PL209341B1

PL209341B1 - Uchwyt narzędziowy i obrabiarka zawierająca uchwyt narzędziowy

Info

Publication number: PL209341B1
Application number: PL374546A
Authority: PL
Inventors: Robert A. Erickson; Linn R. Andras
Original assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2003-09-02
Publication date: 2011-08-31
Also published as: RU2334593C2; WO2004022288A2; EP1534456A2; BR0314331A; US20060104728A1; US7311478B2; PL374546A1; AU2003268304A8; IL167024A; EP1534456A4; CA2497299C; CN1678419A; JP2005537143A; WO2004022288A3; EP1534456B1; KR101041944B1; AU2003268304A1; KR20050057113A; JP4440775B2; CN100588488C

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest uchwyt narzędziowy i obrabiarka zawierająca uchwyt narzędziowy.

Tego typu uchwyt narzędziowy jest mocowany w różnych statycznych położeniach podczas skrawania obracającego się przedmiotu, dla oddzielnego wystawienia każdej wkładki skrawającej względem obracającego się przedmiotu obrabianego podczas operacji skrawania.

Znane są obrabiarki do frezowania i toczenia posiadające oś Y (powyżej i poniżej osi symetrii przedmiotu obrabianego), skrawające w ruchu obrotowym (frezowanie, wiercenie itp.) na bocznej powierzchni przedmiotu obrabianego zamocowanego w uchwycie maszyny. Skrócenie czasu postoju obrabiarki w warunkach produkcyjnych odgrywa istotną rolę w korzystnej realizacji procesu wytwarzania.

Jednym z głównych czynników postoju obrabiarki był czas potrzebny dla zmiany uszkodzonych lub zużytych narzędzi skrawających stosowanych na obrabiarce. Narzędzie skrawające jest utrzymywane przez uchwyt narzędziowy, który typowo jest zamontowany w członie podparcia narzędzia zamocowanym do obrabiarki. Gdy zachodzi potrzeba wymiany narzędzia skrawającego, obrabiarkę należy ustawić w położeniu zmiany narzędzia, co wydłuża czas przestoju.

Dodatkowo, w tradycyjnych obrabiarkach do toczenia w kierunku osi X i Z o stałym układzie narzędzia niezbędny jest zakup głównego korpusu uchwytu narzędzia dla każdej konfiguracji. Występuje tu znaczny koszt zakupu stałego układu narzędzia dla każdej możliwej pożądanej konfiguracji.

Dodatkowo, w przypadku awarii prowadzącej do zniszczenia uchwytu narzędziowego i/lub wkładki skrawającej konieczna jest wymiana lub naprawa całego korpusu uchwytu narzędziowego.

Uchwyt narzędziowy, według wynalazku, zawierający część korpusową oraz liczne zespoły członu podparcia zamontowane do części korpusowej, przy czym każdy człon podparcia posiada otwór i liczne obsady wkładki, zaś każda obsada ma chwyt rozłącznego osadzenia w otworze zespołu członu podparcia za pomocą śruby i nakrętki mocującej, a każda obsada wkładki posiada kieszeń wkładki skrawającej charakteryzuje się tym, że uchwyt jest ruchomy pomiędzy położeniem statycznego umocowania przez obrót i translację co najmniej w osi prostopadłej do normalnej płaszczyzny cięcia (osi Y) narzędzia dla oddzielnego wystawienia każdej wkładki skrawającej do przedmiotu obrabianego podczas działania obróbki skrawania.

Uchwyt zawiera co najmniej jeden człon podparcia, który jest promieniowo zamontowany na bocznym obwodzie części korpusowej, a w szczególności, zawiera co najmniej jeden człon podparcia, który jest poziomo zamontowany na powierzchni końcowej części korpusowej.

Korzystnym jest, gdy uchwyt dalej zawiera wiele zespołów członu podparcia oraz odpowiadającą im liczbę obsad wkładki i wkładek skrawających.

Jedna z obsad wkładki i odpowiadająca jej wkładka skrawająca formują drugie narzędzie skrawające, które jest różne od pierwszej obsady wkładki i odpowiadającej wkładki skrawającej.

Pierwsze narzędzie skrawające jest nożem tokarskim, nożem do toczenia rowków i nożem profilującym.

Uchwyt narzędziowy, według innej odmiany wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera pierwsze narzędzie skrawające utworzone przez jedną z licznych wkładek skrawających zamontowaną w jednej z licznych obsad wkładki, przy czym pierwsze narzędzie skrawające łączy się z przedmiotem obrabianym oraz zawiera drugie narzędzie skrawające uformowane przez inną z licznych wkładek skrawających zamontowaną na innej z licznych obsad wkładki, przy czym uchwyt jest ruchomy pomiędzy położeniem statycznego umocowania przez obrót i translację co najmniej w osi prostopadłej do normalnej płaszczyzny cięcia (osi Y) narzędzia dla oddzielnego wystawienia każdej wkładki skrawającej do przedmiotu obrabianego podczas działania obróbki skrawania.

Chwyt uchwytu narzędziowego jest rozłącznie osadzony w otworze członu podparcia za pomocą śruby i nakrętki mocującej.

Co najmniej jeden człon podparcia jest promieniowo zamontowany na bocznym obwodzie części korpusowej, a zwłaszcza co najmniej jeden człon podparcia jest poziomo zamontowany na powierzchni końcowej części korpusowej. Uchwyt narzędziowy, według wynalazku zawierający wiele wkładek skrawających charakteryzuje się tym, że uchwyt jest ruchomy pomiędzy położeniem statycznego umocowania przez obrót i translację co najmniej w osi prostopadłej do normalnej płaszczyzny cięcia (osi Y) narzędzia dla oddzielnego wystawienia każdej wkładki skrawającej do przedmiotu obrabianego podczas działania obróbki skrawania. Korzystnym jest, gdy uchwyt zawiera zespół członu podparcia, który jest promieniowo zamontowany na bocznym obwodzie części korpusowej, a zwłaszPL 209 341 B1 cza zawiera zespół członu podparcia, który jest poziomo zamontowany na powierzchni czołowej części korpusowej.

