PL171205B1 - skrawaniem na sucho oraz sposób podtrzymywania przedmiotu obrabianego podczas obróbki skrawaniem PL PL - Google Patents

Abstract

1 . Frezarka do adiabatycznej obróbki skrawaniem na sucho przedmiotu obrabianego, znamienna tym, ze posiada frez (42) obrotowo zamontowany w osi wrzeciona (12), który ma dolna powierzchnie (46) okreslajaca obwód (43) oraz srodkowa uniesiona powierzchnie (50), szereg wkladek skrawajacych (54) rozmieszczo- nych dokola freza (42) na obwodzie (43), czlon napedzajacy w postaci silnika (16a, 16b) przylaczony do freza (42) wprawiajacy ten czlon w ruch obrotowy o z góry okreslonej szybkosci obwodo- wej, przy której zasadniczo cale cieplo wytworzone podczas adia- batycznej obróbki skrawaniem przenoszone jest do pozostalych wiórów, przy czym wrzeciono (12) posiada ponadto mocujace urza- dzenie (40) przylaczone do jednego konca treza (42) oraz lacznik (38) deformujacy srodkowa uniesiona powierzchnie (50) do dolnej powierzchni freza (42) tworzac wklesla dolna powierzchnie (46), a takze obudowe (90) zawierajaca obrecz (78) i maske (80), które otaczaja frez (42) oraz przedmiot obrabiany (20), przy czym maska (80) jest oddalona od obrzeza przedmiotu obrabianego (20), a obrecz (78), która otacza frez (42) oddalona jest na z góry okreslona odleglosc od przedmiotu obrabianego (20) i maski (80), a ponadto uchwyt (28) mocujacy przedmiot obrabiany (20) w pewnej odleglo- sci od masla (80) i obreczy (78), a takze urzadzenie do wytwarzania róznicy cisnien pomiedzy przestrzenia wewnatrz obudowy (90) i otoczeniem zapewniajace przeplyw, a ponadto wykonujacy ruch postepowo-zwrotny przenoszacy uchwyt (28) usytuowany przy wrzecionie (12), w którym mocowany jest przedmiot obrabiany (20) tak, ze zajmuje on z góry okreslone polozenie w tym uchwycie w stosunku do freza (42), przy czym urzadzenie do wytwarzania róznicy cisnien wytwarza co najmniej jeden przeplyw powietrza przez obudowe (90) obreczy (78) i maski (80) odprowadzajacej wióry z tej obudowy oraz zapobiegajac przeniesieniu ciepla z tych wiórów do przedmiotu obrabianego (20) i freza (42) FIG - 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest frezarka do adiabatycznej obróbki skrawaniem na sucho, sposób adiabatycznej obróbki skrawaniem na sucho oraz sposób podtrzymywania przedmiotu obrabianego podczas obróbki skrawaniem a zwłaszcza do frezowania metali ninZnlaonych, na przykład aluminium. W szczególności przedmiotem wynalazku jest frezarka czołowa, której konstrukcja i parametry robocze zapewniają wykonywanie adiabatycznego frezowania z bardzo dużą prędkością przy zwiększonej trwałości narzędzia i wydajności roboczej, przy czym wióry usuwane są z przedmiotu obrabianego i freza bez zastosowania cieczy chłodzących, czy smarujących. Poza tym frezarka wyposażona jest w osprzęt dodatkowy poprawiający adiabatyczność pracy, zwiększający dokładność i wydajność frezowania.

Frezarki są powszechnie używane przy wytwarzaniu części o ścisłych tolerancjach, począwszy od powierzchni płaskich do szczelin, rowków klinowych i różnych profili złożonych W szczególności frezarki czołowe stosowane są do obróbki powierzchni płaskich, które mają być obrabiane z tolerancją płaskości poniżej (0,076 mm) 0,003 cala Frezarka czołowa zwykle zaopatrzona jest we wroeciefo osadzone obrotowo, prostopadle do pewlnrochfi arzndmloiu

