SK92893A3 - Inserted knife in the basis of parallel pipe shape for rotary milling tools - Google Patents

Description

TV 928-^5 Vsadený nôž v podstate rovnobežnostenového tvaru pre rotačné frézovacie nástroje

Oblasť techniky

Vynález sa týka vymeniteľného vsadeného noža zo spekaných karbidov, určeného pre použitie na rotačných frézovacích nástrojoch opatrených držiakom, v ktorom je vytvorené najmenej jedno obvodové vybranie, v ktorom je uložený a uvoľniteľne upevnený zodpovedajúci počet týchto vsadených nožov, pričom každé vybranie je dalej opatrené pred každým vsadeným nožom priestorom pre odber triesky.

Doterajší stav techniky

Je známe, že v priebehu frézovacích operácií má dĺžka ostria priamo úmerný vzťah k vibráciám vyvolávaných frézou a tým má priamy vplyv na spotrebu energie pri prevádzaní frézovacej operácie. Tieto vibrácie sa prejavujú vznikom stôp po chvení nástroja. Inými slovami, chvenie je tým väčšie, čím je väčšia dĺžka ostria.

Tieto vibrácie a v dôsledku toho i chvenia vznikajú pôsobením síl vyvodzovaných na vsadený nôž a najmä na jeho čelné plochy odoberanými trieskami, ktoré sa pri obrábaní vytvárajú, pričom čím je väčšia šírka triesky, tým väčšie sily budú na nôž pôsobiť. S ohíadom na obmedzovanie týchto vibrácií a chvení je známe využitie frézovacích nástrojov, opatrených vsadenými nožmi s pomerne krátkym ostrím, pričom tieto vsadené nože sú orientované voči, držiaku nástroja a s ohľadom na susedné vsadené nože tak, aby rezné dráhy ostrí po sebe nasledujúcich vsadených nožov sa vzájomne prekrývali. Týmto riešením vytvára každé z pomerne krátkych ostrí triesky s pomerne malou šírkou a prekrývanie medzi po sebe nasledujúcimi vsadenými nožmi zaisťuje vcelku hladký povrch frézovanej plochy.

V praxi sa však tento návrh nepresadil, pretože sa ukázal byt neefektívnym a vyžadoval veľmi starostlivo prevedenú orientáciu správne navrhnutých vsadených nožov voči držiaku nástrojov.

V EP-A1 0 480 576, ktorý je v daíšom popise nazývaný preduverejneným patentovým spisom, je popísané nové konštrukčné riešenie vsadeného noža pre frézovacie nástroje, pričom tento vsadený nôž je schopný dosiahnuť požadovaného cieľa a obmedzit chvenie pri použití frézovacieho nástroja. Podstata tohto riešenia je uvedená v nasledujúcom odstavci popisu a bude spomínaná i v ďalších častiach popisu.

V tejto zverejnenej prihláške vynálezu je popísaný vsadený nôž, určený pre rotačné frézovacie nástroje, ktorý má ostria vytvorené medzi reznou čelnou ' plochou a~ podbrúseným chrbtom a ktorý má základňovú hranu vytvorenú medzi podbrúseným chrbtom a plochou základne. Ostrie je tvorené niekoľkým po sebe nasledujúcim čiastkovým rezným ostrím a medziíahlým ostrím, umiestneným vždy medzi dvojicami po sebe nasledujúcich čiastkových rezných ostrí. Každé z čiastkových rezných ostri má príslušnú prednú koncovú časť a zadnú koncovú časť. Zadná koncová časť jedného čiastkového rezného ostria nadväzuje na prednú koncovú časť nasledujúceho čiastkového rezného ostria prostredníctvom medziíahlého ostria, pričom medziľahlé ostrie prebieha smerom od zadného konca jedného čiastkového rezného ostria smerom k základňovej hrane. Každá normála k osi otáčania rezného nástroja, ktorá prechádza zadnou koncovou časťou jedného čiastkového rezného ostria, pretína nasledujúce čiastkové rezné ostrie tak, že v priebehu frézovania sa po sebe nasledujúce čiastkové rezné ostria vzájomne prekrývajú.