Uchwyt zawiera liczne zespoły członu podparcia oraz odpowiadającą liczbę obsad wkładki i wkładek skrawających. Jedna z obsad wk ładki i odpowiadająca jej wkładka skrawająca tworzą narzędzie skrawające, które jest różne od innej obsady wkładki i odpowiadającej jej wkładki skrawającej. Obrabiarka zawierająca uchwyt narzędziowy, według wynalazku, oraz uchwyt do mocowania obrabianego przedmiotu i szczękę uchwytu, przy czym uchwyt narzędziowy jest obrotowo zamocowany w uchwycie szczękowym i zawiera część korpusową oraz liczne zespoły członu podparcia zamontowane do części korpusowej, przy czym każdy człon podparcia posiada otwór, oraz liczne obsady wkładki, zaś każda obsada posiada chwyt rozłącznego wkładania w otwór zespołu członu podparcia, przy czym każda obsada wkładki posiada kieszeń, charakteryzuje się tym, że uchwyt narzędziowy ma pierwsze narzędzie skrawające utworzone przez jedną z licznych wkładek skrawających zamontowaną w jednej z licznych obsad wkładki, przy czym pierwsze narzędzie skrawające łączy się z przedmiotem obrabianym, zaś drugie narzędzie skrawające jest utworzone przez inną z licznych wkładek skrawających zamontowaną na innej z licznych obsad wkładki, a ponadto uchwyt narzędziowy jest ruchomy pomiędzy położeniem statycznego umocowania przez obrót i translację co najmniej w osi prostopadłej do normalnej płaszczyzny cięcia (osi Y) narzędzia dla oddzielnego wystawienia każdej wkładki skrawającej do przedmiotu obrabianego podczas działania obróbki skrawania. Obrabiarka zawiera chwyt, który jest rozłącznie osadzony w otworze zespołu członu podparcia za pomocą śruby i nakrętki mocującej.

Co najmniej jeden człon podparcia jest promieniowo zamontowany na obwodzie bocznym części korpusowej, a zwłaszcza co najmniej jeden człon podparcia jest poziomo zamontowany na powierzchni końcowej części korpusowej.

Zaleta proponowanego rozwiązania jest to, że w jednym przykładzie wykonania uchwyt narzędziowy ma właściwość szybkozłącza i jest promieniowo montowany do zastosowania na obrabiarce wykonującej ruch w kierunku osi Y. W innym przykładzie wykonania uchwyt narzędziowy ma właściwość szybkozłącza i jest poziomo zamontowany do zastosowania na obrabiarce wykonującej ruchy w kierunku osi X i Z. W jeszcze innym przykł adzie wykonania uchwyt narzę dziowy posiada część korpusową zawierającą liczne wkładki skrawające, uchwyt narzędziowy może być mocowany w licznych statycznych położeniach podczas operacji skrawania obracającego się przedmiotu obrabianego, w wyniku obrócenia i przesunię cia przynajmniej ruchem w kierunku osi Y obrabiarki.

Ponadto skrócony został czas postoju obrabiarek, gdyż uchwyt narzędziowy ma zastosowanie na obrabiarce wykonującej frezowanie i toczenie, a zwłaszcza na obrabiarce o osi Y umożliwiającej liczne konfiguracje narzędzia przy jednej zmianie narzędzia. Elastyczna konfiguracja narzędzia zastosowanego na tokarkach o ruchu w kierunku osi X i Z, zmniejsza koszty związane z zakupem oddzielnego korpusu uchwytu narzędziowego dla każdej pożądanej konfiguracji narzędzia.

Przedmiot wynalazku jest opisany w przykładach wykonania na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uchwyt narzędziowy według jednego przykładu wykonania wynalazku, w widoku perspektywicznym, fig. 2 - uchwyt narzędziowy z fig. 1, w rzucie z boku, fig. 3 - uchwyt narzędziowy z fig. 1, w rzucie z przodu, fig. 4 - uchwyt narzędziowy z fig. 1 podczas operacji toczenia, w rzucie z przodu, fig. 5 - uchwyt narzędziowy z fig. 1 podczas operacji toczenia, w rzucie z boku, fig. 6 - uchwyt narzędziowy według fig. 1 podczas operacji toczenia rowka, w rzucie z przodu, fig. 7 - uchwyt narzędziowy z fig. i podczas operacji toczenia rowka, w rzucie z boku z pokazanym przekrojem przedmiotu obrabianego, fig. 8 - uchwyt narzędziowy z fig. 1 z kombinacją wkładek skrawających utrzymywanych w specjalnych obsadach wkładki ANSI/ISO, w rzucie z przodu, fig. 9 - uchwyt narzędziowy z fig. 1 z kombinacją wkładek skrawających utrzymywanych w dokładnej orientacji promieniowej, fig. 10 - uchwyt narzędziowy według innego przykładu wykonania wynalazku, w widoku perspektywicznym, fig. 11 - uchwyt narzędziowy z fig. 10, w rzucie z boku, fig. 12 - uchwyt narzędziowy z fig. 10, w rzucie z przodu, fig. 13 - uchwyt narzędziowy według alternatywnego przykładu wykonania uchwytu narzędziowego z fig. 10, w rzucie z boku, niektóre z narzędzi skrawających są nachylone względem osi podłuż nej uchwytu narzędziowego, fig. 14 - uchwyt narzędziowy według fig. 10 podczas operacji toczenia, w rzucie z boku, fig. 15 - uchwyt narzędziowy według fig. 10 podczas operacji profilowania, w rzucie z boku, fig. 16 - uchwyt narzę dziowy z nieparzystą iloś cią wkł adek skrawają cych w operacji profilowania, alternatywny przykład wykonania wynalazku w rzucie z boku, fig. 17 - uchwyt narzędziowy według alternatywnego przykładu wykonania wynalazku, w widoku perspektywicznym, fig. 18 - uchwyt narzędziowy według fig. 17, w rzucie z przodu, fig. 19 - uchwyt narzędziowy według alternatywnego przy4

