PL186561B1

PL186561B1 - Wkładka skrawająca do obróbki wiórowej

Info

Publication number: PL186561B1
Application number: PL98336702A
Authority: PL
Inventors: Konstantin Baxivanelis; Jacek Kruszynski; Henry Schütt; Hans Haidinger; Helmut Morlock
Original assignee: Komet Stahlhalter Werkzeuge
Priority date: 1997-05-13
Filing date: 1998-04-24
Publication date: 2004-01-30
Also published as: CZ400599A3; EP0980297B1; JP4063338B2; WO1998051438A1; EP0980297A1; AU7648398A; DE59801175D1; CA2288834A1; IL132749A0; IL132749A; DE19720022A1; US6224300B1; ATE203942T1; PL336702A1; CZ291872B6; ES2161534T3; JP2001524883A; DK0980297T3

Abstract

1 Wkladka skrawajaca do obróbki wiórowej pólwy- robów, korzystnie metalowych, z ograniczona przy- najmniej jedna powierzchnia natarcia i jedna powierzch- nia przylozenia krawedzia skrawajaca, rozciagajaca sie miedzy dwoma wierzcholkami skrawajacymi i majaca dwa co najmniej czesciowo aktywne odcinki przecho- dzace jeden w drugi tworzac kat rozwarty w obszarze uksztaltowanego dachowo wierzcholka, przy czym po- wierzchnia natarcia zaopatrzona jest w wypukly element do ksztaltowania wióra, znamienna tym, ze element do ksztaltowania wióra siega od wnetrza powierzchni na- tarcia do krawedzi skrawajacej i tam z wlaczeniem uksztaltowanego dachowo wierzcholka (18) czesciowo rozciaga sie na obydwa odcinki (20) krawedzi skrawaja- cej, przy czym odcinki krawedzi skrawajacej i sasiednie czesci powierzchni natarcia zaopatrzone sa w stopien wyznaczajacy granice elementu (22) do ksztaltowania wióra Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest wkładka skrawająca do obróbki wiórowej, przeznaczona do obróbki półwyrobów, korzystnie metalowych.

Znana jest, na przykład z niemieckiego opisu patentowego nr DE-A-44 22 312, wkładka skrawająca do obróbki wiórowej półwyrobów, korzystnie metalowych, z ograniczoną przynajmniej jedną powierzchnią natarcia i jedną powierzchnią.przyłożenia krawędzią skrawającą, rozciągającą się między dwoma wierzchołkami skrawającymi. Krawędź skrawająca ma dwa, co najmniej częściowo aktywne, odcinki przechodzące jeden w drugi tworząc kąt rozwarty w obszarze ukształtowanego dachowo wierzchołka. Powierzchnia natarcia jest przy tym zaopatrzona w wypukły element do kształtowania wióra. Elementy do kształtowania wióra kończą się tam przed krawędzią skrawającą, i przebiegają klinowo na zewnątrz w kierunku krawędzi skrawającej

Wkładka skrawająca z tego rodzaju elementami do kształtowania wióra jest znana także na przykład z polskiego patentu nr PL 177195. Wkładka ta posiada większą liczbę wypukłych elementów do kształtowania wióra, które opadają w kierunku falistej krawędzi skrawającej.

Za pomocą znanych wypukłych elementów do zwijania wiórów osiąga się wprawdzie to, że wiór przy ukierunkowanym przyłożeniu sił dzieli się w określonych miejscach, tak że ulega osłabieniu stabilny przekrój poprzeczny wióra i zmniejsza się siłowe oddziaływanie wióra na wkładkę skrawającą, jednak dużo do życzenia pozostawia jakość skrawania znanych wkładek skrawających, przede wszystkim w procesie nawiercania.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji wkładki skrawającej do obróbki wiórowej wspomnianego wstępnie rodzaju, wykazującej szczególnie korzystne właściwości wpro-cesie nawiercania, dzięki kształtowaniu wióra z podziałem na części i spokojnemu jego oddzielaniu.