171 205 obrabianego. Element skrawający, lub frez, stanowi zwykle tarczę zainstalowaną na końcu wrzeciona. Frez zaopatrzony jest w pewną liczbę zębów lub wkładek skrawających, zamontowanych na jego obwodzie tak, ze zewnętrzna średnica narzędzia usuwa materiał z przedmiotu obrabianego. Frez obracany jest przez wrzeciono, napędzane z kolei silnikiem o odpowiedniej mocy. Zwykle stosuje się ciecze chłodzące, które służą do smarowania, chłodzenia i odprowadzania wiórów od obrabianego przedmiotu i freza. Poza tym przedmiot i wrzeciono poruszają się względem siebie tak, że następuje podawanie przedmiotu do freza. zwane posuwem, tradycyjnie mierzone w mm (calach) na minutę. Posuw podaje się czasem w mm na ząb, co jest określone wzorem:

FR/((RPM)(t));

gdzie FR jest prędkością posuwu (FR - prędkość ruchu względnego między przedmiotem i wrzecionem) w mm (calach) na minutę. RPM jest prędkością obrotową wrzeciona w obrotach na minutę, a t jest liczbą zębów skrawających lub wkładek skrawających freza.

Prędkości skrawania i ich stosunek do wartości posuwu mają podstawowe znaczenie, jeżeli frezarka ma służyć do wytwarzania części o wysokiej jakości powierzchni i wąskich tolerancjach. W ciągu ostatnich 25 lat główną uwagę skupiano na prędkości skrawaniem i jej wpływie na jakość i wydajność frezowania. Prędkość skrawania wyraża się w szybkości obwodowej w m/min (stopach na minutę) (sfm - surface feet per minutę), którą można obliczyć z następującego wzoru:

2nr(RPM);

gdzie r jest promieniem położenia zębów skrawających w stosunku do osi obrotu wrzeciona w metrach (stopach), a RPM jest prędkością obrotową wrzeciona w obr/min (stopach na minutę). Odpowiednie prędkości skrawania zależą od kilku czynników, przede wszystkim od obrabianego materiału oraz od materiału zębów lub wkładek skrawających, zwykle stosowanych w przypadku metali nieżelaznych, na przykład aluminium, oraz węglikowych wkładek skrawających, używanych przy większych prędkościach skrawania.

Nie przyjęto do tej pory żadnej jednolitej klasyfikacji prędkości skrawania; lecz w 16 tomie poradnika Metals Handbook (wyd. 9) zatytułowanym Machining, wydanym przez American Society of Metals sugeruje się następującą klasyfikację prędkości skrawania. Za konwencjonalne uważa się prędkości skrawania poniżej 10,16 m/s (2000 sfm) dla metali niezelażnych, często poniżej 2,54 m/s (500 sfm) dla metali żelaznych. Wyższe prędkości, wynoszące od 10,16 - 30,4 m/s (2000 do 6000 sfm) odnosi się do frezowania z dużą prędkością, prędkości od 30,4 - 304,8 m/s (6000 do 60000 sfm) wiąże się z frezowaniem bardzo szybkim, a prędkości powyżej 304,8 m/s (60000 sfm) - do frezowania szczególnie szybkiego. Oczywiście, korzyścią z zastosowania wyższych prędkości frezowania jest szybsze wykonywanie obróbki, zatem większa wydajność produkcyjna. Znaczna dodatkowa korzyść z zastosowania większych prędkości obróbki polega na tym, że powyżej pewnej krytycznej prędkości skrawania, charakterystycznej dla każdego obrabianego materiału, siły skrawania ze wzrostem prędkości wrzeciona szybko maleją osiągając minimum, które jest również wielkością charakterystyczną dla materiału przedmiotu obrabianego. Zgodnie z tym, siły skrawające przy większych prędkościach mogą być w praktyce porównywalne lub mniejsze od sił przy prędkościach konwencjonalnych. Małe siły skrawające są pożądane nie tylko z punktu widzenia zapotrzebowania mocy silnika wrzeciona, lecz zwłaszcza są pożądane przy obróbce bardzo cienkich, mało sztywnych przedmiotów.