PL 209 341 B1 kładu wykonania wynalazku, w widoku perspektywicznym, fig. 20 - uchwyt narzędziowy według fig. 19, w rzucie z przodu, fig. 21 - uchwyt narzędziowy według alternatywnego przykładu wykonania wynalazku, w widoku perspektywicznym, fig. 22 - uchwyt narzędziowy według alternatywnego przykładu wykonania wynalazku, w widoku perspektywicznym, fig. 23 - uchwyt narzędziowy według alternatywnego przykładu wykonania wynalazku, w widoku perspektywicznym, fig. 24 - uchwyt narzędziowy według alternatywnego przykładu wykonania wynalazku, w widoku perspektywicznym, fig. 25 - uchwyt narzędziowa według alternatywnego przykładu wykonania wynalazku, w widoku perspektywicznym, fig. 26 - uchwyt narzędziowy według fig. 25, w rzucie z góry.

Na figurach, gdzie podobne odnośniki dotyczą podobnych lub odpowiadających elementów, pokazano uchwyt 20 narzędziowy według wynalazku. Uchwyt 20 narzędziowy jest utworzony przez część korpusową 32 posiadającą liczne kieszenie 38, każda kieszeń zawiera umieszczoną w niej wkładkę skrawającą 40. Kieszenie 38 wykonuje się wewnątrz obsady wkładki dostosowanej do umieszczenia obsady wkładki osadzonej w zespole członu podparcia 33, jak pokazano na fig. 1-20 i 23-25 albo w otworze utworzonym wewnątrz części korpusowej, za pomocą odpowiedniego zamocowania według fig. 21 bądź też kieszenie można integralnie wykonać z częścią korpusową 32, jak pokazano na fig. 22, dobrze znanymi sposobami w tej dziedzinie.

Uchwyt 20 narzędziowy posiada chwyt 22, który może być rozłącznie osadzony w zespole mocowania we wrzecionie 23 obrabiarki (fig. 5). Wynalazek nie ogranicza się do środków, jakimi uchwyt 20 narzędziowy jest osadzony w zespole mocowania 23 i uchwyt 20 narzędziowy może być osadzony z zastosowaniem każdych dobrze znanych środków w tej dziedzinie.

Jak pokazano na fig. 1-5, zespół członu podparcia 33 jest roboczo połączony do części korpusowej. Każdy zespół członu podparcia 33 posiada otwór 34 do umieszczenia obsady wkładki, jak ogólnie oznaczono 36a-36f. Zespoły członu podparcia 33 mogą być identyczne w kształcie lub każdy może mieć różny kształt. Wewnątrz członu podparcia 33 wykonano otwory 34 wychodzące z części korpusowej 32 i prostopadłe do osi podłużnej L, która przebiega wzdłuż osi X uchwytu narzędziowego 20.

W przykładzie wykonania zilustrowanym na fig. 1 uchwyt 20 narzędziowy zawiera w sumie sześć zespołów członu podparcia 33 zamontowanych na obwodzie lub zewnętrznej powierzchni części korpusowej 32, dla umieszczenia odpowiadającej ilości obsad wkładki 36a-36f. Będzie jednakże zrozumiałym, że wynalazek nie ogranicza się do tej ilości zespołów członu podparcia 33 i obsad wkładki 36a-36f, oraz że wynalazek można wykonać z dowolną pożądaną ilością elementów podpierających i obsad wkładki, jedynie z ograniczeniem wymiarowym części korpusowej 32 uchwytu 20 narzędziowego. Każda obsada wkładki 36a-36f posiada kieszeń 38 do bezpiecznego utrzymywania wkładki 40a-40f w odnośnej obsadzie 36a-36f za pomocą odpowiednich środków mocowania 39, jak np. łącznik gwintowy.

Jak pokazano na fig. 1-21, obsadę można zamocować do części korpusowej z zastosowaniem szybkozłącza. Dzięki zastosowaniu szybkozłącza pokazanego obsady wkładki 36a-36f można szybko i łatwo usuwać z uchwytu 20 narzędziowego, skracając tym samym czas postoju przy zmianie wkładki skrawającej 40a-40f. Każda obsada wkładki 36a-36f posiada chwyt 42 (na fig. 1 pokazano tylko jeden), który może mieć kształt rurowy lub stożkowy. Każda obsada wkładki 36a-36f jest promieniowo zamontowana do części korpusowej 32 poprzez umieszczenie chwytu 42 w odnośnym otworze 34. Zespół członu podparcia 33 posiada powierzchnię czołową 44, która może być skojarzona z przeciwległą powierzchnią oporową 46 na obsadzie wkładki 36a-36f. Powierzchnie 44, 46 mogą mieć między innymi kształt stożkowy lub płaski, dla wzajemnego zetknięcia ze sobą.

