CZ2021594A3 - Nástroj pro obrábění - Google Patents

Abstract

Nástroj pro obrábění sestává z nosiče (N) řezné destičky (D) a řezné destičky (D) upevněné v sedle (S) nosiče (N). Nosič (N) je opatřen alespoň jedním vývodem (V) řezné kapaliny směřujícím na čelo nebo na hřbet řezné destičky (D). Mezi sedlo (S) a řeznou destičku (D) je včleněna podložka (P) opatřená rozvodem (R) řezné kapaliny, jehož vstup navazuje na vývod (V) řezné kapaliny z nosiče (N) obráběcího nástroje. Podložka (P) je opatřena alespoň dvěma vývody (V') směřujícími na hřbet řezné destičky (D) a obsahuje výstupek (F), ze kterého vývody (V') vyúsťují.

Description

Vynálezem nástroj pro obrábění sestávající z nosiče řezné destičky, a řezné destičky upevněné v sedle nosiče, přičemž nosič je opatřen alespoň jedním vývodem řezné kapaliny směřujícím na čelo nebo na hřbet řezné destičky.

Dosavadní stav techniky

Při obrábění většiny běžných konstrukčních materiálů nástroji s vyměnitelnými břitovými destičkami je nezbytné používat chlazení/mazání během procesu řezání. Čím jsou fyzikální a chemické vlastnosti obráběného materiálu vzhledem k jeho obrobitelnosti horší tím vyšší význam má vliv chlazení, přičemž během řezání vzniká teplo obecně vlivem tření ploch nástroje o obráběný materiál a dále plastickou deformací v místě vzniku třísky. Jeho odvod má pak stěžejní vliv na trvanlivost nástroje a na kvalitu obrobeného povrchu zejména ve smyslu jeho integrity. Systém chlazení má pozitivní účinky jednak ve smyslu samotného řezání, mazání, čištění a podobně.

Médium, zpravidla kapalina, se přivádí za standardního či zvýšeného tlaku, v praxi označován se jako vysokotlaké chlazení, při němž dochází k lepšímu průniku kapaliny mezi třísku a řeznou hranou nástroje. Ze stavu techniky je známé chlazení soustružnického nástroje kapalinou, kdy jednou z možností je vnitřní chlazení, kdy se řezná kapalina přivádí přes vřeteno či revolver obráběcího stroje vhodným kanálkovým systémem v nástroji k břitům, často prostřednictvím otvorů v zubových mezerách, kterými je přiváděno procesní médium přímo na hrot nástroje k břitu nástroje, a to zejména otvory v nosiči vyměnitelné břitové destičky tak, že je směřován přímo na řeznou hranu do místa řezu. Vyměnitelné řezné části mají v současné době nejčastěji podobu tzv. vyměnitelných břitových destiček. Destičky mají rozličné geometrické charakteristiky a obvykle jsou tvořeny plným materiálem s otvorem uprostřed sloužícím pro upínání do držáku. Destičky jsou nejčastěji vyráběny ze slinutých karbidů, CBN, PCBN či PCD a jsou opatřeny tenkou vrstvou. Používány jsou však rovněž další materiály, ze kterých je tvořena celá destička nebo pouze řezná hrana.

Chlazení řezné destičky je možno realizovat na její čelo a/nebo na její hřbet či zároveň. Chlazen čela i hřbetu je považováno jako nejkomplexnější alternativa, přičemž provedení chlazení závisí od konstrukčního uspořádání nosiče. Ze stavu techniky jsou známa řešení, která chlazení čela i hřbetu realizují pomocí doplňkových trysek, které se navazují na přívod chladicího media a směřují na čelo či hřbet či na čelo a hřbet řezní destičky zároveň. Takováto řešení jsou známa kupříkladu z dokumentu CZ 2020594 či EP 2873477 A1. Některá provedení vycházejí ze spisů WO 2012070046 A1, US 20160158855 A1 či CZ 2020-159, kdy je směřování chladicí kapaliny definováno konstrukcí samotné řezné destičky opatřené systémem vnitřních rozvod, které vyúsťují na čelo, hřbet či na čelo i hřbet řezné destičky zároveň. Ze stavu techniky je rovněž známo řešení popsané v EP 2873477, kde je hřbet řezné destičky chlazen bodově skrze vývod řezné kapaliny v podložce umístěné pod řeznou destičkou v nosiči nástroje, avšak toto řešení neumožňuje provedení efektivního chlazení hřbetu řezné destičky z důvodu vzdálenosti mezi hřbetem řezné destičky a vývodem řezné kapaliny. Ze spisu CZ 34848 U1 je známo řešení nástroje pro obrábění, uzpůsobený pro upnutí do obráběcího stroje, obsahující nosič řezné destičky, alespoň jednu řeznou destičku upevněnou v sedle nosiče a upínací trysku pro upnutí řezné destičky a zároveň pro přívod řezné kapaliny k řezné destičce, přičemž nosič je opatřen přívodem řezné kapaliny obsahujícím alespoň jedno vyústění řezné kapaliny, kdy k nosiči je připevnitelná uvedená upínací tryska opatřená alespoň jedním kanálkem pro přívod řezné kapaliny na čelo řezné destičky. Nástroj dále obsahuje doplňkovou trysku připevnitelnou k nosiči, přičemž v místě pro její připevnění nosič obsahuje druhé, spodní vyústění řezné kapaliny, přičemž připevnitelná doplňková tryska je opatřena alespoň jedním kanálkem navazujícím na spodní vyústění řezné kapaliny z nosiče a určeným pro přívod