Wkładka skrawająca do obróbki wiórowej półwyrobów, korzystnie metalowych, z ograniczoną przynajmniej jedną powierzchnią natarcia i jedną powierzchnią przyłożenia krawędzią skrawającą, rozciągającą się między dwoma wierzchołkami skrawającymi i mającą dwa co najmniej częściowo aktywne odcinki przechodzące jeden w drugi tworząc kąt rozwarty w obszarze ukształtowanego dachowo wierzchołka, -przy czym powierzchnia natarcia zaopatrzona jest w wypukły element do kształtowania wióra, według wynalazku charakteryzuje się tym, że element do kształtowania wióra sięga od wnętrza powierzchni natarcia do krawędzi skrawającej i tam z włączeniem ukształtowanego dachowo wierzchołka częściowo rozciąga się na obydwa odcinki krawędzi skrawającej, przy czym odcinki krawędzi skrawającej i sąsiednie części powierzchni natarcia zaopatrzone są w stopień wyznaczający granice elementu do kształtowania wióra.

Korzystnie, znajdujące się poza elementem do kształtowania wióra opóźnione odcinki krawędzi skrawających mają, korzystnie, przebieg wznoszący się w sposób ciągły, od dolnej krawędzi każdego ze stopni do sąsiedniego wierzchołka skrawającego krawędzi skrawającej.

186 561

Korzystnie, opóźnione odcinki krawędzi skrawających w swoim przebiegu do wierzchołków skrawających osiągają w zasadzie poziom wyprzedzających odcinków krawędzi skrawających, znajdujących się w obszarze elementu do kształtowania wióra.

Korzystnie, rozciągające się nad powierzchnią natarcia brzegi stopnia po stronie zwróconej do danego wierzchołka skrawającego tworzą z odpowiednim odcinkiem krawędzi skrawającej kąt wynoszący 80° do 120°, korzystnie 95° do 105°.

Korzystnie, powierzchnia natarcia w obszarze elementu do kształtowania wióra ma przebieg wklęsły, najpierw opadający od wyprzedzających odcinków krawędzi skrawającej, a następnie wznoszący się do płaskiego podwyższenia po stronie przeciwnej do krawędzi.

Korzystnie, powierzchnia natarcia w obszarze między stopniem a sąsiednim wierzchołkiem skrawającym, ma przebieg wklęsły, najpierw opadający od opóźnionych odcinków krawędzi skrawającej a następnie wznoszący się, częściowo stopniowo, do płaskiego podwyższenia po stronie przeciwnej do krawędzi.

Korzystnie, kąt natarcia opóźnionych odcinków krawędzi skrawającej w sposób ciągły zmniejsza się od stopnia do sąsiedniego wierzchołka skrawającego.

Korzystnie, krawędzie brzegowe stopni ukształtowane są jako pomocnicze krawędzie skrawające elementu do kształtowania wióra.

Korzystnie, długość wyprzedzającego odcinka krawędzi skrawającej w obszarze elementu do kształtowania wióra wynosi od 15% do 50% całej długości krawędzi skrawającej.

Korzystnie, element do kształtowania wióra jest ukształtowany niesymetrycznie względem ukształtowanego dachowo wierzchołka.

Korzystnie, wyprzedzające odcinki krawędzi skrawającej mają przebieg ukośnie opadający w kierunku jednego wierzchołka skrawającego i ukośnie wznoszący się w kierunku drugiego wierzchołka skrawającego.

Korzystnie, powierzchnie stopni wyznaczające pomocnicze krawędzie skrawające tworzą z sąsiednimi wyprzedzającymi częściami powierzchni natarcia kąt ostry wynoszący od 75° do 88°, korzystnie od 79° do 84°.

Korzystnie, powierzchnie stopni wyznaczające pomocnicze krawędzie skrawające tworzą z sąsiednimi wyprzedzającymi częściami powierzchni natarcia kąt rozwarty wynoszący od 92° do 110°, korzystnie od 95° do 105°.

Korzystnie, w przypadku, gdy wkładka skrawająca ma wiele, wyznaczających wielobok, korzystnie trójkąt, krawędzi skrawających, z których każda składa się z dwóch odcinków, wierzchołki skrawające znajdujące się między poszczególnymi krawędziami skrawającymi są przynajmniej częściowo sfazowane.