Dodatkową korzyścią ze stosowania dużych prędkości obróbki jest możliwość osiągnięcia skrawania zasadniczo adiabatycznego, przy którym prawie całe ciepło wytwarzane w procesie obróbki przekazywane jest wiórom, co pozwala utrzymać frez i przedmiot obrabiany w zasadzie w ich temperaturze pierwotnej, tzn. jak przed obróbką. Poza możliwością chwytania przedmiotu obrabianego bezpośrednio po zakończeniu obróbki, z obróbki adiabatycznej wynikają inne korzyści odnoszące się do poprawy wydajności skrawania, zmniejszenia mocy potrzebnej dla wrzeciona, niższych poziomów hałasu, większych dokładności skrawania, zmniejszenia ugięcia przedmiotu obrabianego i zwiększenia trwałości narzędzia. Szczególnie istotne są również korzyści osiągane przy obróbce cienkich, mało sztywnych przedmiotów.

171 205

Poza tym, w warunkach obróbki adiabatycznej nie zawsze potrzebne jest chłodziwo, które może w rzeczywistości powodować szkodliwe zjawisko przekazywania ciepła z wiórów z powrotem do przedmiotu obrabianego i freza. Mimo. iż ciecze chłodzące zwykle przedłużają to wymagają złożonych ' ιΐ’ΤΛ zFŁo'! ⁷ on i o η ο-τ'το/π n ł UzjJT VAVkZ W U-IiAŁ*. litll ZjKj/kłZ.

i poprawiają wygląd obrabianej powierzchni układów podawania, filtracji i często chłodzenia. Stosowanie i usuwanie zużytych cieczy chłodzących stanowi narastający problem zdrowotny i środowiskowy. Zgodnie z tym obróbka sucha ma kilka istotnych zalet w stosunku do obróbki z użyciem chłodziw.

Jednak w celu zapewnienia skrawania ściśle adiabatycznego należy zwrócić szczególną uwagę na rodzaj obrabianego materiału i materiału zębów lub wkładek skrawających, odpowiedni posuw, prędkość i głębokość skrawania, które zależą od precyzji dosuwania wrzeciona do przedmiotu obrabianego, sztywności freza i zdolności uchwytu do sztywnego i dokładnego ustalenia przedmiotu obrabianego.

Dotychczas praktycznie wszystkie badania naukowe dotyczące adiabatycznej obróbki aluminium z dużymi prędkościami ograniczały się do małych frezów czołowych 12,7 - 25,4 mm (0,5 do 1 cala średnicy), przy prędkościach od około 10000 do około 60000 obrotów na minutę. W praktyce tak wysokie prędkości obrotowe były silnie ograniczone ze względu na łożyskowanie, gdyż mniejsze łożyska umożliwiają stosowanie większych prędkości obrotowych. Jednak małe łożyska równocześnie ograniczają moc wrzeciona i jego sztywność, a prędkość skrawania jest odwrotnie proporcjonalna do mocy i sztywności. W wyniku tego, ograniczenia sił skrawania i mocy powodowały, ze badania ograniczały się do niższych prędkości, zwykle poniżej 25,4 m/s (5000 sfm), przy projektowaniu frezarek do praktycznego wykorzystania w produkcji przemysłowej. Równocześnie sztywność wrzeciona i sposób montowania freza we wrzecionie również ograniczały wielkość freza, znacznie ograniczając prędkości wybierania materiału.

W odniesieniu do wydajności skrawania i mocy jednostkowej m³/kWh (cale sześć./min./KM) w przemyśle ogólnie stwierdzono, na podstawie badań, że mimo zmniejszenia sił skrawających i mocy jednostkowej przy wyższych prędkościach, zalety ich stosowania zmniejszają się przy prędkościach powyżej 25,4 m/s (5000 sfm). Stwierdzono, że maksymalna moc jednostkowa dla skrawania aluminium wynosi w przybliżeniu 0,039 - 0,0052 m3/kWh (3 do 4 cali sześć./min./KM) przy około 25,4 m/s (5000 sfm), przy osiągalnej mocy w obecnym stanie techniki budowy silników ograniczonej do około 30 KM, przy tych prędkościach obrotowych wrzeciona. Odpowiednio do tego, w celu osiągnięcia wyższych prędkości skrawania metalu przekraczających 65,55-10 m'/min (40 cali sześć./min.) ogólnie wymaga się wysokoobrotowych silników napędowych, które charakteryzują się mniejszymi prędkościami skrawania redukując korzyści ze skrawania szybkościowego.

