CZ34848U1

CZ34848U1 - Machining tool

Info

Publication number: CZ34848U1
Application number: CZ202038205U
Authority: CZ
Inventors: Luboš Kroft; Luboš Ing. Kroft; Ondřej Šindelář; Ondřej Ing. Šindelář
Original assignee: Západočeská Univerzita V Plzni
Priority date: 2020-11-03
Filing date: 2020-11-03
Publication date: 2021-02-23

Description

Nástroj pro obráběníMachining tool

Oblast technikyField of technology

Technickým řešením je nástroj pro obrábění, uzpůsobený pro upnutí do obráběcího stroje, obsahující nosič řezné destičky, alespoň jednu řeznou destičku upevnitelnou 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 připevníteIná uvedená upínací tryska opatřená alespoň jedním kanálkem pro přívod řezné kapaliny na čelo řezné destičky.The technical solution is a machining tool adapted for clamping to a machine tool, comprising a cutting insert carrier, at least one cutting insert fastenable in the carrier seat and a clamping nozzle for clamping the cutting insert and at the same time for supplying cutting fluid to the cutting insert. fluid comprising at least one cutting fluid outlet, said clamping nozzle provided with at least one channel for supplying cutting fluid to the face of the cutting insert being attached to the carrier.

Dosavadní stav technikyPrior art

Při soustružení 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.When turning most common construction materials with tools with replaceable inserts, it is necessary to use cooling / lubrication during the cutting process. The worse the physical and chemical properties of the machined material due to its machinability, the greater the effect of cooling, with heat being generated during cutting due to the friction of the tool surfaces against the machined material and plastic deformation at the chip formation. Its removal then has a key effect on the tool life and the quality of the machined surface, especially in terms of its integrity. The cooling system has positive effects in terms of cutting, lubrication, cleaning and the like.

Medium, zpravidla kapalina, se přivádí za standardního či zvýšeného tlaku, což je v praxi označováno 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.The medium, usually a liquid, is fed at standard or elevated pressure, which in practice is referred to as high-pressure cooling, in which the liquid penetrates better between the chip and the cutting edge of the tool. It is known from the prior art to cool a turning tool by a liquid, one of the possibilities being internal cooling, where the cutting fluid is fed via a machine tool spindle or revolver through a suitable channel system in the tool to the cutting edges, often through holes in tooth gaps through which the process medium is fed directly. to the tool tip to the tool edge, in particular the holes in the insert insert so that it is directed directly at the cutting edge to the cutting point.

Existují kupříkladu nosiče soustružnických nástrojů, kde jsou v různých obměnách chladicí kanály směrovány do místa řezu směrovatelnými tryskami na čelo nástroje, které jsou připevněny k tělesu pomocí závitu. Jejich základními nedostatky jsou zejména vzdálenost mezi výstupním místem a místem řezu a pak také velmi omezená možnosti nastavení směřování čelního chlazení dle aktuální části využívané řezné hrany. Dalším problematickým místem je poměrně komplikovaná výroba kanálů v nosičích nástrojů, a to pracným vyvrtáváním či vyhlubováním velmi hlubokých otvorů o poměrně malých průměrech. Tyto postupy jsou praxi velmi nákladné a řezná kapalina není často optimálně k řezným destičkám přivedena.There are, for example, turning tool carriers, where the cooling channels are directed in various variations to the cutting point by directional nozzles on the tool face, which are fastened to the body by means of a thread. Their basic shortcomings are mainly the distance between the exit point and the cutting point and then also the very limited possibilities of setting the direction of front cooling according to the current part of the used cutting edge. Another problematic place is the relatively complicated production of channels in tool carriers, namely by laborious drilling or digging of very deep holes with relatively small diameters. These procedures are very expensive in practice and the cutting fluid is often not optimally supplied to the cutting inserts.