W części korpusowej 32 umieszczono śrubę mocującą 48, wzdłuż osi promieniowej R1 (fig. 1), która jest promieniowa i prostopadła do osi podłużnej L uchwytu 20 narzędziowego, przeznaczona do blokowania obsady wkładki 36a-36f wewnątrz jej odnośnego zespołu członu podparcia 33 lub do usunięcia obsady wkładki 36a-36f z jej odnośnego zespołu członu podparcia 33. Śrubę 48 mocującą umieszczono wewnątrz wybrania 50 przechodzącego przez część korpusową 32 wzdłuż osi R1. Nakrętka 60 mocująca współpracuje ze śrubą 48 mocującą, umożliwiając szybkie osadzenie lub usunięcie obsady wkładki z odnośnego zespołu członu podparcia 33. Choć chwyt 42 i otwór 34 związanego zespołu członu podparcia narzędzia 33 zilustrowano w kształcie rurowym, wynalazek nie powinien być ograniczony do takiego kształtu. Chwyt 42 i otwór 34 mogą mieć wiele różnych kształtów, w tym cylindryczny, kwadratowy, prostokątny, trójkątny lub trochoidalny, wystarczających dla umieszczenia śruby 48 mocującej. Ponadto, chwyt 42 może być pasowany na wcisk wewnątrz otworu 34.

PL 209 341 B1

Jak opisano powyżej, obsady wkładki 36a-36f mocujące wkładki 40a-40f mogą być szybko i łatwo wyjmowane lub wkładane w ich odnośne zespoły członu podparcia 33 uchwytu 20 narzędziowego poprzez obrócenie odpowiadającej śruby 48 mocującej, co tworzy szybkozłącze narzędzia wkładki. Dodatkowo, kombinacja oddzielnej wkładki 40a-40f i jej odnośnej obsady wkładki 36a-36f pozwala wykonywać różne zabiegi w operacji skrawania. Przykładowo, kombinacja wkładki 40f i jej odnośnej obsady wkładki 36f może tworzyć nóż tokarski, ogólnie oznaczony 120, do wykorzystania w operacji toczenia, jak pokazano na fig. 4.

W operacji toczenia pokazanej na fig. 4 przedmiot obrabiany 122 jest zamontowany w uchwycie szczękowym 124 uchwytu 126 do obracania w kierunku W, w sposób znany w tej dziedzinie. Jak najlepiej pokazano na fig. 9, przedmiot obrabiany ma oś podłużną LW wzdłuż swej osi symetrii, która jest równoległa do osi poziomej L w kierunku osi X (do wewnątrz płaszczyzny rysunku) uchwytu 20 narzędziowego. Innymi słowy, oś podłużna LW przedmiotu obrabianego 122 jest prostopadła do osi pionowej V w kierunku osi Y uchwytu 20 narzędziowego. Jak pokazano na fig. 4 i 5, oś pozioma L uchwytu 20 narzędziowego nie leży w tej samej płaszczyźnie co oś podłużna LW przedmiotu obrabianego.

Jak pokazano na fig. 4 oś pionowa VT noża tokarskiego 120 jest równoległa do osi pionowej V uchwytu 20 narzędziowego, a zatem jest prostopadła do osi poziomej LW (nie leży w płaszczyźnie rysunku) przedmiotu obrabianego 122, gdy nóż tokarski 120 łączy się z przedmiotem obrabianym 122 podczas operacji toczenia. Należy również zauważyć, że kierunek skrawania, jak pokazano strzałką, przebiega wzdłuż osi Z i jest równoległy do osi poziomej LW przedmiotu obrabianego 122 i do osi poziomej L uchwytu 20 narzędziowego. Jak pokazano na fig. 5, kierunek skrawania przebiega do obserwatora (od kartki papieru).

W innym przykładzie uchwytu 20 narzędziowego według wynalazku kombinacja wkładki 40b i jej odnośnej obsady wkładki 36b może tworzyć nóż do toczenia rowków 130, zastosowany w operacji toczenia rowka pokazanej na fig. 6 i 7. W zilustrowanym przykładzie wykonania według fig. 6, nóż do toczenia rowków 130 jest umieszczony jako zewnętrzne narzędzie odległe od chwytu 22 uchwytu 20 narzędziowego. Będzie jednakże widoczne, że nóż do toczenia rowków 120 można umieścić jako narzędzie wewnętrzne w pobliżu chwytu 22 uchwytu 20 narzędziowego, jak pokazano na fig. 7, lub tak i tak, zależnie od ilości narzędzi skrawających zamontowanych w uchwycie 20 narzędziowym. Należy zauważyć, że poprzez obrócenie zilustrowanego uchwytu 20 narzędziowego według wynalazku o około 120 stopni od położenia w operacji toczenia pokazanej na fig. 4 uchwyt 20 narzędziowy według wynalazku może pozwalać na szybką zmianę zabiegu w operacji obrabiarki.

W operacji toczenia rowka oś podłużna W przedmiotu obrabianego 122 przebiega wzdłuż jego osi symetrii, to znaczy jest równoległa do osi poziomej L w kierunku osi X (do wnętrza arkusza fig. 6) uchwytu 20 narzędziowego podczas operacji toczenia rowka. Innymi słowy, oś podłużna LW przedmiotu obrabianego 122 jest prostopadła do osi pionowej V w kierunku osi Y uchwytu 20 narzędziowego podczas toczenia rowków. Jak pokazano na fig. 6 i 7, oś pozioma H uchwytu narzędziowego 20 nie leży w tej samej płaszczyźnie co oś podłużna LW przedmiotu obrabianego.

