PL176323B1 - Wymienna płytka skrawająca - Google Patents

Abstract

1. W ymienna plytka skrawajaca, przeznaczona do osadzenia w glowicy fre- zarskiej, z plaska kwadratowa podstawa, kwadratowa górna powierzchnia natarcia i bocznymi plaskimi powierzchniami przy- lozenia, wystajacymi na zewnatrz w stosunku do podstawy tak, ze kazda boczna powie- rzchnia przylozenia przecina kolejno po- wierzchnie natarcia tworzac odpowiednio glówne i pomocnicze krawedzie tnace, znamienna tym, ze kazda boczna krawedz tnaca (10) jest usytuowana na zewnatrz, wzgledem sasiadujacej z nia bocznej po- wierzchni przylozenia (3) i jest przesunieta w kierunku do podstawy (1), wzgledem zwiazanej z nia i stanowiacej jej przedluze- nie glównej krawedzi tnacej (5). Fig PL PL PL PL

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest wymienna płytka skrawająca stosowana do operacji wiercenia, toczenia i frezowania. Wymienna płytka skrawająca przeznaczona jest do osadzania jej w głowicy frezarskiej jako narzędzie do frezowania różnorodnych wybrań w postaci występów, szczelin i rowków w przedmiotach metalowych, zwłaszcza zaś wybrań o takich kształtach, których ścianki są wzajemnie prostopadłe. Takie wybrania są dalej określane jako wybrania określonego rodzaju.

Znane są narzędzia typu głowic frezarskich, które można ogólnie podzielić na dwa rodzaje. Do pierwszego należą narzędzia wyposażone w pojedynczy, obwodowo rozmieszczony rząd płytek, przy czym każda płytka ukształtowana jest tak, że główna krawędź tnąca skierowana jest równolegle do osi obrotu narzędzia skrawającego i skonstruowana w celu frezowania pionowej ścianki wybrania lub występu, natomiast pomocnicza krawędź tnąca skierowana jest poprzecznie, w celu wyrównywania lub wygładzania poziomej ścianki wybrania. Narzędzia takie ograniczają oczywiście głębokość frezowanych wybrań. Głębokości te nie mogą przekroczyć długości głównej krawędzi tnącej. Do drugiego rodzaju narzędzi należą głowice frezarskie wyposażone, oprócz dolnego, obwodowo rozmieszczonego rzędu płytek skrawających, w dodatkowy rząd lub rzędy, również obwodowo rozmieszczonych płytek skrawających. Każda wymienna płytka skrawająca posiada główną krawędź tnącą o dodatnim kącie natarcia. Przy zastosowaniu takiego narzędzia można odpowiednio zwiększyć głębokość frezowania ścianki pionowej wybrań. Jeżeli płytki skrawające w dolnym rzędzie muszą mieć pomocnicze krawędzie tnące skierowane poprzecznie, to w płytkach skrawających, tworzących drugi lub następne rzędy, niepotrzebne są w ogóle pomocnicze krawędzie tnące. Z ekonomicznego punktu widzenia każda wymienna płytka skrawająca powinna mieć korzystnie maksymalną liczbę krawędzi tnących, które mogłyby być łatwo odpowiednio przestawiane w zależności od potrzeb. Większość znanych wymiennych płytek skrawających przystosowanych do takiego przestawiania ma za176 323 równo kształt prostopadłościanu o przekroju kwadratowym i jest wyposażona w dwie równoległe główne krawędzie tnące, jak i kształt graniastosłupa o przekroju trójkątnym z trzema głównymi krawędziami tnącymi. W tych wymiennych płytkach skrawających, oprócz głównych krawędzi tnących, mogą być stosowane również pomocnicze krawędzie tnące.

W europejskim opisie patentowym EP 0156 780 zastosowano wymienne płytki skrawające w cylindrycznej głowicy frezarskiej, przystosowanej do frezowania wybrań określonego rodzaju, które to płytki, mające kształt prostopadłościanu o przekroju kwadratowym, są zaopatrzone w cztery, przestawne, główne krawędzie tnące, przy czym każda główna krawędź tnąca płytki związana jest z przylegającą do niej prostopadle skierowaną pomocniczą krawędzią mącą, wystającą poza podstawowy, równoległościenny kształt płytki.

Stosowanie takich płytek jest jednak ograniczone tylko do walcowych głowic frezarskich z pojedynczym rzędem obwodowo rozmieszczonych na czołowej powierzchni głowicy wymiennych płytek skrawających, wskutek czego głębokość frezowanego wybrania jest ograniczona długością krawędzi tnącej każdej z płytek.