S takto vytvoreným vsadeným nožom a s ohľadom na to, že čiastkové rezné ostria sú veľmi krátke, výsledné sily vyvodzované na vsadený nôž trieskou odoberanou týmto krátkym čiastkovým ostrím sú pomerne krátke a v dôsledku toho je intenzita vyvolávaného chvenia minimálna. S ohľadom na vzájomné usporiadanie čiastkových rezných ostrí so stupňom vzájomného prekrývania susediacich čiastkových rezných ostrí je zaistené, že sú tvorené skutočne samostatné čiastkové •triesky, vytvárané s pomerne malou šírkou.

Bolo zistené, že u tohto vsadeného noža má usporiadanie a vytvorenie čiastkových ostrí, to znamená ich relatívne dĺžky a axiálne uhly chrbtov, ak je vsadený nôž osadený v obrábacom nástroji, priamy vzťah k pevnosti vsadeného noža. To sa prejavuje najmä v prípadoch, kde jé vsadený nôž vytvorený so strednou upinacou dierou, ktorá nevyhnutne vytvára zoslabenú oblasť vsadeného noža.

Úlohou vynálezu je preto zdokonaliť tento druh vsadeného noža pre frézovacie nástroje, u ktorého by bola zvýšená mechanická pevnosť.

Podstata vynálezu

Táto úloha je riešená vsadeným nožom podľa vynálezu, ktorý má v podstate rovnobežnostenový tvar a ktorý je určený pre použitie v rotačných frézovacích nástrojoch, ktorý má hornú čelnú plochu a spodnú základňovú plochu opatrenú stredovo umiestnenou upinacou dierou a obsahujúci dvojicu v podstate vzájomne rovnobežných hlavných ostrí a dvojicu v podstate vzájomne rovnobežných vedľajších ostrí smerovaných priečne k hlavným ostriam, pričom každé hlavné ostrie je vymedzené medzi susednými čelnými plochami a podbrúseným chrbtom a medzi každým podbrúseným chrbtom a plochou základne je vymedzená základňová hrana. Podstata vynálezu je založená na tom, že hlavné ostrie obsahuje prvé, druhé a tretie po sebe nasledujúce čiastkové ostrie, každé druhé čiastkové ostrie prebieha v podstate v rovnakom rozsahu ako upínacia diera, má podstatne väčšiu dĺžku než je dĺžka prvého čiastkového ostria a tretieho čiastkového ostria a zoviera s osou otáčania rezného nástroja axiálny uhol čela, ktorý je podstatne menej pozitívny než axiálny uhol čela zovretý medzi prvým čiastkovým ostrím, tretím čiastkovým ostrím a osou otáčania rezného nástroja, pričom každé čiastkové ostrie má príslušný predný koniec a zadný koniec,, zadný koniec jedného z čiastkových ostrí nadväzuje na predný koniec nasledujúceho čiastkového ostria medziľahlým ostrím a toto medziľahlé ostrie je smerované od zadného konca jedného čiastkového ostria k okrajovej hrane základne a každá normála k osi otáčania rezného nástroja, ktorá prechádza zadným koncom jedného čiastkového ostria, pretína nasledujúce čiastkové ostrie tak, že v priebehu frézovacej operácie sa po sebe nasledujúce čiastkové ostria vzájomne prekrývajú.

Voľbou relatívnych dĺžok a axiálnych uhlov chrbtov troch po sebe nasledujúcich čiastkových rezných ostrí vsadeného noža podía vynálezu je zaistené, že mechanická pevnosť vsadeného noža je v oblasti upínacej diery výrazne zvýšená.