Jak pokazano na fig. 6, oś pionowa VG noża do toczenia rowów 130 jest równoległa do osi pionowej V uchwytu narzędziowego 20, a zatem jest prostopadła do osi poziomej LW (do płaszczyzny rysunku) przedmiotu obrabianego 122, gdy nóż do toczenia rowka 130 łączy się z przedmiotem obrabianym 122 podczas operacji toczenia rowków. Należy również zauważyć, że kierunek skrawania, jak pokazano strzałką, przebiega wzdłuż osi Y i jest równoległy do osi pionowej VW przedmiotu obrabianego 122 i do osi pionowej V uchwytu 20 narzędziowego. Jak pokazano przykładowo na fig. 7, kierunek skrawania, patrząc od strony uchwytu przedmiotu 126, przebiega wzdłuż powierzchni arkusza rysunku.

Należy również zauważyć, że oś pionowa VG noża do toczenia rowków 130 jest zasadniczo równoległa do pionowej osi V uchwytu 20 narzędziowego, a zatem jest prostopadła do poziomej osi LW przedmiotu obrabianego 122 podczas zabiegów toczenia rowka. Należy również zauważyć, że kierunek skrawania, jak pokazano strzałką, przebiega wzdłuż osi Y i jest równoległy do osi poziomej LW przedmiotu obrabianego 122 i osi poziomej L uchwytu 20 narzędziowego.

Uchwyt 20 narzędziowy zapewnia szybką zmianę dla szerokiej różnorodności narzędzi skrawających. W innym przykładzie wykonania uchwyt 20 narzędziowy zawiera nóż profilujący, ogólnie oznaczony 140 (fig. 4 i 6), będący połączeniem wkładki skrawającej 40d zamontowanej w obsadzie wkładki 36d. Zgodnie z wynalazkiem, nóż profilujący 140 jest zamontowany w zespole członu podparcia 33, co pozwala na szybką zmianę narzędzia, podobnie do innych narzędzi montowanych na uchwycie 20 narzędziowym według wynalazku. Oś pionowa VP noża profilującego 140 jest zasadniczo równoległa

PL 209 341 B1 do osi pionowej V uchwytu 20 narzędziowego, a zatem jest zasadniczo prostopadła do poziomej osi LW (do arkusza rysunku) przedmiotu obrabianego 122 podczas operacji profilowania, podobnie do narzędzi do toczenia i rowkowania 120, 130.

Jak wspomniano powyżej, obrabiarka 10 z uchwytem 20 narzędziowym umożliwia zamontowanie dużej różnorodności narzędzi skrawających. Przykładowo uchwyt 20 narzędziowy według wynalazku może utrzymywać ten sam typ narzędzi skrawających, jak pokazano na fig. 1-7, jednakże wkładki skrawające 40a-40f są mocowane w specjalnych obsadach wkładek AMSI/ISO 152a-152f, dla utworzenia narzędzi skrawających pokazanych na fig. 8. W zilustrowanymi przykładzie według wynalazku nie jest potrzebny zespół członu podparcia 33, ponieważ obsady wkładki 152a-152f są montowane bezpośrednio do części korpusowej 32 uchwytu 20 narzędziowego za pomocą dobrze znanych środków, jak np. łącznik gwintowy 154.

W innym zilustrowanym przykładzie według wynalazku pokazanym na fig. 9 uchwyt narzędziowy może zawierać narzędzia skrawające 160, które są promieniowo zamontowane do uchwytu 20 narzędziowego w taki sposób, aby zmniejszyć błędy związane z promieniową orientacją uchwytu szczękowego 124 i/lub uchwytu 126 (wzdłuż osi podłużnej LW przedmiotu obrabianego). W tym przykładzie wykonania uzyskano dokładne ustawienie promieniowe narzędzi skrawających 160, co umożliwia poprawne działanie obrabiarki 10.

Obecnie na fig. 10-12 pokazano uchwyt 20' narzędziowy według innego przykładu wykonania wynalazku. Podobnie do uchwytu 20 narzędziowego, uchwyt 20' narzędziowy posiada część korpusową 32 z jednym lub więcej zespołami członu podparcia 33, które są na nim zamontowane rozłącznie. Zespoły członu podparcia 33 mogą być rozłącznie zamontowane do powierzchni czołowej 31 części korpusowej 32 poprzez zastosowanie każdych odpowiednich środków mocowania 35, jak np. wkręty, śruby itp. Na powierzchni czołowej 31 korzystnie są utworzone fazowane naroża 31a. W każdym członie podparcia 33 wykonano otwór 34 (pokazany linią przerywaną na fig. 12) do umieszczenia obsady wkładki, ogólnie oznaczonej 36a-36d. Zespoły członu podparcia 33 mogą być identyczne w kształcie lub każdy może mieć różny kształt. Otwory 34 przebiegają poziomo na zewnątrz i są zasadniczo równoległe do osi podłużnej L, która przechodzi wzdłuż osi Y uchwytu 20' narzędziowego.

W zilustrowanym przykładzie wykonania uchwyt 20' narzędziowy zawiera w sumie cztery zespoły członu podparcia 33, poziomo zamontowane na powierzchni czołowej 31 części korpusowej 32, do umieszczenia odpowiadającej ilości obsad wkładki 36a-36d. Będzie jednakże zrozumiałym, że wynalazek nie ogranicza się do tej ilości zespołów członu podparcia 33 oraz obsad wkładki 36a-36d oraz że wynalazek można wykonać z dowolną pożądaną ilością elementów podpierających i obsad wkładki, jedynie z ograniczeniem wymiarowym dotyczącym części korpusowej 32 uchwytu 20' narzędziowego. Każda obsada wkładki 36a-36d tworzy kieszeń 38 do bezpiecznego utrzymywania wkładki 40a-40d w jej odnośnej obsadzie 36-36d za pomocą odpowiednich środków mocowania 39, jak np. łącznik gwintowy.