W europejskim opisie patentowym EP 0489 702 A2 zastosowano w głowicy frezarskiej płytki w kształcie równoległościanu o przekroju kwadratowym. Każda pł^ka ma cztery główne krawędzie tnące, a każda główna krawędź tnąca wystaje nieco do przodu w stosunku do pomocniczej krawędzi tnącej, tworząc z nią kąt od 0,5° do 4°. Taka wymienna płytka skrawająca nie ma części wystających, które ograniczałyby głębokość wybrania. Opisana płytka, z ujemnym kątem natarcia, przeznaczona do obsadzenia w korpusie głowicy, ma jednak tę wadę, że kąt przyłożenia na początku krawędzi tnącej jest o wiele większy od kąta przyłożenia na jej końcu. Zakładając, że stosunkowo mniejszy kąt przyłożenia na końcu krawędzi tnącej ma wartość minimalną - wartość tego kąta na początku krawędzi tnącej staje się tak duża, że stwarza niebezpieczeństwo osłabienia krawędzi tnącej w tym punkcie i w konsekwencji - obniżenia żywotności narzędzia.

Problem ten został zauważony w opisach patentowych USA nr 5 071 292 i nr 5 078 550 w stosunku do istniejących,· w których zawarte są propozycje uniknięcia tych niedogodności przez zastosowanie podłużnych, prostokątnych płytek skrawających o kwadratowym przekroju poprzecznym, wyposażonych w cztery krawędzie tnące.

Inna niedogodność płytki skrawającej omówionej w cytowanym europejskim opisie patentowym EP 0489 702 wynika z jej kształtu, a mianowicie wzajemnego odchylenia głównej i pomocniczej krawędzi tnącej, tworzącego właściwie dwuczęściową krawędź tnącą, która wskutek tego nie jest prostoliniowa. Ma to negatywny wpływ zarówno na prostoliniowość jak i płaskość obrabianej powierzchni.

Celem niniejszego wynalazku jest skonstruowanie takiej wymiennej płytki skrawającej, przeznaczonej do osadzania w głowicy frezarskiej, w której powyższe niedogodności zostaną znacznie zmniejszone lub całkowicie wyeliminowane.

Cel ten zrealizowano, według wynalazku, przez konstrukcję wymiennej płytki skrawającej, przeznaczonej do osadzenia w głowicy frezarskiej, mającej kształt równoległościanu o przekroju kwadratowym, z płaską podstawą, górną powierzchnią natarcia i bocznymi powierzchniami przyłożenia, wystającymi na zewnątrz w stosunku do płaskiej podstawy. Każda boczna powierzchnia przyłożenia tworzy z górną powierzchnią natarcia, zarówno główną jak i pomocniczą, krawędź tnącą, przy czym każda pomocnicza krawędź tnąca wystaje na zewnątrz w stosunku do przylegającej do niej bocznej powierzchni przyłożenia i jest przesunięta w kierunku podstawy, względem związanej z nią głównej krawędzi tnącej, stanowiąc jej przedłużenie, czyli w taki sposób, że w widoku z góry każda pomocnicza krawędź tnąca nie wystaje za związaną z nią główną krawędź tnącą.

Wymienna płytka skrawająca, według wynalazku, osadzona w cylindrycznej głowicy frezarskiej, może być tak ustawiona, że główna krawędź tnąca frezuje wybranie, a przylegająca do niej i prostopadła względem niej pomocnicza krawędź tnąca wyrównuje lub gładzi poziomą ściankę tego wybrania. Płytka skrawająca według wynalazku powinna być zamocowana w głowicy w taki sposób, aby jej robocza główna krawędź tnąca tworzyła

176 323 dodatni kąt natarcia, zaś kąt zawarty między promieniem, przechodzącym prostopadle przez oś obrotu narzędzia, a jego rzutem na płaszczyznę przechodzącą przez główną krawędź tnącą był ujemny. Dzięki temu robocza główna krawędź tnąca obrabia żądane wybranie, zaś przylegająca do niej pomocnicza krawędź tnąca jest cofnięta względem niej, a równocześnie sąsiednia, prostopadła pomocnicza krawędź tnąca obrabia i wygładza ściankę podstawy, zaś związana z nią główna krawędź tnąca jest cofnięta względem niej. Umożliwia to efektywną obróbkę dla każdej żądanej głębokości, bez możliwości kolizji z wystającą krawędzią gładzącą, co ma często miejsce w przypadku rozwiązania według europejskiego opisu patentowego EP 0156 780. Jednocześnie pomocnicza krawędź tnąca, związana z główną krawędzią tnącą, jest odsunięta od powierzchni obrabianego wybrania co zapewnia ochronę przed nadmiernym zużyciem i umożliwia osiągnięcie prostoliniowości i płaskości obrabianej powierzchni.