Dále je známo kupříkladu řešení z patentového spisu CZ 303363 popisující nástroj pro třískové obrábění, opatřený alespoň jedním centrálním vnitřním otvorem pro přívod chladicího a/nebo mazacího média, který má u ostří břitu na vedlejším a/nebo hlavním hřbetu umístěn alespoň jeden navazující kanálek pro přívod chladicího a/nebo mazacího média propojený s rozváděcím kanálkem. Na navazující kanálek na vedlejším a/nebo hlavním hřbetu navazuje drážka. U svého čela břitu může být opatřen alespoň jedním dalším kanálkem pro přívod chladicího a/nebo mazacího média.Furthermore, for example, a solution is known from patent document CZ 303363 describing a machining tool provided with at least one central inner opening for the supply of cooling and / or lubricating medium, which has at least one adjacent feed channel at the cutting edge edge on the secondary and / or main ridge. cooling and / or lubricating medium connected to the distribution channel. A groove adjoins the adjoining channel on the secondary and / or main ridge. At its cutting edge, it can be provided with at least one further channel for the supply of cooling and / or lubricating medium.

V dokumentu US 9511421je přitom popsáno řešení obráběcího nástroje s upínacím nástavcem přiložitelným k nosiči obráběcího nástroje. Nosič upínacího nástroje je rovněž uzpůsoben pro upnutí a vložení vyměnitelné řezné destičky směřování chladicího media ze zásobníku je zajištěno pomocí vybrání v nástavci, jímž chladicí kapalina ze zdroje chladicí kapaliny vstupuje do vývodu a směřuje na čelo řezného nástroje.U.S. Pat. No. 9,511,421 describes a solution for a machining tool with a clamping attachment which can be attached to a tool carrier. The chuck carrier is also adapted to clamp and insert the replaceable cutting plate. The direction of the coolant from the reservoir is ensured by a recess in the attachment through which the coolant from the coolant source enters the outlet and faces the front of the cutting tool.

- 1 CZ 34848 UI- 1 CZ 34848 UI

Ve spisu US 10300532 je popsán rovněž nástroj na obrábění sestávající z nosiče uzpůsobeného pro upnutí řezné destičky, která je v nosiči upevněna pomocí šroubu, procházejícím otvorem ve středu řezné destičky. K nosiči je přiložitelná upínací tryska válcového tvaru ve tvaru trubky s nástavcem, který jednak slouží k upevnění nástroje v nosiči a jednak k rozvodu řezné kapaliny vnitřními kanálky na čelo řezné destičky. Obdobné řešení obráběcího nástroje je známo ze spisu EP 3167985 či US 8529162.U.S. Pat. No. 10300532 also describes a machining tool consisting of a carrier adapted to clamp a cutting insert, which is fixed in the carrier by means of a screw passing through a hole in the center of the cutting insert. A cylindrical tube-shaped clamping nozzle with an extension can be attached to the carrier, which serves both to fasten the tool in the carrier and to distribute the cutting fluid through the internal channels to the face of the cutting insert. A similar solution of a machining tool is known from EP 3167985 or US 8529162.

Výše popsaná řešení jsou soustředěna na chlazení čela řezných destiček s cílem snížení opotřebení nástroje, tj. zvýšení trvanlivosti a životnosti čela řezných destiček. Nevýhodou těchto řešení je skutečnost, že pro případy, kdy je chlazení řezné destičky soustředěno pouze na čelo řezné destičky, dochází vysokému opotřebení řezné hrany řezné destičky v oblasti hřbetu nástroje nebo je hřbet řezného nástroje chlazen vývodem chladicí kapaliny z nosiče bodově. To omezuje použití řezného nástroje pro široké spektrum obráběcích technologií.The solutions described above are focused on cooling the insert face in order to reduce tool wear, i.e. increase the durability and life of the insert face. The disadvantage of these solutions is that for cases where the cooling of the insert is concentrated only on the face of the insert, there is high wear of the cutting edge of the insert in the tool ridge or the ridge of the cutting tool is cooled by the coolant outlet from the carrier in points. This limits the use of the cutting tool for a wide range of machining technologies.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Podstatou technického řešení je nástroj pro obrábění, uzpůsobený pro upnutí do obráběcího stroje, který obsahuje nosič řezné destičky, alespoň jednu řeznou destičku upevnitelnou 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 řezné kapaliny na hřbet řezné destičky.The essence of the technical solution is a machining tool adapted for clamping to a machine tool, comprising a cutting insert carrier, at least one cutting insert fastenable in the carrier seat and a clamping nozzle for clamping the cutting insert and at the same time for supplying cutting fluid to the cutting insert. a cutting fluid supply comprising at least one cutting fluid outlet, said clamping nozzle provided with at least one channel for supplying cutting fluid to the face of the cutting insert being attachable to the carrier. The tool further comprises an auxiliary nozzle attachable to the carrier, the carrier comprising a second, lower cutting fluid outlet at the attachment point, the attachable auxiliary nozzle having at least one channel adjacent the lower cutting fluid outlet from the carrier and for supplying cutting fluid to the cutting back. plates.