U podstawy rozwiązania według wynalazku leży idea, by przez podział krawędzi skrawającej na części skrawające, wyprzedzającą i opóźnioną, osiągnąć miękkość nawiercania i stabilny, utrzymujący wymiary przebieg wiercenia, bez bocznego znoszenia danego narzędzia roboczego. Dla osiągnięcia tego, według wynalazku proponuje się, aby wypukły element do kształtowania wióra sięgał od wnętrza powierzchni natarcia do krawędzi skrawającej, i tam, mając dachowy wierzchołek częściowo rozciągał się na obydwa odcinki krawędzi skrawającej.

Szczególnie korzystne prowadzenie w ciągu całego procesu wiercenia osiąga się, kiedy te odcinki krawędzi i sąsiednie części powierzchni natarcia zaopatrzone są w stopień, wyznaczający granice elementu do kształtowania wióra i kiedy odcinki krawędzi skrawającej mają przebieg wznoszący się w sposób ciągły, od dolnej krawędzi stopnia do krawędzi skrawającej.

Wskazane, aby odcinki krawędzi skrawającej w swoim przebiegu do krawędzi skrawającej osiągały w zasadzie poziom krawędzi skrawającej w obszarze elementu kształtowania wióra.

Szczególne korzystne okazało się poza tym rozwiązanie, w którym rozciągające się nad powierzchnią natarcia brzegi stopnia po swoich stronach zwróconych do danego wierzchołka skrawającego, z odpowiednim odcinkiem krawędzi skrawającej tworzą kąt 90° do 110° i przy czym działająjako samodzielne pomocnicze krawędzie skrawające elementu do kształtowania wióra. Dla rozdzielania wióra w obszarze stopnia elementu do kształtowania wióra korzystne jest, jeśli powierzchnie stopnia, wyznaczające pomocnicze krawędzie skrawające z sąsiednimi wyprzedzającymi częściami powierzchni natarcia, tworzą kąt wierzchołkowy wynoszący od

186 561

75° do 88°. Wyprzedzające, podczas procesu obróbkowego, krawędzie skrawające, główne i pomocnicze, elementu do kształtowania wióra zapewniają, dzięki swojej fUnkcji wspierającej, lepsze warunki prowadzenia i zmniejszenie powstawania drgań, zwłaszcza w zakresie drgań harmonicznych wyższych o dużych częstotliwościach, a zatem i tym samym generowania dźwięków. Dla poprawienia warunków prowadzenia bez łamania wióra w obszarze elementu do kształtowania wióra korzystne jest, jeżeli ograniczone pomocniczymi krawędziami skrawającymi powierzchnie stopni tworzą z sąsiednimi wyprzedzającymi częściami powierzchni natarcia kąt rozwarty o wartości od 70° do 88°, korzystnie 75° do 85°. Dla osiągnięcia tego celu szczególnie korzystnym jest, gdy długość krawędzi skrawającej w obszarze elementu do kształtowania wióra wynosi 15 do 40% całej długości krawędzi skrawającej.

Dla poprawienia wyrównania sił w procesie skrawania możliwe jest niesymetryczne ukształtowanie elementu do kształtowania wióra względem dachowego wierzchołka. W tym celu wyprzedzające odcinki krawędzi skrawającej i części elementu do kształtowania wióra mogą mieć zwłaszcza przebieg ukośnie opadający w kierunku do jednego wierzchołka skrawającego i ukośnie wznoszący się w kierunku do drugiego wierzchołka skrawającego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w widoku perspektywicznym wkładkę skrawającą do obróbki wiórowej, fig. 2 - wkładkę skrawającą w widoku z boku, w kierunku powierzchni przyłożenia, fig. 3 wkładkę skrawającą w widoku z góry, w kierunku powierzchni natarcia, fig. 4a - powiększony fragment z fig. 3, w obszarze elementu do kształtowania wióra, fig. 4b - przekrój wzdłuż linii IV-IV na fig. 3, fig. 5a -odmianę wykonania nasadki pokazanej na fig. 2 i fig. 3, a fig. 5b inną odmianę wykonania nasadki według fig. 2 i fig. 3.