Wynalazek jest wyjaśniony w przykładowym rozwiązaniu na rysunku, na którym: fig. 1 - przedstawia wymienną płytkę skrawającą, zastosowaną w operacjach frezowania, wiercenia lub toczenia, w widoku perspektywicznym, fig. 2 - szczegół płytki skrawającej, zaznaczony kołem na fig. 1, w powiększeniu, fig. 3 - narzędzia z ustawioną pod kątem wymienną płytką skrawającą, osadzoną w narzędziu, w widoku perspektywicznym, fig. 4 - głowicę frezarską z wymienną płytką skrawającą, przedstawioną na fig. 3, podczas operacji frezowania, w widoku perspektywicznym, fig. 5 - szczegół wymiennej płytki skrawającej i przedmiotu obrabianego, według fig.

4, w powiększeniu, fig. 6 - wycinek przekroju wymiennej płytki skrawającej według fig. 1.

Wymienna płytka skrawająca przedstawiona na fig. 1 ma płaską podstawę 1, o przekroju kwadratowym i kwadratową powierzchnię natarcia 2. Cztery jednakowe boczne powierzchnie przyłożenia 3 wystają na zewnątrz podstawy 1, tworząc z nią krawędzie 4, a także przecinają powierzchnię natarcia 2, tworząc wzdłuż linii przecięcia główne krawędzie tnące 5. W miejscu przenikania sąsiadujących ze sobą bocznych powierzchni przyłożenia 3 utworzone są naroża 6 płytki. W miejscu zetknięcia z płaszczyzną natarcia 2 każde naroże 6 tworzy prawostronne zakończenie każdej głównej krawędzi tnącej w postaci wgłębienia 7, ograniczonego płaską powierzchnią 8, która wzdłuż linii przecięcia z sąsiadującą powierzchnią przyłożenia 9 tworzy pomocniczą krawędź tnącą 10. Pomocnicza krawędź tnąca 10 jest przesunięta w kierunku krawędzi 4 podstawy 1 względem związanej z nią głównej krawędzi tnącej 5 (fig. 1). Natomiast jej wyobrażalne przedłużenie wzdłuż bocznej powierzchni przyłożenia 3 byłoby odsunięte od płaszczyzny stycznej do tej powierzchni 3 (fig. 2). Kąt przyłożenia a, którego wierzchołkiem jest pomocnicza krawędź tnąca 10, jest większy od kąta przyłożenia a3a, którego wierzchołkiem jest główna krawędź tnąca

5. Wielkość przemieszczenia pomocniczej krawędzi tnącej 10 w kierunku krawędzi podstawy 4, względem głównej krawędzi tnącej 5 i wielkość odsunięcia pomocniczej krawędzi tnącej 10 na zewnątrz, względem przylegającej do niej głównej bocznej powierzchni przyłożenia są tak dobrane, że w widoku z góry każda pomocnicza krawędź tnąca 10 nie wystaje poza związaną z nią i stanowiącą jej przedłużenie główną krawędź tnącą 5. Każda pomocnicza krawędź tnąca 10 może być przy tym, względem związanej z nią głównej krawędzi tnącej albo współliniowa, albo nieco pochylona do wewnątrz.

Wymienna płytka skrawająca, według wynalazku, jest osadzona w obwodowej kieszeni 30 (fig. 3), wykonanej w cylindrycznym korpusie 11 narzędzia. Oczywiście zarówno płytka, jak i uchwyt na fig. 3 i fig. 4 są przedstawione schematycznie, bez uwidocznienia szczegółów konstrukcji, przy czym wymienna płytka skrawająca jest osadzona w korpusie narzędzia w ten sposób, że jej robocza główna krawędź tnąca 5 określa dodatni osiowy kąt natarcia yA względem linii 12, równoległej do osi obrotu 13 narzędzia, a równocześnie ujemny promieniowy kąt natarcia yR, zawarty między promieniem 14, prostopadłym do osi obrotu 13 narzędzia, a rzutem 15 tego promienia na płaszczyznę natarcia, przy czym wierzchołkiem tego kątayR jest główna krawędź tnąca 5.