Ponadto producenci narzędzi skrawających nic zalecają skrawania z prędkością skrawania przewyższającą 15,24 m/s (3000 sfm) dla skrawania aluminium za pomocą diamentu, w rzeczywistych warunkach produkcji przemysłowej, chociaż zdarzało się stosowanie prędkości 61 m/s (12000 sfm). Jednak stosowanie tak wysokich prędkości ograniczone jest do narzędzi skrawających z węglików i diamentu. Diamentowe narzędzia skrawające, na przykład węgliki z końcówkami z polikrystalicznego diamentu (PCD), dotychczas rozpowszechniły się do celów skrawania aluminium, ze względu na zwiększenie ich trwałości 10 do 100 razy w stosunku do narzędzi skrawających z węglika wolframu. Jednak diamentowe narzędzia skrawające są stosunkowo kruche i dlatego ich stosowanie zależy od sztywności frezarki i stabilności przedmiotu obrabianego zapobiegających obciążeniom udarowym powodowanym przez wibracje przedmiotu obrabianego i freza, zwłaszcza przy wyższych prędkościach skrawania. Odpowiednio do tego, wytwórcy narzędzi diamentowych obecnie zalecają maksymalne prędkości skrawania wynoszące od 7,62 - 12,7 m/s (1500 do 2500 sfm).

Z powyższego omówienia można łatwo wywnioskować, że przy obecnym stanie techniki ni e przewiduje się i nie wykorzystuje korzyści z obróbki aluminium przy prędkościach powyżej 25,4 m/s (5000 sfm). Ogólnie biorąc, ograniczenie frezowania szybkościowego dotyczy sztywności wrzeciona, zapotrzebowania mocy oraz ograniczeń związanych z narzędziem skrawającym, ze sprzężeniem wrzeciono/narzędzie skrawające, oraz właściwościami posuwowymi obrabiarki. Zatem frezowanie z dużymi prędkościami nie rozpowszechniło się w

171 205 typowych warunkach przemysłowych, nawet tam, gdzie występuje potrzeba obróbki cienkich przedmiotów. W wyniku tego, w przemyśle do tych celów stosuje się zwykle szlifowanie. Jednak nawet nrzy wyięe.in p oza te ograniczenia, w ściśle laboratoryjnych warunkach badawczych, przy obecnym stanie techniki nie udawało się osiągnąć tak wysokich prędkości wybierania matenału, zwłaszcza ze względu na moc jednostkową.

Zgodnie z tym, występuje potrzeba opracowania wydajnej ekonomicznie adiabatycznej frezarki nadającej się do pracy bez cieczy chłodzących, przy bardzo dużych prędkościach, przy zapewnieniu zwiększenia trwałości narzędzia i prędkości skrawania materiału oraz gładkości powierzchni, która zwłaszcza nadawałaby się do precyzyjnego frezowania cienkich przedmiotów aluminiowych w produkcji przemysłowej.

Zgodnie z tym, celem niniejszego wynalazku jest opracowanie frezarki do pracy adiabatycznej, której prędkość skrawania i prędkość posuwu zapewnia osiągnięcie odpowiedniej prędkości skrawania przy mniejszych siłach skrawających i mniejszym zapotrzebowaniu mocy jednostkowej niż w przypadku rozwiązań znanych ze stanu techniki.

Następnym celem wynalazku jest zaopatrzenie frezarki w układ usuwania wiórów przy pracy na sucho, który w zasadzie całkowicie zapobiegałby przekazywaniu ciepła od wiórów do freza i przedmiotu obrabianego tak, aby zwiększyć adiabatyczność obróbki.

Innym celem wynalazku jest opracowanie pracującego na sucho układu usuwania wiórów, z urządzeniem do wytwarzania różnicy ciśnień między obudową otaczającą frez i obrabianym przedmiotem, a otoczeniem.

Innym celem wynalazku jest opracowanie frezarki z tarczowym frezem, dostosowanej konstrukcyjnie do poprawy usuwania wiórów z okolicy skrawania i zapobiegania gromadzeniu się wiórów między frezem i przedmiotem obrabianym.

Jeszcze innym celem wynalazku jest dostarczenie frezarki o zwiększonej sztywności, przeznaczonej do pracy precyzyjnej przy dużych prędkościach skrawania.

