomie dolnej ścianki wkładki zawiera się między 1:1 i 4:1.
2. 2. Oprawka według zastrz. 1, znamienna tym, że między wierzchołkami (6) wypustów (4) a dnami (12) żłobków (11) występują szczeliny.
3. 3. Oprawka według zastrz. 2, znamienna tym, że wypusty (4) w przekroju poprzecznym mają kształt trapezu równoramiennego.
4. 4. Oprawka według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że żłobki (11) wkładki są zasadniczo równoległe do siebie, a stosunek odległości między dwoma żłobkami (11) mierzonej prostopadle do żłobków, do szerokości żłobków mierzonej na poziomie dolnej ścianki wkładki zawiera się między 1:1 i 4:1.