Podobnie do uchwytu 20 narzędziowego, uchwyt 20' narzędziowy umożliwia szybką zmianę dla szerokiej różnorodności narzędzi skrawających, jak np. nóż tokarski 120 zawierający połączenie wkładki skrawającej 40b i obsady wkładki 36b, nóż do toczenia rowków 130 zawierający połączenie wkładki skrawającej 40c i obsady wkładki 36c, i nóż profilujący 140 zawierający połączenie wkładki skrawającej 40a zamontowanej na obsadzie wkładki 36a. Zgodnie z wynalazkiem, narzędzia 120, 130 i 140 są zamontowane na ich odnośnych zespołach członu podparcia 33 dla umożliwienia szybkiej zmiany narzędzia skrawającego, podobnie do narzędzi skrawających montowanych w uchwycie 20 narzędziowym według wynalazku. Należy zauważyć, że w zilustrowanym przykładzie wykonania uchwyt 20 narzędziowy zawiera nieparzystą ilość narzędzi 120, 130 i 140, lecz uchwyt 20 narzędziowy może zawierać parzystą ilość narzędzi. Zastosowanie nieparzystej ilości narzędzi, np. trzech, pięciu itd. tworzy odstęp pomiędzy przedmiotem obrabianym i narzędziami, które nie są w użyciu.

Ponieważ narzędzia 120, 130 i 140 są poziomo zamontowane na powierzchni czołowej 31 części korpusowej 32, zamiast promieniowego zamontowania jak w uchwycie 20 narzędziowym, oś pionowa noża tokarskiego 120 jest równoległa do osi pionowej L uchwytu 20' narzędziowego, a zatem jest prostopadła do osi pionowej V przedmiotu obrabianego podczas operacji toczenia, jak pokazano na fig. 11. W podobny sposób oś pionowa VG noża do toczenia rowków 130 i oś pionowa VP (fig. 12) noża profilującego 140 są równoległe do poziomej osi L uchwytu narzędziowego, a zatem prostopadłe do osi pionowej V przedmiotu obrabianego podczas operacji toczenia rowka i operacji profilowania, w podanej tu kolejności.

PL 209 341 B1

Należy również zauważyć, że kierunek skrawania dla uchwytu 20' narzędziowego przebiega wzdłuż osi X i osi Z, zamiast wzdłuż osi Y jak dla uchwytu 20 narzędziowego. Dodatkowo, zastosowanie nieparzystej liczby narzędzi w uchwycie 20 narzędziowym pozwala uzyskać odstęp na średnicy względem przedmiotu obrabianego.

Na fig. 13 i 14 pokazano inny przykład uchwytu 20' narzędziowego według wynalazku. W tym przykładzie oś pionowa VP noża profilującego 140 jest pochylona na zewnątrz pod kątem 160 w zakresie od około 0 stopni do około 10 stopni względem osi podłużnej L uchwytu 20' narzędziowego. Dodatkowo, oś pionowa VP noża profilującego 130 jest pochylona na zewnątrz pod kątem 162 w zakresie od około 0 stopni do około 10 stopni względem osi podłużnej L uchwytu 20' narzędziowego. Pochylenie narzędzi 130, 140 tworzy odstęp narzędzi po odwrotnej stronie uchwytu 20' narzędziowego, zwłaszcza podczas operacji toczenia. Należy zauważyć, że oś pionowa VT noża tokarskiego 120 nie jest pochylona i jest zasadniczo równoległa do osi podłużnej L. Kąt, pod którym pochylone jest każde z narzędzi 120, 130 i 140 może być odmienny i wzajemnie zróżnicowany.

Jak pokazano na fig. 14, oś pionowa VT noża tokarskiego 120 jest równoległa do osi poziomej L uchwytu 20 narzędziowego, a zatem jest równoległa do osi poziomej LW (do płaszczyzny rysunku) przedmiotu obrabianego 122, lecz w innej płaszczyźnie, gdy nóż tokarski 120 łączy się z przedmiotem obrabianym 122 podczas operacji toczenia. Należy zauważyć, że oś pozioma L uchwytu 20' narzędziowego leży w tej samej płaszczyźnie co oś pozioma LW przedmiotu obrabianego 122. A zatem krawędź skrawająca wkładki 40b właściwie leży wzdłuż osi poziomej LW i osi symetrii przedmiotu obrabianego 122. Należy również zauważyć, że kierunek skrawania (w kierunku widoku) leży wzdłuż osi Z i jest równoległy do osi poziomej LW przedmiotu obrabianego 122 oraz osi poziomej L uchwytu 20' narzędziowego. Jak pokazano na fig. 14, pochylenie narzędzi 130, 140 tworzy odstęp dla narzędzi po przeciwnej stronie uchwytu 20' narzędziowego, zwłaszcza podczas operacji toczenia.

W zabiegu profilowania pokazanym na fig. 15 przedmiot obrabiany 122 ma oś podłużną LW wzdłuż swej osi symetrii, która jest prostopadła do poziomej osi L w kierunku osi X uchwytu 20' narzędziowego, gdy uchwyt 20' narzędziowy łączy się z przedmiotem obrabianym 122 podczas operacji profilowania. Jak najlepiej pokazano na fig. 15, pochylenie narzędzi 130, 140 tworzy odstęp dla narzędzia 130 po przeciwnej stronie uchwytu narzędziowego 20', nawet podczas operacji profilowania.