- 1 CZ 2021 - 594 A3 řezné kapaliny na hřbet řezné destičky. Pod sedlem je připevnitelná doplňková tryska. Tryska je opatřená soustavou kanálků a navazuje na spodní přívod. Vývod řezné kapaliny směřuje z kanálku na hřbet řezné destičky. Doplňková tryska je vyměnitelná a je k nosiči připevněna šroubem, který prochází tělesem doplňkové trysky do otvoru v nosiči opatřeným vnitřním závitem. Kanálky doplňkové trysky se směrem k vývodům zužují a v tomto konkrétním provedení jdou kanálky kruhového průřezu. Kanálky jsou cíleně směřovány na místa úběru třísky obráběného. Takovéto řešení je montážně náročné a vyžaduje dílčí operce spojené s vytvořením mj. stykové plochy pro připevnění doplňkové trysky ke spodnímu vývodu rozvodu řezné kapaliny.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je nástroj pro obrábění sestávající z nosiče řezné destičky, a řezné destičky upevněné v sedle nosiče, přičemž nosič je opatřen alespoň jedním vývodem řezné kapaliny směřujícím na čelo nebo na hřbet řezné destičky, kdy že mezi sedlo a řeznou destičku je včleněna podložka, přičemž podložka je opatřena rozvodem řezné kapaliny, jehož vstup navazuje na vývod řezné kapaliny z nosiče obráběcího nástroje, přičemž podložka je opatřena alespoň dvěma vývody směřujícími na hřbet řezné destičky, podložka obsahuje výstupek, ze kterého ústí vývody směřujícím na hřbet řezné destičky ve formě spáry. Podložka je opatřena výstupkem, ze kterého ústí vývod řezné kapaliny na hřbet řezné destičky, a to z co možná nejkratší vzdálenosti tak, aby se řezná kapalina dostala co nejblíže k místu řezu.

Vyústění ve tvaru spáry umožňuje rovnoměrný řízený rozstřik chladicí kapaliny na celou délku řezného ostří/hrany destičky. Tento jev mám zásadní vliv zejména u destiček s velkým zaoblením ostří nebo u nástrojů pracující více směry, kde pokrytím celé délky využívaného ostří můžeme zásadně zvýšit živostnost.

Výhodné rovněž je, pokud spára má proměnlivý profil. Takové provedení umožňuje distribuci chladicí kapaliny s minimální průtočnou ztrátou na kritické oblasti břitové destičky o požadované intenzitě.

Dále je výhodné, pokud je spára je členěná přepážkami z důvodu usměrnění toku chladicí kapaliny na břity břitové destičky.

Dále je výhodné, pokud, je vývod rozvodu řezné kapaliny v podložce je ve formě alespoň jednoho geometrického tvaru, součet, jehož vnitřních úhlů je 180°. Výhody skýtá i provedení, kdy je vývod rozvodu řezné kapaliny v podložce je ve formě alespoň jednoho geometrického tvaru, součet, jehož vnitřních úhlů je 360°. Možnost výroby výstupního kanálu v různých geometrických provedeních má zásadní vliv na funkcionalitu pro různé technologické použití nástrojů a jejich funkčnost.

Výhodné je, pokud se rozvody řezné kapaliny v podložce se směrem k vývodu zužují, za stabilního tlaku se zmenšujícím se průměrem získává kapaliny vyšší kinetickou rychlost a díky tomu je zajištěno cílený průtok řezné kapaliny pro konkrétní operaci konkrétním nástrojem.

Výhodné rovněž je, pokud se rozvody řezné kapaliny v podložce jsou zakřiveny, čímž je zajištěna požadovaná orientace směřování řezné kapaliny. Díky postupnému zakřivení nedochází k turbulentnímu víření a proudění směrem k výstupu je hladké, čímž nedochází k tlakovým a rychlostním ztrátám.

Toto řešení oproti CZ 34848 U1 přináší výhody jednak v materiální (hmotnostní) a výrobní úspoře spojené s výrobou trysky a rovněž s náročnou výrobou samotného nosiče, obsahující přívodní kanál ústící v oblasti pod sedlem nosiče, kde mj. styková plocha musí být opracována z důvodu těsného připojení trysky (drsnost a přesnost plochy). Styková plocha mezi lůžkem řezné destičky v nosiči a řezným nástrojem, mezi které je podle předkládaného vynálezu umístěna podložka s výstupem, musí být vytvořena v obou případech. Odpadá tedy minimálně jedna dílčí výrobní operace a rovněž

- 2 CZ 2021 - 594 A3 není nutná montáž trysky a seřízení pomocí upínacích elementů s ohledem na těsnost apod.