Použití doplňkové trysky zajišťuje rovněž výrazně nižší rozstřik, což má za následek výrazně nižší tlakové a objemové ztráty mezi vývodem řezné kapaliny z kanálků a řeznou hranou chlazeného řezného nástroje. Chlazením jak čela, tak hřbetu řezné destičky dochází výraznému zvýšení řeživosti nástroje, jelikož dochází ke snížení opotřebení řezné hrany cíleným a přesně směřovaným chlazením celé řezné hrany nástroje.The use of an additional nozzle also ensures significantly lower spatter, which results in significantly lower pressure and volume losses between the cutting fluid outlet from the channels and the cutting edge of the cooled cutting tool. Cooling both the face and the back of the cutting insert significantly increases the cutting ability of the tool, as the wear of the cutting edge is reduced by targeted and precisely directed cooling of the entire cutting edge of the tool.

Výhodné je, pokud je připevnitelná doplňková tryska vyměnitelná, a to nejen z důvodu zvýšení spolehlivosti nástroje z důvodu kupříkladu mechanického poškození doplňkové trysky, ale zejména z důvodu modularity doplňkových trysek s ohledem na různé tvary, rozměry a materiály řezných destiček.It is advantageous if the attachable auxiliary nozzle is replaceable, not only to increase the reliability of the tool due to, for example, mechanical damage to the auxiliary nozzle, but especially due to the modularity of the auxiliary nozzles with respect to different insert shapes, dimensions and materials.

Výhodné rovněž je, pokud se kanálek doplňkové trysky směrem k vývodu zužuje, čímž je zajištěna potřebná intenzita chlazení směrováním proudu řezné kapaliny, resp. zvýšení tlaku řezné kapaliny. Výhodné je provedení, kdy je tlak zvýšen zúžením kanálku do tvaru dýzy.It is also advantageous if the channel of the additional nozzle tapers towards the outlet, whereby the required cooling intensity is ensured by directing the flow of cutting fluid, resp. increase of cutting fluid pressure. An embodiment is preferred in which the pressure is increased by narrowing the channel into the shape of a nozzle.

Výhodné rovněž je, pokud je doplňková tryska opatřena dvěma a více kanálky, jejichž osy jsou rovnoběžné. Zvýšením počtu kanálků je snadněji docíleno chlazení po celé délce řezné hrany, přičemž v případech rovnoběžnosti os kanálků je docíleno konstantní intenzity chlazení řezné hrany, a to zejména při chlazení vyměnitelných břitových destiček, které nejsou kruhové.It is also advantageous if the additional nozzle is provided with two or more channels, the axes of which are parallel. Increasing the number of channels makes it easier to achieve cooling along the entire length of the cutting edge, and in cases of parallelism of the channel axes, a constant cooling intensity of the cutting edge is achieved, especially when cooling replaceable inserts that are not circular.

Výhodné rovněž je, pokud jsou kanálky doplňkové trysky směřovány na místa úběru třísky obráběného polotovaru. Takovéto provedení pak zajišťuje vysokou efektivnosti chlazení řezné hrany, a to zejména při chlazení vyměnitelných řezných destiček kruhového tvaru, kdy jsou osy jednotlivých kanálků různoběžné nebo mají kanálky vzájemně různé průměry.It is also advantageous if the channels of the additional nozzle are directed at the chip removal points of the workpiece. Such an embodiment then ensures a high efficiency of cooling the cutting edge, especially when cooling replaceable cutting inserts of circular shape, when the axes of the individual channels are different or the channels have different diameters.