Jak wspomniano powyżej, uchwyt 20, 20' narzędziowy według wynalazku nie jest ograniczony do ilości wkładek skrawających, jakie można zamontować na jego odnośnym członie podparcia. Jak przykładowo pokazano na fig. 16, uchwyt 20 narzędziowy zawiera trzy zespoły członu podparcia 33 (na fig. 16 są widoczne tylko dwa) oraz odpowiadającą ilość obsad wkładki i wkładek skrawających. Ustalono, że konfiguracja nieparzystej ilości, np. trzech, pięciu, siedmiu itd. zespołów członu podparcia 33 tworzy odstęp dla narzędzi 120, 130, 140, które nie są używane. Jak pokazano przykładowo na fig. 16, narzędzia 130, 140 mają dostateczny odstęp, gdy podczas operacji profilowania pracuje nóż profilujący 120.

Jak opisano powyżej, uchwyt narzędziowy 20, 20' według wynalazku pozwala na szybką zmianę, co umożliwia szybki montaż lub usunięcie obsad wkładki z wkładkami skrawającymi z ich odnośnych zespołów członu podparcia. Właściwość ta zmniejsza koszt związany z tradycyjnymi uchwytami narzędziowymi, w których wymagana jest wymiana całej obsady w przypadku zużycia lub uszkodzenia. Dodatkowo, właściwość ta skraca czas postoju, gdy wkładka jest zużyta lub uszkodzona, dzięki szybkiemu wyjęciu i/lub zamontowaniu podczas pracy maszyny.

Na fig. 17-22 pokazano uchwyt narzędziowy 20, który jest mocowany w licznych statycznych położeniach, podczas skrawania obracającego się przedmiotu obrabianego. Uchwyt 20 narzędziowy jest utworzony przez część korpusową 32 zawierającą liczne kieszenie 38. Wewnątrz każdej kieszeni 38 utrzymywana jest wkładka skrawająca 40. Uchwyt 20 narzędziowy porusza się pomiędzy zamocowanymi statycznymi położeniami w wyniku obracania i ruchu postępowego przynajmniej w osi prostopadłej do normalnej płaszczyzny skrawania (oś Y) obrabiarki, dla osobnego wystawienia każdej wkładki skrawającej 40 do obracającego się przedmiotu obrabianego podczas operacji skrawania.

Na fig. 17 i 18 pokazano uchwyt 20 narzędziowy zawierający zespoły członu podparcia 33 ułożone w dwóch kierunkach, co 180 stopni względem siebie. Oba zespoły członu podparcia 33 są równo oddalone od płaszczyzny skrawania, lecz są odwrócone od siebie o 180 stopni. Inne zespoły członu podparcia 33 są tak umieszczone, że narzędzia skrawające 40 znajdują się powyżej i poniżej dwóch pierwszych zespołów członu podparcia. Dla uzyskania dostępu do wkładek 40 potrzebny jest ruch w kierunku osi Y oraz obrócenie wrzeciona o 180°, dla uzyskania dostępu po drugiej stronie uchwytu 20 narzędziowego.

PL 209 341 B1

Uchwyt 20 narzędziowy pokazany na fig. 17 i 18 jest szczególnie przydatny dla operacji skrawania, gdzie mała jest odległość pomiędzy gniazdami magazynowymi dobrze znanego typu w tej dziedzinie. Gniazdo to może być stosunkowo wąskie na jednym wymiarze. Pozwala to uzyskać odstęp w magazynkach narzędziowych typu łańcuchowego. Uchwyt 20 narzędziowy może być wystawiony do przedmiotu obrabianego w kierunku prostopadłym lub pochylonym. Uchwyt 20 narzędziowy jest także szczególnie przydatny dla maszyn posiadających tylko oś głównego wrzeciona, ustawioną pod kątem 180 stopni.

Jak pokazano na fig. 24, uchwyt 20 narzędziowy może zawierać liczne obsady 36 umieszczone w taki sposób, że osie podłużne L' obsad są nierównoległe. Poprzez rozmieszczenie podłużnych osi można zwiększyć odstępy pomiędzy odnośnymi krawędziami skrawającymi, zwiększając tym samym ilość narzędzi skrawających przypadających na część korpusową 33, przy pokazanym układzie obsad 36.