Rezné čelá, podbrúsené chrbty a plochy za ostrím nadväzujúce na príslušné čiastkové rezné ostria sú najmä smerované tak, že v odpovedajúcich miestach pozdĺž príslušných ostrí sú čelné a chrbtové uhly a taktiež uhly plôch za ostrím, zovreté s rezným nástrojom, v podstate rovnaké,

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude bližšie objasnený pomocou príkladov prevedenia vsadených nožov zo spekaných karbidov pre rotačné frézovacie nástroje, zobrazených na výkresoch, kde znázorňujú obr. 1 axonometrický pohlad na vsadený nôž podľa vynálezu a obr. 2 bočný pohľad na vsadený nôž z obr. 1.

Príklady prevedenia vynálezu i

Ako je zrejmé z výkresov, vsadený nôž 1, ktorý má v podstate tvar pravouholníkového rovnobežnostenu je vytvorený s hornými čelnými plochami 2 a rovinnou plochou základne 3 a je opatrený strednou upínacou dierou la s priemerom d. Vsadený nôž 1 je opatrený podbrúsenými chrbtovými plochami 4, ktoré majú do značnej miery rovnaké prevedenie ako u známych riešení popísaných v uvedenej zverejnenej prihláške vynálezu. V prípade vsadeného noža 1 podlá vynálezu je však medzi dvojicou vzájomne protilahlých hlavných podbrúsených chrbtov a ich susedných rezných frézovacích plôch definovaná dvojica ostrí 5, z ktorých každý obsahuje tri po sebe nasledujúce čiastkové ostria 5a, 5b, 5c, nadväzujúce na príslušné čiastkové rezné čelné plochy.

Ako bolo popísané v uvedených patentových spisoch, hlavné čiastkové ostrie 5a prechádza na svojom zadnom konci do nasledujúceho druhého čiastkového ostria 5b prvým medzilahlým ostrím 6, ktoré je sklonené dole smerom k základni 3 vsadeného noža 1. Podobne prechádza druhé čiastkové ostrie 5b do nasledujúceho tretieho čiastkového ostria 5c druhým medzilahlým ostrím 7, ktoré je tiež sklonené dole v smere k základni 3 vsadeného noža. 1.

Takto vytvorený vsadený nôž 1 je osadený, ako je zobrazené na obr. 5 preduverejnenej prihlášky vynálezu v rotačnej fréze majúcej valcový držiak, pričom vsadený nôž 1 je osadený tak, že základňa má pozitívny axiálny uhol a čela vzhladom k osi otáčania rezného nástroja.

Ako bolo popísané pri objasňovaní obr. 5 výkresov, ktoré sú súčasťou uvedenej preduverejnenej prihlášky vynálezu, tiež v prípade vsadeného noža 1 podlá obr. la 2 sa čiastkové ostria 5a, 5b účinne prekrývajú v priebehu frézovania a rovnaký jav sa prejavuje u ďalších dvoch čiastkových ostrí

5b, 5c. Každá podbrúsená chrbtová plocha 4 je tvorená tromi hornými čiastkovými podbrúsenými chrbtovými plochami 4a, 4b, 4c, ktoré medzi sebou a susednými čiastkovými čelnými plochami 2a, 2b, 2c vymedzujú čiastkové ostria 5a, 5b, 5c. Každá z horných čiastkových podbrúsených chrbtových plôch 4a, 4b, 4c je ďalej opatrená rovinnou spodnou čiastkovou podbrúsenou chrbtovou plochou 4d, ktorá prebieha v celej dĺžke rezného vsadeného noža 1.

Pre dosiahnutie optimálnych rezných podmienok sú, ako bolo popísané v uvedenej prihláške vynálezu, jednotlivé horné čiastkové podbrúsené chrbtové plochy 4a, 4b, 4c a čiastkové rezné čelné plochy 2a, 2b, 2c tak usporiadané voči sebe, že pri zodpovedajúcich polohách pozdĺž čiastkových ostrí sú uhly podbrúsených chrbtov a rezných čiel rovnaké. Napríklad v strede každého čiastkového ostria, je táto uhlová podmienka splnená. Tým je dosiahnuté požadované uhlové usporiadanie horných čiastkových podbrúsených chrbtových plôch 4a, 4b, 4c voči sebe a voči spodnej čiastkovej podbrúsenej chrbtovej ploche 4d.