Przedstawiona na rysunku wkładka skrawająca przede wszystkim przeznaczona jest do narzędzi wiertarskich, w postaci wierteł pełnootworowych lub wierteł dwuostrzowych. Jest ona ukształtowana jako płytka wieloostrzowa przestawna o obrysie sześciokątnym, której trzy krawędzie skrawające 12, połączone ze sobą w tworzącym kąt ostry a wierzchołku skrawającym 10, są ograniczone powierzchnią natarcia 14 i powierzchnią przyłożenia 16, przy czym każde dwie w obszarze ukształtowanego dachowo wierzchołka 18 mają przechodzące jeden w drugi odcinki 20, tworzące kąt rozwarty β. Zależnie od zamocowania płytki wieloostrzowej aktywna jest jedna z krawędzi skrawających 12 z przynależnymi do niej odcinkami 20 krawędzi skrawającej. Należąca do każdej z krawędzi skrawających 12 powierzchnia natarcia 14 ma wypukły element 22 do kształtowania wióra, przebiegający od wewnątrz powierzchni natarcia 14 do odpowiedniej krawędzi skrawającej 12, i tam, tworząc ukształtowany dachowo wierzchołek 18, sięga częściowo ponad obydwa odcinki 20 krawędzi skrawających. Odcinki 20 krawędzi skrawających i sąsiadujące z nimi części powierzchni natarcia 14 mają, ograniczający element 22 do kształtowania wióra, stopień 24, którego krawędzie brzegowe 26 po stronach zwróconych do danego wierzchołka skrawającego 10 tworzą kąt γ >90° z danym odpowiadającym im wierzchołkiem skrawającym 10 i tworzą pomocnicze krawędzie skrawające, należące do wyprzedzającego odcinka 12' krawędzi skrawającej w obszarze elementu 22 do kształtowania wióra. Długość wyprzedzającego odcinka 12' krawędzi skrawającej w obszarze elementu 22 do kształtowania wióra wynosi w przedstawionym wariancie wykonania około 25% całkowitej długości krawędzi skrawającej, natomiast wysokość h stopnia 24 elementu 22 kształtowania wióra określona jest zależnością h = a · f/tanó przy czym f oznacza posuw narzędzia na obrót (fig. 4a), a δ oznacza kąt przyłożenia w obszarze wyprzedzającego odcinka 12' krawędzi skrawającej (fig. 4b), a współczynnik a w przedstawionej na fig. 4a odmianie wykonania wynosi około 0,5. Kierunek posuwu zaznaczono na fig. 4a strzałką z odnośnikiem 25, natomiast linie przerywane 1, 2, 3, 4, 5 i 6, prostopadłe do kierunku 2S posuwu, oznaczają położenie płytki skrawającej co jedną dziesiątą obrotu (0,1 f) wewnątrz przedmiotu. Z fig. 4a widać, że dwusieczna 29 kąta ukształtowanego dachowo wierzchołka 18 tworzy z kierunkiem posuwu 25 kąt ostry 8. W procesie nawiercania w wyniku tego otrzymuje się uzależnione od czasu przemieszczanie się punktów przyporu

186 561 wzdłuż krawędzi skrawających, które może być różne, zależnie od kąta s. Ważne jest to, że przy dochodzeniu do końca wyprzedzającego odcinka 12’ krawędzi skrawającej upływa określony czas przed wejściem przypór opóźnionych odcinków 12” krawędzi skrawającej. To opóźnienie w przedstawionym przykładzie wykonania wynosi prawie połowę obrotu danego narzędzia. Element 22 do kształtowania wióra podczas tej połowy obrotu skrawaniem wykonuje w przedmiocie obrabianym ścieżkę, która działa centrujące i stabilizująco.

Opóźnione odcinki 12” krawędzi skrawającej mają przebieg wznoszący się w sposób ciągły od dolnej krawędzi stopnia 24 do wierzchołka skrawającego 10, jak również stale zmniejszający się na tej drodze kąt natarcia. W obszarze wierzchołków skrawających 10 krawędzie skrawające 12 są częściowo sfazowane, zależnie od kierunku obrotu narzędzia (sfazowanie 32). Powierzchnie natarcia 14, zarówno w obszarze elementu 22 do kształtowania wióra, jak również w obszarze między stopniami 24 a wierzchołkami skrawającymi 10 mają kształt wklęsły, początkowo schodzący w dół od odcinków 12’, 12” krawędzi skrawających, a następnie wznoszący się do znajdującego się po stronie przeciwległej do krawędzi płaskiego podwyższenia 28 (por fig. 2). W centrum płaskiego podwyższenia 28 znajduje się przelotowe, wybranie 30 do przetknięcia nie przedstawionej śruby mocującej.