Choć wynalazek opisano w połączeniu z różnymi przykładami jego wykonania rozumie się, że ma to charakter ilustracyjny bez ograniczenia.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Uchwyt narzędziowy zawierający część korpusową oraz liczne zespoły członu podparcia zamontowane do części korpusowej, przy czym każdy człon podparcia posiada otwór i liczne obsady wkładki, zaś każda obsada ma chwyt rozłącznego osadzenia w otworze zespołu członu podparcia za pomocą śruby i nakrętki mocującej, a każda obsada wkładki posiada kieszeń wkładki skrawającej znamienny tym, że uchwyt (20) jest ruchomy pomiędzy położeniem statycznego umocowania przez obrót i translację co najmniej w osi prostopadłej do normalnej płaszczyzny cięcia (osi Y) narzędzia dla oddzielnego wystawienia każdej wkładki skrawającej (40a-40f) do przedmiotu obrabianego podczas działania obróbki skrawania.
2. Uchwyt narzędziowy według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera co najmniej jeden człon podparcia (33), który jest promieniowo zamontowany na bocznym obwodzie części korpusowej (32).
3. Uchwyt narzędziowy według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera co najmniej jeden człon podparcia (33), który jest poziomo zamontowany na powierzchni końcowej części korpusowej (32).
4. Uchwyt narzędziowy według zastrz. 1, znamienny tym, że uchwyt (20) dalej zawiera wiele zespołów członu podparcia (33) oraz odpowiadającą im liczbę obsad wkładki (36a-36f) i wkładek skrawających (40a-40f).
5. Uchwyt narzędziowy według zastrz. 4, znamienny tym, że jedna z obsad wkładki (36a-36f) i odpowiadająca jej wkładka skrawająca (40a-40f) formuje drugie narzędzie skrawające, które jest różne od pierwszej obsady wkładki (36a-36f) i odpowiadającej wkładki skrawającej (40a-40f).
6. Uchwyt narzędziowy według zastrz. 5, znamienny tym, że pierwsze narzędzie skrawające jest nożem tokarskim (120), nożem do toczenia rowków (130) i nożem profilującym (140).
7. Uchwyt narzędziowy zawierający część korpusową, liczne zespoły członu podparcia zamontowane do części korpusowej, przy czym każdy człon podparcia posiada otwór oraz liczne obsady wkładki, zaś każda obsada posiada chwyt do rozłącznego wkładania w otwór zespołu członu podparcia, zaś każda obsada wkładki posiada kieszeń, znamienny tym, że zawiera pierwsze narzędzie skrawające utworzone przez jedną z licznych wkładek skrawających (40a-40f) zamontowaną w jednej z licznych obsad wkładki (36a-36f), przy czym pierwsze narzędzie skrawające łączy się z przedmiotem obrabianym oraz zawiera drugie narzędzie skrawające uformowane przez inną z licznych wkładek skrawających (40a-40f) zamontowaną na innej z licznych obsad wkładki (36a-36f), przy czym uchwyt (20) jest ruchomy pomiędzy położeniem statycznego umocowania przez obrót i translację co najmniej w osi prostopadłej do normalnej płaszczyzny cięcia (osi Y) narzędzia dla oddzielnego wystawienia każdej wkładki skrawającej (40a-40f) do przedmiotu obrabianego podczas działania obróbki skrawania.
8. Uchwyt narzędziowy według zastrz. 7, znamienny tym, że chwyt (22) uchwytu (20) narzędziowego jest rozłącznie osadzony w otworze (34) członu podparcia (33) za pomocą śruby (48) i nakrętki (60) mocującej.
9. Uchwyt narzędziowy według zastrz. 8, znamienny tym, że co najmniej jeden człon podparcia (33) jest promieniowo zamontowany na bocznym obwodzie części korpusowej (32).

PL 209 341 B1
10. Uchwyt narzędziowy według zastrz. 8, znamienny tym, że co najmniej jeden człon podparcia (33) jest poziomo zamontowany na powierzchni końcowej części korpusowej (32).
11. Uchwyt narzędziowy zawierający wiele wkładek skrawających, znamienny tym, że uchwyt (20) jest ruchomy pomiędzy położeniem statycznego umocowania przez obrót i translację co najmniej w osi prostopadłej do normalnej płaszczyzny cięcia (osi Y) narzędzia dla oddzielnego wystawienia każdej wkładki skrawającej (40a-40f) do przedmiotu obrabianego podczas działania obróbki skrawania.
12. Uchwyt narzędziowy według zastrz. 11, znamienny tym, że zawiera zespół członu podparcia (33), który jest promieniowo zamontowany na bocznym obwodzie części korpusowej (32).
13. Uchwyt narzędziowy według zastrz. 11, znamienny tym, że zawiera zespół członu podparcia (33), który jest poziomo zamontowany na powierzchni czołowej części korpusowej (32).
14. Uchwyt narzędziowy według zastrz. 11, znamienny tym, że zawiera liczne zespoły członu podparcia (33) oraz odpowiadającą liczbę obsad wkładki (36a-36f) i wkładek skrawających (40a-40f).
15. Uchwyt narzędziowy według zastrz. 14, znamienny tym, że jedna z obsad wkładki (36a-36f) i odpowiadająca jej wkładka skrawająca (40a-40f) tworzą narzędzie skrawające, które jest różne od innej obsady wkładki (36a-36f) i odpowiadającej jej wkładki skrawającej (40a-40f).
16. Obrabiarka zawierająca uchwyt narzędziowy, oraz uchwyt do mocowania obrabianego przedmiotu i szczękę uchwytu, przy czym uchwyt narzędziowy jest obrotowo zamocowany w uchwycie szczękowym i zawiera część korpusową oraz liczne zespoły członu podparcia zamontowane do części korpusowej, przy czym każdy człon podparcia posiada otwór, oraz liczne obsady wkładki, zaś każda obsada posiada chwyt rozłącznego wkładania w otwór zespołu członu podparcia, przy czym każda obsada wkładki posiada kieszeń, znamienna tym, że uchwyt narzędziowy ma pierwsze narzędzie skrawające utworzone przez jedną z licznych wkładek skrawających (40a-40f) zamontowaną w jednej z licznych obsad wkładki (36a-36f), przy czym pierwsze narzędzie skrawające łączy się z przedmiotem obrabianym, zaś drugie narzędzie skrawające jest utworzone przez inną z licznych wkładek skrawających (40a-40f) zamontowaną na innej z licznych obsad wkładki (36a-36f), a ponadto uchwyt narzędziowy jest ruchomy pomiędzy położeniem statycznego umocowania przez obrót i translację co najmniej w osi prostopadłej do normalnej płaszczyzny cięcia (osi Y) narzędzia dla oddzielnego wystawienia każdej wkładki skrawającej (40a-40f) do przedmiotu obrabianego podczas działania obróbki skrawania.
17. Obrabiarka według zastrz. 16, znamienna tym, że zawiera chwyt (22), który jest rozłącznie osadzony w otworze zespołu członu podparcia (33) za pomocą śruby (48) i nakrętki (60) mocującej.
18. Obrabiarka według zastrz. 17, znamienna tym, że co najmniej jeden człon podparcia (33), jest promieniowo zamontowany na obwodzie bocznym części korpusowej (32).
19. Obrabiarka według zastrz. 17, znamienna tym, że co najmniej jeden człon podparcia (33) jest poziomo zamontowany na powierzchni końcowej części korpusowej (32).