- 2 CZ 34848 UI- 2 CZ 34848 UI

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Celkový izometrický pohled na nástroj je znázorněn na Obr. 1 a na Obr. 2, na Obr. 3 a na Obr. 4 je znázorněn pohled na nástroj na obrábění shora. Na Obr. 5 je znázorněn izometrický pohled na nástroj na obrábění včetně naznačení systému chlazení řezné destičky, na Obr. 6 je znázorněn izometrický pohled na nástroj na obrábění a provedení systému chlazení s vyznačením řízeného toku řezné kapaliny na čelo a hřbet nástroje, na Obr. 7 je znázorněn celkový izometrický pohled na nástroj bez upínací a doplňkové trysky a bez vyměnitelné řezné destičky. Na Obr. 8 je znázorněn izometrický pohled na doplňkovou trysku včetně provedení kanálků, na Obr. 10 je znázorněn izometrický pohled na upínací trysku včetně provedení kanálků, na Obr. 11 je znázorněn pohled na upínací trysku shora včetně provedení kanálků, na Obr. 12 je graficky znázorněna závislost opotřebení hřbetu řezné destičky na čase v řezu. Na Obr. 13 je na základě experimentu ve formě sloupcových diagramů znázorněna průměrná životnost nástroje v alternativách s chlazením čela a nástroje s chlazením čela a zároveň hřbetu dle předloženého technického řešení, na Obr. 14 je zobrazeno porovnání životnosti obou těchto testovaných nástrojů při zvýšených řezných rychlostech. Na Obr. 15 je znázorněno skutečné opotřebení břitu nástroje v provedení s chlazením řezné destičky směřovaném pouze na čelo řezné destičky na základě uvedeného experimentu při tlaku řezné kapaliny 10 bar, na Obr. 16 je znázorněno opotřebení břitu při chlazení řezné destičky směřovaném na čelo a zároveň hřbet destičky na základě uvedeného experimentu při tlaku řezné kapaliny 10 bar dle předloženého technického řešení.An overall isometric view of the tool is shown in FIG. 1 and FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 4 is a top view of the machining tool. In FIG. 5 is an isometric view of a machining tool including an indication of a insert cooling system; FIG. 6 is an isometric view of a tool for machining and an embodiment of a cooling system showing the controlled flow of cutting fluid to the front and back of the tool, FIG. 7 shows an overall isometric view of a tool without a clamping and auxiliary nozzle and without a replaceable cutting insert. In FIG. 8 is an isometric view of the auxiliary nozzle including the channel design, FIG. 10 is an isometric view of a clamping nozzle including an embodiment of the channels, FIG. 11 is a top view of the clamping nozzle, including embodiments of the channels, FIG. 12 is a graphical representation of the wear dependence of the cutting insert ridge on the time in the cut. In FIG. 13 shows, on the basis of an experiment in the form of bar graphs, the average tool life in alternatives with face cooling and a tool with face cooling and at the same time a ridge according to the present technical solution, FIG. 14 shows a comparison of the life of both of these tested tools at elevated cutting speeds. In FIG. 15 shows the actual wear of the tool edge in the embodiment with the cutting insert cooling directed only at the face of the cutting insert on the basis of said experiment at a cutting fluid pressure of 10 bar, FIG. 16 shows the wear of the cutting edge when cooling the cutting insert facing the face and at the same time the back of the insert on the basis of said experiment at a cutting fluid pressure of 10 bar according to the present technical solution.

Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of technical solution

Nástroj pro obrábění je uzpůsobený pro upnutí do vřetenové hlavy je určen zejména pro hrubování materiálů skupiny ISO M a S. Nástroj sestává z kruhové vyměnitelné řezné destičky D, kde destička D je upevněna v sedle S nosiče N pomocí šroubu, jenž prochází destičkou D. Sedlo S je uspořádáno v nosiči N řezné destičky D. Nosič N řezné destičky D je opatřen přívodem P a PÍ řezné kapaliny, která vyúsťuje z nosiče N v místě předpokládaného připevnění upínací desky U. K nosiči N řezné destičky D je za pomocí šroubu k nosiči N připevnitelná upínací tryska U, která slouží jednak k upnutí vyměnitelné kruhové řezné destičky D a zároveň k přívodu řezné kapaliny na čelo řezné destičky D. Upínací tryska U je opatřená soustavou vnitřních kanálků K, kterými prochází řezná kapaliny. Vývody V z kanálků K upínací trysky U směřují na čelo řezné destičky D. Nosič N je opatřen spodním přívodem F řezné kapaliny. Pod sedlem S je připevnitelná doplňková tryska T. Tryska T je opatřená soustavou nelineárních kanálků K' a navazuje na spodní přívod P\ Vývod V' řezné kapaliny směřuje z kanálků K' na hřbet řezné destičky D. Doplňková tryska T je vyměnitelná a je k nosiči N připevněna šroubem, který prochází tělesem doplňkové trysky T do otvoru v nosiči N opatřeným vnitřním závitem. Kanálky K' doplňkové trysky T se směrem k vývodům V' zužují a v tomto konkrétním provedení jdou kanálky K' kruhového průřezu. Osy kanálků K' jsou v tomto konkrétním provedení různoběžné. Kanálky K' jsou cíleně směřovány na místa úběru třísky obráběného polotovaru.The machining tool is adapted for clamping in the spindle head and is intended mainly for roughing materials of groups ISO M and S. The tool consists of a circular replaceable cutting insert D, where the insert D is fixed in the seat S of carrier N by means of a screw passing through the insert D. Seat S is arranged in the carrier N of the cutting insert D. The carrier N of the cutting insert D is provided with a supply P and P1 of cutting fluid, which emerges from the carrier N at the intended attachment of the clamping plate U. The carrier N of the cutting insert D is screwed to the carrier N. attachable clamping nozzle U, which serves both to clamp the replaceable circular cutting insert D and at the same time to supply cutting fluid to the face of the cutting insert D. The clamping nozzle U is provided with a set of internal channels K through which the cutting fluids pass. The outlets V from the channels K of the clamping nozzle U face the front of the cutting insert D. The carrier N is provided with a lower inlet F of the cutting fluid. An additional nozzle T can be attached under the seat S. The nozzle T is provided with a system of non-linear channels K 'and connects to the lower inlet P \. The cutting fluid outlet V' points from the channels K 'to the back of the cutting insert D. The additional nozzle T is replaceable and is attached N is fixed by a screw which passes through the body of the auxiliary nozzle T into a hole in the carrier N provided with an internal thread. The channels K 'of the auxiliary nozzle T taper towards the outlets V' and in this particular embodiment the channels K 'are of circular cross-section. The axes of the channels K 'are different in this particular embodiment. The channels K 'are directed in a targeted manner to the chip removal points of the workpiece blank.

Přívody P a PÍ řezné kapaliny do prostoru nosiče N dochází k distribuci řezné kapaliny skrze kanálky K a Kj upínací trysky U a doplňkové trysky T, kdy je zúženými konci těchto kanálků K a K/ řezná kapalina směřována jak na čelo řezné destičky D, tak na hřbet řezné destičky D.The cutting fluid inlets P and P1 into the carrier space N distribute the cutting fluid through the channels K and Kj of the clamping nozzle U and the auxiliary nozzle T, the tapered ends of these channels K and K / cutting fluid being directed both to the face of the cutting insert D and to back of cutting insert D.

Efektivita modifikace nástroje na obrábění byla experimentálně ověřována s cílem porovnání vlivů různých systémů přívodů řezné kapaliny do místa řezu a hodnot tlaků těchto kapalin na životnost nástrojů při hrubovacím podélném soustružení kruhové tyče ze slitiny Ti- 6A1-4V, a to pro stávající provedení pouze nástrojů s chlazením čela řezné destičky D a nástroje pro obrábění podle technického řešení, s chlazením čela i hřbetu řezné destičky D.The effectiveness of the tool modification for machining was experimentally verified in order to compare the effects of different cutting fluid supply systems to the cutting point and pressure values of these fluids on tool life during roughing longitudinal turning of a round bar made of Ti-6A1-4V alloy, for the current design of tools with by cooling the face of the cutting insert D and tools for machining according to the technical solution, with cooling the face and the back of the cutting insert D.

Zkoumaným a hodnoceným parametrem byla životnost nástroje (vyjádřená v minutách), přičemžThe parameter examined and evaluated was the tool life (expressed in minutes), whereby

- 3 CZ 34848 UI vyhodnocení životnosti bylo provedeno na základě maximálního opotřebení hřbetu značené VBmax (zkoumání opotřebení čela v tomto případě nemá význam - téměř veškeré opotřebení je soustředěno na hřbetní část řezné destičky), načež se stanovila jeho kritická hodnota VBkrjt = 0,3 mm, tedy limitní hodnota, při jejímž dosažení bylo nutné testování zastavit. Hodnota VBknt = 0,3 mm byla vybrána vzhledem k možnému limitnímu opotřebení řezné destičky, do kterého je nástroj schopen zaručit spolehlivý proces obrábění.- 3 CZ 34848 UI evaluation of service life was performed on the basis of maximum wear of the back marked VBmax (examination of face wear in this case is irrelevant - almost all wear is concentrated on the back of the insert), after which its critical value VBkrjt = 0.3 mm , ie the limit value at which it was necessary to stop testing. The value VBknt = 0.3 mm was chosen due to the possible limit wear of the insert, to which the tool is able to guarantee a reliable machining process.