176 323

Głowica frezarska, pokazana schematycznie na fig. 4, została zaprojektowana w celu frezowania wybrania 16 w przedmiocie obrabianym 17, ograniczonego pionową ścianką 18 i poziomą, a więc prostopadłą ścianką 19. Robocze położenie płytki osadzonej w sposób przedstawiony na fig. 3 uwidocznione jest w trakcie operacji frezowania na fig. 5. Dzięki osadzeniu płytki w kieszeni 15, pionowa ścianka 18 wybrania 16 jest frezowana przez główną krawędź tnącą 5, przy czym związana z nią pomocnicza krawędź tnąca 10 jest cofnięta względem tej ścianki 18, eliminując tarcie i zużywanie się. Jednocześnie przylegająca do głównej krawędzi tnącej 5 i prostopadła do niej pomocnicza krawędź tnąca 10 gładzi poziomą ściankę 19 wybrania 16, a równocześnie związana z nią główna krawędź tnąca 5 jest cofnięta względem niej.

Wymienna płytka skrawająca według wynalazku wyposażona jest w pomocniczą krawędź tnącą, stosowaną do wygładzania i wystającą poza związaną z nią główną krawędź tnącą 5, ma tę zaletę, że nie ogranicza w głębokości frezowania, a ponadto umożliwia stosowanie wielu rzędów płytek w głowicy frezarskiej.

Wymienna płytka skrawająca, której główna krawędź tnąca 5 jest równoległa do krawędzi 4 podstawy 1 płytki, może być również tak zaprojektowana, aby była nachylona względem krawędzi podstawy, umożliwiając powiększenie osiowego, dodatniego kąta natarcia, bez konieczności nadmiernego zwiększania kąta nachylenia gniazda płytki.

Cechą charakterystyczną wymiennej płytki skrawającej według wynalazku jest to, ze każda boczna powierzchnia przyłożenia płytki jest złożona z górnej i dolnej części 3a i 3b, które są oddzielone od siebie linią przenikania 3c. Górna część 3a bocznej powierzchni przyłożenia 3, stykająca się z powierzchnią natarcia, może mieć postać powierzchni krzywoliniowej tak ukształtowanej, aby kąt przyłożenia i promieniowy kąt natarcia miał, wzdłuż głównej krawędzi tnącej, wartość stałą. Alternatywnie, górna część 3a bocznej powierzchni przyłożenia 3 może być również płaska, lecz różnie nachylona względem podstawy, tak aby kąt przyłożenia na początku głównej krawędzi tnącej 5 miał tę samą wartość co kąt przyłożenia na końcu tej krawędzi 5. Dolna część 3b bocznej powierzchni przyłożenia 3 jest płaska, zapewniając trwałe osadzenie płytki w narzędziu. Oczywiście boczna powierzchnia przyłożenia wymiennej płytki skrawającej, według wynalazku, może być ukształtowana również w postaci pojedynczej płaskiej powierzchni.

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowe

1. Wymienna płytka skrawająca, przeznaczona do osadzenia w głowicy frezarskiej, z płaską kwadratową podstawą, kwadratową górną powierzchnią natarcia i bocznymi płaskimi powierzchniami przyłożenia, wystającymi na zewnątrz w stosunku do podstawy tak, że każda boczna powierzchnia przyłożenia przecina kolejno powierzchnię natarcia tworząc odpowiednio główne i pomocnicze krawędzie tnące, znamienna tym, że każda boczna krawędź tnąca (10) jest usytuowana na zewnątrz, względem sąsiadującej z nią bocznej powierzchni przyłożenia (3) i jest przesunięta w kierunku do podstawy (1), względem związanej z nią i stanowiącej jej przedłużenie głównej krawędzi tnącej (5).

2. Wymienna płytka według zastrz. 1, znamienna tym, że każda główna krawędź tnąca (5) jest nachylona względem podstawy (1).

3. Wymienna płytka według zastrz. 1, znamienna tym, że każda boczna powierzchnia przyłożenia (3) składa się z części (3a) powierzchni przylegającej do głównej krawędzi tnącej (5) i płaskiej części, (3b) powierzchni przylegającej do podstawy (1), przy czym część (3a) powierzchni i stykająca się z nią powierzchnia natarcia (2) są zakrzywione tak, aby kąt przyłożenia i kąt natarcia był taki sam wzdłuż całej długości głównej krawędzi tnącej (5).

4. Wymienna płytka według zastrz. 3, znamienna tym, że kąt przyłożenia, («3a), którego wierzchołkiem jest główna krawędź tnąca (5), jest mniejszy niż kąt przyłożenia (ctg), którego wierzchołkiem jest pomocnicza krawędź tnąca (10).