Jeszcze innym celem wynalazku jest opracowanie frezarki z wrzecionem, którego ustawienie względem przedmiotu obrabianego może być regulowane dokładnie w celu dostosowania zarówno do skrawania zgrubnego, jak wykańczającego, jak również eliminacji bicia.

Dodatkowym celem wynalazku jest opracowanie frezarki zaopatrzonej w uchwyt skutecznie ustalający i tłumiący drgania przedmiotu obrabianego w czasie trwania obróbki, powodujący powstanie dodatkowej sztywności w cienkich przedmiotach obrabianych i sztywnych częściach przedmiotów, w celu nadania im wytrzymałości na siły skrawające bez powodowania drgań, dla otrzymania zadowalających powierzchni przedmiotów obrobionych mieszczących się w wymaganych tolerancjach.

Jeszcze innym dodatkowym celem wynalazku jest opracowanie frezarki zaopatrzonej w urządzenia przenoszące, które mogą mocować przedmioty obrabiane podczas ich transportowania do uchwytu.

Istotą frezarki do adiabatycznej obróbki skrawaniem przedmiotu obrabianego jest to, że posiada frez obrotowo zamontowany w osi wrzeciona, który ma dolną powierzchnię określającą obwód oraz środkową uniesioną powierzchnię, szereg wkładek skrawających rozmieszczonych dokoła freza na obwodzie, człon napędzający w postaci silnika przyłączony do freza wprawiający ten człon w ruch obrotowy o z góry określonej szybkości obwodowej, przy której zasadniczo całe ciepło wytworzone podczas adiabatycznej obróbki skrawaniem przenoszone jest do pozostałych wiórów, przy czym wrzeciono posiada ponadto mocujące urządzenie przyłączone do jednego końca freza oraz łącznik deformujący środkową uniesioną powierzchnię do dolnej powierzchni freza tworząc wklęsłą powierzchnię dolną, a także obudowę zawierającą obręcz i maskę, które otaczają frez oraz przedmiot obrabiany, przy czym maska jest oddalona od obrzeża przedmiotu obrabianego, a obręcz, która otacza frez oddalona jest na z góry określoną odległość od przedmiotu obrabianego i maski, a ponadto uchwyt mocujący przedmiot obrabiany w pewnej odległości od maski i obręczy, a także urządzenie do wytwarzania różnicy ciśnień pomiędzy przestrzenią wewnątrz obudowy i otoczeniem zapewniające przepływ, a ponadto wykonujący ruch postępowo-zwrotny przenoszący uchwyt usytuowany przy wrzecionie, w którym mocowany jest przedmiot obrabiany tak, że zajmuje on z góry określone położenie w tym uchwycie w

171 205 stosunku do freza, przy czym urządzenie do wytwarzania różnicy ciśnień wytwarza co najmniej jeden przepływ powietrza przez obudowę obręczy i maski odprowadzającej wióry z tej obudowy oraz zapobiegając przeniesieniu ciepła z tych wiórów do przedmiotu obrabianego i freza.

Wymieniony przepływ jest przepływem powietrza, który tworzy zasłonę powietrzną wokół przedmiotu obrabianego, a adiabatyczna obróbka skrawaniem jest obróbką skrawaniem na sucho.

Silnik jest mechanicznie połączony z frezem i obraca go z szybkością obwodową wynoszącą przynajmniej 3048 m/min. (10.000 stóp na minutę), natomiast frez stanowi frez tarczowy obracany wokół osi i osadzony na podstawie, który ma parę w zasadzić równoległych powierzchni i obwód znajdujący się w pewnej odległości od osi i mający połączenie z parą tych w zasadzie równoległych powierzchni, a także szereg wgłębień rozmieszczonych na obwodzie tak, że tworzą one obwodowe gniazda między parą w zasadzie równoległych powierzchni, i że frez ten ponadto zawiera wkładki skrawające zamontowane w każdym z tych gniazd oraz człony mechaniczne w postaci wrzeciona, silnika, sprzęgła, łącznika i mocującego urządzeniapołączone z frezem tarczowym, dla obracania wkładek skrawających z szybkością obwodową co najmniej 3048 m/min (10.000 stóp na minutę), przy czym w zasadzie całe ciepło wytwarzane podczas adiabatycznej obróbki skrawaniem jest przenoszone do powstających wiórów, a wióry są zabezpieczone przed przekazywaniem ciepła do przedmiotu obrabianego i freza tarczowego poprzez odprowadzanie ich od przedmiotu obrabianego przez szereg wgłębień i doprowadzenie do strumienia przepływu przez obudowę.