Przykład wykonania według fig. 5a i fig. 5b różni się od przykładu wykonania przedstawionego na fig. 2 i fig. 3 tym, że element 22 do kształtowania wióra jest umieszczony niesymetrycznie w stosunku do dachowego wierzchołka 18 i jego przebieg w kierunku jednego wierzchołka skrawającego 10 (prawego) jest skośnie opadający, a w kierunku drugiego wierzchołka skrawającego 10 (lewego) jest wznoszący się. W wyniku zastosowania tego środka można osiągnąć, w przypadku narzędzia z wzajemnie zachodzącymi na siebie elementami skrawającymi, wyrównanie sił promieniowych przy wierceniu, zwłaszcza przy nawiercaniu. Poza tym z fig. 5a widać, że pomocnicza krawędź skrawająca 26 elementu 22 do kształtowania wióra w obszarze stopnia 24 jest podcięta od tyłu, z kątem ostrza p. Za pomocą tego środka można spowodować kształtowanie i łamanie wióra korzystne dla jego odprowadzania.

Podsumowując, można stwierdzić, że przedmiotem wynalazku jest nasadka skrawająca do obróbki wiórowej przedmiotów metalowych, która to nasadka skrawająca nadaje się przede wszystkim do zastosowania przy wierceniu pełnootworowym lub w narzędziach skrawających podwójnych. Zawiera ona przynajmniej jedną krawędź skrawającą 12, wyznaczoną przez powierzchnię natarcia 14 i powierzchnię przyłożenia 16, rozciągającą się między dwoma wierzchołkami skrawającymi 10, która zawiera dwa, przynajmniej częściowo aktywne, odcinki 20 krawędzi skrawających tworzące kąt rozwarty w obszarze wierzchołka dachowego 18. Na powierzchni natarcia 14 znajduje się wypukły element 22 do kształtowania wióra, który sięga od wewnątrz powierzchni natarcia 14 do krawędzi skrawającej 12 i stamtąd poprzez dachowy wierzchołek 18 rozciąga się częściowo na obydwa odcinki 20 krawędzi skrawających. Odcinki 20 krawędzi skrawających i sąsiadujące z nimi powierzchnie natarcia 14 zawierają stopień 24 wyznaczający granice elementu 22 do kształtowania wióra, którego krawędzie brzegowe pełnią funkcje pomocniczych krawędzi skrawających 26 elementu 22 do kształtowania wióra.