V alternatívnom prevedení a opäť podía popisu uvedeného v spomínanom patentovom spise môže byť každé čiastkové ostrie a každá horná čiastková podbrúsená chrbtová plocha 4a, 4b, 4c a čiastková rezná čelná plocha 2a, 2b, 2c zakrivená tak, aby bolo zaistené, že pozdĺž celej dĺžky jednotlivých na seba nadväzujúcich čiastkových ostrí zostanú uhly podbrúsených chrbtov a rezných čiel v podstate nemenné. Zvláštne spôsoby, ktorými je týchto zakrivení dosiahnuté, sú popísané v US-PS 5 052 863, 5 071 292 a 5 078 550.

Hlavné čiastkové ostrie 5a a vedľajšie čiastkové ostrie 5c, ktoré sú v podstate rovnobežné so základnou 3. vsadeného noža 1, majú po svojom osadení do obrábacieho nástroja pomerne veíký pozitívny axiálny uhol čela a to je výhodné, ako je dobre známe, pre tie oblasti, v ktorých sa vsadený nôž zarezáva do obrobku a v ktorých ich opúšťa. Na druhej strane medzilahlé čiastkové ostrie 5b bude mať po svojom osadení do nástroja podstatne menší, dokonca i negatívny axiálny uhol čela.

Ako je patrné zo zobrazených príkladov, medzilahlé čiastkové ostrie 5b má podstatne väčšiu dĺžku než každé zo susedných čiastkových ostrí 5a, 5c. pričom je výhodné také prevedenie, v ktorom je dĺžka medziíahlého čiastkového ostria 5b rovná súčtu dĺžok oboch susedných čiastkových ostri 5a, 5c. Medzilahlé čiastkové ostrie 5b okrem toho prebieha v rovnakej dĺžke ako je šírka upinacej diery la a jeho dĺžka je tak s výhodou rovná priemeru d upinacej diery la. Z toho vyplýva, že stredná časť vsadeného noža 1 je chránená proti neprimeraným zlomovým napätiam zaopatrením susedného čiastkového ostria 5c redukovaným pozitívnym axiálnym uhlom čela alebo dokonca negatívnym axiálnym uhlom čela.

Je potrebné si uvedomiť, že hlavné čiastkové ostrie 5a a vedlajšie čiastkové ostrie 5c nemusia byť nevyhnutne vzájomne rovnobežné alebo rovnobežné so základňou 3 vsadeného noža 1. Je iba požadované, aby medzilahlé čiastkové ostrie 5b malo podstatne menšiu pozitívnu hodnotu axiálneho uhlu čela než hlavné čiastkové ostrie 5a a vedlajšie čiastkové ostrie 5c. Podobne dĺžka medziíahlého čiastkového ostria 5b nemusí byť nevyhnutne rovná súčtu dĺžok hlavného čiastkového ostria 5a a vedlajšieho čiastkového ostria 5c. Tiež v tomto ohlade je iba požadované, aby dĺžka medziíahlého čiastkového ostria 5b, ktorá v podstate prebieha v rovnakom rozsahu ako upínacia diera la, bola podstatne väčšia než je dĺžka každého zo susedných čiastkových ostrí 5a, 5c.

I keď bol vynález popísaný na vsadenom noži frézovacích nástrojov s tvarom rovnobežnostenu, to znamená, v tvare opatrenom štyrmi bočnými stenami s ostrím, je možné si lahko predstaviť, že vynález je rovnako dobre aplikovatelný na vsadenom noži iných tvarov, napríklad s trojuholníkovým tvarom. Podobne môžu byť vložky využité ako napríklad vložky pozdĺžneho pravouholnikového tvaru, pričom čiastkové ostria môžu byť vytvorené na jednej dvojici vzájomne protiíahlých strán vložky.