Obráběný díl byl upnut z jedné strany tvrdými čelistmi v univerzálním sklíčidle, z druhé strany přitlačen otočným hrotem. Použitelná délka soustružnického přejezdu se stanovila na 490 mm, od 500 mm odečtena délka upínací části včetně bezpečné rezervy. Nástroj je upnut ve vřetenové hlavě. Uhel vůči ose obrobku je 45°. Směr podélného soustružení probíhal konvenčním způsobem - tedy směrem k vřetenu.The workpiece was clamped on one side with hard jaws in a universal chuck, pressed on the other side with a rotating tip. The usable length of the turning crossing was set at 490 mm, the length of the clamping part including the safety margin deducted from 500 mm. The tool is clamped in the spindle head. The angle to the workpiece axis is 45 °. The direction of longitudinal turning was in the conventional way - ie towards the spindle.

Řezné podmínky byly nastaveny dle aktuálně ověřených a používaných hodnot. Podmínky zůstávaly po celou dobu testování neměnné.The cutting conditions were set according to the currently verified and used values. The conditions remained unchanged throughout the testing.

Řezné podmínky:Cutting conditions:

• v_c = 90 [m.min¹] • f = 0,25 [ot.min¹] a_p = 2 [mm]• v _c = 90 [m.min ¹ ] • f = 0.25 [rpm ¹ ] and _p = 2 [mm]

CMmni ** hřbtó ~ W íhr CMmni ** ridge ~ W íhr opabavání δ. 1 seizure δ. 1 opakování δ, 2 repetition δ, 2 opakování č. 3 Repetition No. 3 č® V fen [min] č® V fen [min] opotřebení wear Soo v teu [min] Soo v teu [min] opotřebení M wear M &Š& v fee [min] & Š & v fee [min] opotMwí [pm] opotMwí [pm] 2.40 2.40 130 130 2,43 2.43 1ŽO 1ŽO 2,32 2.32 ISO ISO 4_;874 _; 87 ISO ISO 8,77 8.77 ISO ISO 4.84 4.84 188 188 8 45 8 45 300 300 8.15 8.15 180 180 8.85 8.85 280 280 10.88 10.88 220 220 <02 <02 200 200 e.Q4 e.Q4 240 240 13.31 13.31 280 280 12J 12J 200 200 113 113 280 280 10.74 10.74 280 280 <03 <03 280 280 12,43 12.43 280 280 1OS 1OS 300 300 17,38 17.38 300 300

Tabulka ukazuje příklad záznamu hodnot časů v řezu a opotřebení a opakování experimentu.The table shows an example of recording the values of time in section and wear and repeating the experiment.

Experimentálně se potvrdily předpoklady, které daly vzniknout popsanému konstrukčnímu řešení s chlazením čela i hřbetu řezné destičky D, tyto předpoklady jsou:The assumptions that gave rise to the described design solution with cooling of the face and back of the cutting insert D were experimentally confirmed, these assumptions are:

řezná kapalina směřovaná rovněž na hřbet řezné destičky D má výrazně pozitivní vliv nacutting fluid also directed at the back of the cutting insert D has a significant positive effect on

- 4 CZ 34848 UI životnost nástroje chlazení efektivní řezné části břitu na hřbetě řezné destičky D je dosahováno výrazně rovnoměrnějšího opotřebení řezné destičky D a také pozvolnějšího - prodlužuje se lineární část z grafu opotřebení vysokotlakým směřováním řezné kapaliny na čelo vyměnitelné řezné destičky D bylo docíleno velmi příznivého elementárního tvaru třísky - současně porovnávaný parametr- 4 CZ 34848 UI tool life cooling of the effective cutting part of the cutting edge on the back of the cutting insert D significantly more uniform wear of the cutting insert D is achieved and also slower - the linear part from the wear graph is extended by high pressure cutting fluid to the face of the replaceable cutting insert D. elementary chip shape - simultaneously compared parameter

Průměrná hodnota životnosti všech měřených alternativ využívající pouze konstrukční uspořádání nástroje pouze pro čelní chlazení řezné destičky D dosahuje pouze 80 % průměrné hodnoty testované alternativy s kombinovaným typem chlazení řezné destičky D podle technického řešení, tj. jejího čela i hřbetu.The average value of the service life of all measured alternatives using only the design of the tool only for front cooling of the cutting insert D reaches only 80% of the average value of the tested alternative with the combined type of cooling of the cutting insert D according to the technical solution, ie its front and back.