Objasnění výkresů

Na obr. 1 je znázorněn celkový izometrický pohled na nástroj na obrábění, na obr. 2 je znázorněn celkový izometrický pohled na nástroj na obrábění s vyznačením vnitřního rozvodu řezné kapaliny. Na obr. 3 je znázorněn pohled na nástroj v řezu, na obr. 4 je znázorněno sedlo v nosiči nástroje. Na obr. 5 je znázorněn pohled na podložku včetně vnitřního provedení rozvodu řezné kapaliny, na obr. 6, obr. 7, obr. 8 a obr. 9 je znázorněno variantní provedení podložek.

Příklady uskutečnění vynálezu

Nástroj pro obrábění sestává z nosiče N řezné destičky D, a řezné destičky D, která je upevněná v sedle S nosiče N řezné destičky. Nosič N je opatřen dvěma vývody V řezné kapaliny. Na horní vývod V navazuje na vnitřní rozvod upínací trysky U, která slouží pro upnutí řezné destičky D a zároveň pro přívod řezné kapaliny k řezné destičce D. Upínací tryska U je k nosiči připevněna šrouby. Vývod V z upínací trysky U směřuje na čelo řezné destičky D. Mezi sedlo S a řeznou destičku D je včleněna podložka P. Řezná destička D i podložka P jsou opatřeny dvěma souosými otvory O k jejich připevnění do sedla S nosiče N řezné destičky šrouby. Podložka P je opatřena dvěma rozvody R řezné kapaliny, které jsou zakřiveny a obklopují otvory O pro šrouby v podložce P. Rozvody R řezné kapaliny v podložce P se směrem k vývodu V' zužují. Jeden konec rozvodu R řezné kapaliny navazuje na dolní vývod V řezné kapaliny z nosiče N. Vývod V řezné kapaliny prochází skrze lůžko L řezné destičky D. Lůžko L se nachází v sedle S nosiče N. Podložka P je opatřena dvěma vývody V' rozvodu R řezné kapaliny směřujícími na hřbet řezné destičky D. Tyto vývody V' vyúsťují výstupkem F podložky P.

Řezná kapalina prochází nosičem N řezné destičky skrze vývod V z upínací trysky U a směřuje na čelo řezné destičky a vývodem V' z podložky P zároveň směřuje na hřbet řezné destičky D.

Průmyslová využitelnost

Nástroj popsaný podle technického řešení nalézá své uplatnění zejména v konstrukci nástrojů třískové obrábění.

Claims (8)

1. Nástroj pro obrábění sestávající z nosiče (N) řezné destičky (D) a řezné destičky (D) upevněné v sedle (S) nosiče (N), přičemž nosič (N) je opatřen alespoň jedním vývodem (V) řezné kapaliny směřujícím na čelo nebo na hřbet řezné destičky (D), kdy je mezi sedlo (S) a řeznou destičku (D) včleněna podložka (P), přičemž podložka (P) je opatřena rozvodem (R) řezné kapaliny, jehož vstup navazuje na vývod (V) řezné kapaliny z nosiče (N) obráběcího nástroje, přičemž podložka (P) je opatřena alespoň dvěma vývody (V') směřujícími na hřbet řezné destičky (D), vyznačující se tím, že podložka obsahuje výstupek (F), ze kterého ústí vývody (V') směřujícím na hřbet řezné destičky (D).

2. Nástroj pro obrábění podle nároku 1, vyznačující se tím, že vývody (V') jsou ve formě spáry ^(s).

3. Nástroj pro obrábění podle nároku 2, vyznačující se tím, že spára (s) má proměnlivý profil.

4. Nástroj pro obrábění podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že spára (s) je členěná přepážkami (p).

5. Nástroj pro obrábění podle nároku 2, 3 nebo 4, vyznačující se tím, že tvar spáry (s) je ve formě alespoň jednoho geometrického tvaru, jehož součet jeho vnitřních úhlů je 180°.

6. Nástroj pro obrábění podle nároku 2, 3 nebo 4, vyznačující se tím, že tvar spáry (s) je ve formě alespoň jednoho geometrického tvaru, jehož součet vnitřních úhlů je 360°.

7. Nástroj pro obrábění podle nároku 1, 2, 3, 4, 5 nebo 6, vyznačující se tím, že rozvody (R) řezné kapaliny v podložce (P) se směrem k vývodu (V') zužují.

8. Nástroj pro obrábění podle nároku 1, 2, 3, 4, 5, 6 nebo 7, vyznačující se tím, že rozvody (R) řezné kapaliny v podložce (P) jsou zakřiveny.