186 561

Fig. 5b ‘18

186 561

Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Wkładka skrawająca do obróbki wiórowej półwyrobów, korzystnie metalowych, z ograniczoną przynajmniej jedną powierzchnią natarcia i jedną powierzchnią przyłożenia krawędzią skrawającą. rozciągającą się między dwoma wierzchołkami skrawającymi i mającą dwa co najmniej częściowo aktywne odcinki przechodzące jeden w drugi tworząc kąt rozwarty w obszarze ukształtowanego dachowo wierzchołka, przy czym powierzchnia natarcia zaopatrzona jest w wypukły element do kształtowania wióra, znamienna tym, że element do kształtowania wióra sięga od wnętrza powierzchni natarcia do krawędzi skrawającej i tam z włączeniem ukształtowanego dachowo wierzchołka (18) częściowo rozciąga się na obydwa odcinki (20) krawędzi skrawającej, przy czym odcinki krawędzi skrawającej i sąsiednie części powierzchni natarcia zaopatrzone są w stopień wyznaczający granice elementu (22) do kształ-towania wióra.
2. Wkładka skrawająca według zastrz. 1, znamienna tym, że znajdujące się poza elementem (22) do kształtowania wióra opóźnione odcinki (12”) krawędzi skrawających (12) mają korzystnie, przebieg wznoszący się w sposób ciągły od dolnej krawędzi każdego ze stopni (24) do sąsiedniego wierzchołka skrawającego (10) krawędzi skrawającej.
3. Wkładka skrawająca według zastrz. 2, znamienna tym, że opóźnione odcinki (12”) krawędzi skrawających (12) w swoim przebiegu do wierzchołków skrawających (10) osiągają w zasadzie poziom wyprzedzających odcinków (12’) krawędzi skrawających (12), znajdujących się w obszarze elementu (22) do kształtowania wióra.
4. Wkładka skrawająca według zastrz. 1, znamienna tym, że rozciągające się nad powierzchnią natarcia (14) brzegi stopnia (24) po stronie zwróconej do danego wierzchołka skrawającego (10) tworzą z odpowiednim odcinkiem (20) krawędzi skrawającej kąt (β) wynoszący 80° do 120°, korzystnie 95° do 105°.
5. Wkładka skrawająca według zastrz. 1, znamienna tym, że powierzchnia natarcia (14) w obszarze elementu (22) do kształtowania wióra ma przebieg wklęsły, najpierw opadający od wyprzedzających odcinków (12’) krawędzi skrawającej, a następnie wznoszący się do płaskiego podwyższenia (28) po stronie przeciwnej do krawędzi.
6. Wkładka skrawająca według zastrz. 1, znamienna tym, że powierzchnia natarcia (14) w obszarze między stopniem (24) a sąsiednim wierzchołkiem skrawającym (10), ma przebieg wklęsły, najpierw opadający od opóźnionych odcinków (12”) krawędzi skrawającej a następnie wznoszący się, częściowo stopniowo, do płaskiego podwyższenia (28) po stronie przeciwnej do krawędzi.
7. Wkładka skrawająca według zastrz. 1 albo 3, znamienna tym, ze kąt natarcia opóźnionych odcinków (12”) krawędzi skrawającej w sposób ciągły zmniejsza się od stopnia (24) do sąsiedniego wierzchołka skrawającego (10).
8. Wkładka skrawająca według zastrz. 1, znamienna tym, że krawędzie brzegowe stopni (24) ukształtowane są jako pomocnicze krawędzie skrawające (26) elementu (22) do kształtowania wióra.
9. Wkładka skrawającą według zastrz. 1 albo 3, znamienna tym, że długość wyprzedzającego odcinka (12’) krawędzi skrawającej (12) w obszarze elementu (22) do kształtowania wióra wynosi od 15% do 50% całej długości krawędzi skrawającej (12).
10. Wkładka skrawająca według zastrz. 1, znamienna tym, że element (22) do kształtowania wióra jest ukształtowany niesymetrycznie względem ukształtowanego dachowo wierzchołka (18).
11. Wkładka skrawająca według zastrz. 1 albo 3, znamienna tym, że wyprzedzające odcinki (12’) krawędzi skrawającej (12) mają przebieg ukośnie opadający w kierunku jednego wierzchołka skrawającego (10) i ukośnie wznoszący się w kierunku drugiego wierzchołka skrawającego (10).

186 561
12. Wkładka skrawająca według zastrz. 1 albo 8, znamienna tym, że powierzchnie stopni (24) wyznaczające pomocnicze krawędzie skrawające tworzą z sąsiednimi wyprzedzającymi częściami powierzchni natarcia (14) kąt ostry (p) wynoszący od 75° do 88°, korzystnie od 79° do 84°.
13. Wkładka skrawająca według zastrz. 1 albo 8, znamienna tym, że powierzchnie stopni (24) wyznaczające pomocnicze krawędzie skrawające (26) tworzą z sąsiednimi wyprzedzającymi częściami powierzchni natarcia (14) kąt rozwarty (p) wynoszący od 92° do 110°, korzystnie od 95° do 105°.
14. Wkładka skrawająca według zastrz. 1, znamienna tym, że w przypadku, gdy ma ona wiele, wyznaczających wielobok, korzystnie trójkąt, krawędzi skrawających (12), z których każda składa się z dwóch odcinków (20), wierzchołki skrawające (10) znajdujące się między poszczególnymi krawędziami skrawającymi (12) są przynajmniej częściowo sfazowane.