Na základě těchto výsledků lze určit nej významnější faktor, kterým je technologie či způsob chlazení. Z mikroskopických snímků, které byly pořízeny při testování variant s kombinovaným chlazením, tj. čela a hřbetu, je na Obr. 16 patrné, že řezná hrana řezné destičky D je opotřebena poměrně rovnoměrně, což svědčí o přidané hodnotě tohoto konstrukčního uspořádání z hlediska předvídavosti procesu obrábění.Based on these results, the most important factor can be determined, which is the technology or method of cooling. From the microscopic images taken during the testing of the variants with combined cooling, i.e. the forehead and the back, it is shown in FIG. 16 shows that the cutting edge of the cutting insert D is worn relatively evenly, which indicates the added value of this design in terms of the predictability of the machining process.

V dalším kroku je provedeno porovnání s alternativou chlazení pouze čela řezné destičky D. Veškeré strojní vybavení, řezná kapalina, obráběný polotovar a nástroje zůstávaly pro experiment totožné. U předešlé části experimentu se řezné podmínky (v_c, f, a_p) nastavily jako jednoúrovňový faktor. Nebylo tak možné zjistit, jak se dané nástroje budou chovat např. při změně řezné rychlosti, která má ze všech řezných podmínek největší dopad na životnost nástroje. Pro plné využití potenciálu nástroje je výhodné nalézt jeho limity a stanovit tak krajní parametry, které by měl technolog při určování řezných podmínek respektovat. Důvody respektování omezujících kritérií jsou technického a zároveň ekonomického charakteru.In the next step, a comparison is made with the alternative of cooling only the face of the cutting insert D. All machinery, cutting fluid, machined blank and tools remained the same for the experiment. In the previous part of the experiment, the cutting conditions (in _c , f, and _p ) were set as a one-level factor. It was not possible to find out how the tools will behave, for example, when changing the cutting speed, which has the greatest impact on tool life of all cutting conditions. To make full use of the potential of the tool, it is advantageous to find its limits and thus determine the extreme parameters that the technologist should respect when determining cutting conditions. The reasons for respecting the restrictive criteria are of a technical as well as an economic nature.

Tento experiment si kladl za cíl porovnat obě varianty nástrojů (stejné typy jako v prvním experimentu) při řezných rychlostech přibližujících se možnému maximu pro danou konstrukční variantu a podmínky obrábění. Na základě zkušeností byly zvoleny dvě další hodnoty řezné rychlosti, a to vždy zvýšené o 20 [m.min¹], tedy na hodnoty 110 [m.min¹] a 130 [m.min¹]. V průběhu experimentu bylo zjištěno, že při použití řezné rychlosti 130 [m.min¹] dochází ktak intenzivnímu opotřebení, že není možné experiment relevantně vyhodnotit, a proto byla tato rychlost vypuštěna. Nejedná se totiž o možný limit nástroje, ale samotného typu řezné destičky D, který nebyl cílem tohoto experimentu.This experiment aimed to compare both tool variants (same types as in the first experiment) at cutting speeds approaching the possible maximum for a given design variant and machining conditions. Based on experience, two other values of cutting speed were chosen, always increased by 20 [m.min ¹ ], ie to values 110 [m.min ¹ ] and 130 [m.min ¹ ]. During the experiment, it was found that using a cutting speed of 130 [m.min ¹ ] such intense wear occurs that it is not possible to evaluate the experiment in a relevant way, and therefore this speed was omitted. This is not a possible limit of the tool, but of the type of cutting insert D itself, which was not the goal of this experiment.