Claims (5)

1. Vsadený nôž v podstate rovnobežnostenového tvaru pre rotačné frézovacie nástroje, majúce hornú čelnú plochu a spodnú základňovú upínacou dierou a plochu opatrené stredovo umiestnenou obsahujúce dvojicu v podstate vzájomne rovnobežných hlavných ostrí a dvojicu v podstate vzájomne rovnobežných-vediajších ostrí smerovaných priečne k hlavným ostriam, pričom každé hlavné ostrie je vymedzené medzi susednými čelnými plochami a podbrúseným chrbtom a medzi každým podbrúseným chrbtom a plochou základne je vymedzená základňová hrana, v yznačujúci sa tým, že každé hlavné ostrie (5) obsahuje prvé, druhé a tretie po sebe nasledujúce čiastkové ostrie (5a, 5b, 5c), každé druhé čiastkové ostrie (5b) prebieha v~podstate~v rovnakom rozsahu ako upínacia diera (la), má podstatne väčšiu dĺžku ako je dĺžka prvého čiastkového ostria (5a) a tretieho čiastkového ostria (5c) a zviera s osou otáčania rezného nástroja axiálny uhol čela, ktorý je podstatne menej pozitívny než axiálny uhol čela zovretý medzi prvým čiastkovým ostrím (5a), tretím čiastkovým ostrím (5c) pričom každé čiastkové predný koniec a zadný čiastkových ostrí (5a, a osou otáčania rezného nástroja, ostrie (5a, 5b, 5c) má príslušný koniec, zadný koniec jedného z 5b) nadväzuje na predný koniec nasledujúceho čiastkového ostria (5b, 5c) medzilahlým ostrím (6, 7) a toto medzilahlé ostrie (6, 7) je smerované od zadného konca jedného čiastkového ostria (5a, 5b) k okrajovej hrane základne (3) a každá normála k osi otáčania rezného nástroja, ktorá prechádza zadným koncom jedného čiastkového ostria (5a, 5b), pretína nasledujúce čiastkové ostrie (5b,5c) tak, že v priebehu frézovacej operácie sa po sebe nasledujúce čiastkové ostria (5a, 5b, 5c) vzájomne prekrývajú.

2. Vsadený nôž podlá nároku 1, vyznačujúci sa t ý m,že čiastkové rezné ostria (5a, 5b, 5c) sú spojené s čiastkovými podbrúsenými chrbtami (4a,4b, 4c), ktoré sú smerované voči sebe tak, že uhly chrbtov na bokoch vsadeného noža (1) na sebe zodpovedajúcich miestach po sebe nasledujúcich čiaskových podbrúsených chrbtoch (4a, 4b, 4c), zovreté s ohladom na frézovací nástroj, sú si v podstate rovné.

3. Vsadený nôž podlá nároku 2, vyznačujúci sa tým, že podbrúsená chrbtová plocha (4) obsahuje hornú časť (4a, 4b, 4c), ktorá obsahuje čiastkové podbrúsené chrbtové plochy (4a, 4b, 4c) a v podstate rovinnú spodnú časť (4d).

4. Vsadený nôž podlá najmenej jedného z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že čiastkové ostria (5a, 5b, 5c) sú spojené.-.-.s čiastkovými reznými čelnými plochami (2a, 2b, 2c), ktoré sú orientované voči sebe tak, že rezné čelné uhly vložky sú vo vzájomne si zodpovedajúcich miestach na po sebe nasledujúcich čiastkových rezných čelných plochách (2a, 2b, 2c), zovreté s frézovacím nástrojom, v podstate rovnaké.

5. Vsadený nôž podlá nároku 4, vyznačujúci sa t ý m, že každý čiastkový podbrúsený chrbát (4a, 4 b, 4c) a rezná čelná plocha (2a, 2b, 2c) sú plynulé zakrivené, aby vsadený nôž (1), čelo a podbrúsené uhly, zovreté s rezným nástrojom, zostávali v podstate nemenné pozdĺž dĺžky čiastkových ostrí (5a, 5b, 5c).