Řezné podmínky:Cutting conditions:

f = 0,25 [ot.min¹] a_p = 2 [mm] v_c = 110 [m.min¹]f = 0.25 [rpm ¹ ] and _p = 2 [mm] v _c = 110 [rpm ¹ ]

Podle výsledků demonstrovaných na Obr. 12 až Obr. 16 lze předpokládat, že se zvyšující se řeznou rychlostí se, alespoň v první fázi rozdíl v životnosti nástroje výrazně zvyšuje. Tedy efekt výrazně efektivnějšího chlazení zde má vyšší význam. Při hodnotě řezné rychlosti v_c = 110 [m.min¹] dosáhl nástroj s upínací tryskou, tedy pouze s chlazením čela řezné destičky, životnosti 2,88 minut, zatímco nástroj dle technického řešení dosáhl životnosti 4,86 min, jedná se tedy o 69 % delší životnost nástroje dle předloženého technického řešení. V této části experimentu se vycházelo z potenciálu navýšit řeznou rychlost a přiblížit se tak tímto parametrem k limitům řezné destičky D.According to the results demonstrated in FIG. 12 to FIG. 16, it can be assumed that with increasing cutting speed, at least in the first phase, the difference in tool life increases significantly. Thus, the effect of significantly more efficient cooling is of greater importance here. At the value of the cutting speed in _c = 110 [m.min ¹ ], the tool with the clamping nozzle, ie only with the cooling of the cutting insert face, reached a service life of 2.88 minutes, while the tool according to the technical solution reached a service life of 4.86 min. 69% longer tool life according to the submitted technical solution. In this part of the experiment, the potential to increase the cutting speed and thus approach the limits of insert D with this parameter was used.

- 5 CZ 34848 UI- 5 CZ 34848 UI

Bylo zjištěno, že při vyšších řezných rychlostech (v_c = 110 [m.min¹] proti původním v_c = 90 [m.min¹]) se vlivem extrémních teplot generovaných během obrábění rapidně snížila životnost nástroje, což se shoduje i stvrzením uváděným v teorii obrábění. Při porovnání životnosti obou typů nástrojů za těchto podmínek se však nástroj s upínací tryskou U 5 a doplňkovou tryskou T dosáhl hodnotu životnosti o 69 % vyšší v porovnání s konvenčním nástrojem s upínací tryskou U, která směřuje pouze vůči čelu břitové destičky D.It was found that at higher cutting speeds (in _c = 110 [m.min ¹ ] compared to the original in _c = 90 [m.min ¹ ]) due to the extreme temperatures generated during machining, the tool life was rapidly reduced, which is consistent with the confirmation given in machining theory. However, when comparing the tool life of both types of tools under these conditions, the tool with the clamping nozzle U 5 and the additional nozzle T achieved a service life value 69% higher compared to the conventional tool with the clamping nozzle U, which faces only the face of the insert D.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Nástroj popsaný podle technického řešení nalézá své uplatnění zejména v konstrukci nástrojů pro třískové obrábění.The tool described according to the technical solution finds its application especially in the construction of tools for machining.

Claims

CLAIMS FOR PROTECTION

A machining tool adapted for clamping in a machine tool, comprising a cutting insert carrier (N), at least one cutting insert (D) mountable in the seat (S) of the cutting carrier (N) and a clamping nozzle (U) for clamping the cutting edge. insert (D) and at the same time for supplying cutting fluid to the cutting insert (D), the carrier (N) being provided with a cutting fluid supply comprising at least one cutting fluid outlet (P, P '), said clamping device being attachable to the carrier (N). a nozzle (U) provided with at least one channel (K) for supplying cutting fluid to the face of the cutting insert (D), characterized in that the tool further comprises an additional nozzle (T) attachable to the carrier (N), the carrier being in place for attaching it (N) comprises a second, lower cutting fluid outlet (P '), the attachable additional nozzle (T) being provided with at least one channel (K') adjoining the lower cutting fluid outlet (P ') from the carrier (N) and intended for the supply cutting fluids on the back of the cutting insert (D).

Machining tool according to Claim 1, characterized in that the attachable additional nozzle (T) is replaceable.

Machining tool according to Claim 1, characterized in that the channel (K ') of the additional nozzle (T) tapers towards the outlet (V').

Machining tool according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the additional nozzle (T) is provided with at least two channels (K ') whose axes are parallel.

Machining tool according to Claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that the channels (K ') are directed at the chip removal points of the workpiece to be machined.