Frezarka ponadto posiada urządzenie posuwowe do dosuwania freza do przedmiotu obrabianego z prędkością w przybliżeniu 0,2 mm/wkładkę skrawającą (0,008 cali na wkładkę skrawającą), której frez tarczowy stanowi zasadniczo pełną tarczę.

Frez tarczowy ma uniesioną powierzchnię mającą środkową powierzchnię położoną w osi, oraz obwód, znajdujący się w pewnej odległości od osi, przy czym frez tarczowy przymocowany jest do łącznika tak, że powierzchnia opiera się o łącznik a środkowa powierzchnia odchylana jest w stronę łącznika, przy czym obwód jest odchylany od łącznika dla utworzenia wklęsłej powierzchni, przeciwległej do uniesionej powierzchni dla zwiększenia sztywności freza tarczowego.

Wkładki skrawające freza rozmieszczone są nieregularnie na obwodzie freza tarczowego.

Korzystnie wkładki skrawające są wkładkami diamentowymi.

Występujące na obwodzie freza wgłębienia położone są ukośnie względem osi i mają szerokość obwodową wzrastającą w kierunku od przedmiotu obrabianego.

Z kolei obręcz położona jest pomiędzy konstrukcją wsporczą i frezującym blokiem tak, że tworzy pierwszy z góry określony prześwit pomiędzy maską i przedmiotem obrabianym oraz drugi z góry określony prześwit pomiędzy obręczą i frezem.

Przedmiot obrabiany ma z góry zadany kontur a konstrukcja wsporcza ma płaską powierzchnię maski z otworem dokładnie odpowiadającym temu zadanemu konturowi przedmiotu obrabianego tak, że powstaje między nimi prześwit o zadanej wielkości.

Korzystnie urządzenie do wytwarzania różnicy ciśnień zawiera urządzenie próżniowe dla połączenia płynowego z obudową obręczy i maski, które wytwarza różnicę ciśnień między ciśnieniem w obudowie i ciśnieniem atmosferycznym, oraz kanały do przenoszenia wiórów z obudowy.

Korzystnie wgłębienia mają szerokość obwodową zwiększającą się w kierunku od przedmiotu obrabianego.

Zwykle przedmiot obrabiany ma z góry zadany kontur, a konstrukcja wsporcza stanowi stół z otworem dokładnie odpowiadającym temu z góry zadanemu konturowi przedmiotu obrabianego tak, że pomiędzy nimi powstaje prześwit o z góry zadanej wielkości stanowiący kanał wokół przedmiotu obrabianego prowadzący do obudowy dla przepływu powietrza

Korzystnie frez tarczowy frezarki zaopatrzony jest w parę frezujących bloków rozmieszczonych przeciwległe na podstawie dla wykonywania operacji adiabatycznej obróbki skrawaniem na parze przedmiotów obrabianych, przy czym każdy z tej pary frezujących bloków napędzany jest sekwencyjnie, a frezarka ponadto zawiera urządzenie posuwowe do przemiesz171 205 czania dwóch frezujących bloków wzdłuż z góry określonych i równoległych torów, przy czym każdy z pary przedmiotów obrabianych podparty jest najednym z tych z góry określonych torów

........./4 7 ot-» o z «ι·σθΓ11ΠΖ ΟΠΟ <11 t jvoljv uuw^./□muuap^i^auMi ριζ^ν^ι w uuu. ui a<dvr<i^io-ntq ndnmuiorloiop/: O Mi UUHAU1U u iwauj^vo p:_______ ....

r ici wiód pai an wu’ mu jednego z przedmiotów obrabianych, podczas gdy druga para frezów jest przestawiana przez człon napędzający przed obróbką drugiego z przedmiotów obrabianych.

Frezarka korzystnie dodatkowo zawiera konstrukcję wsporczą do przemieszczania przedmiotu obrabianego do uchwytu, a jej człon napędzający dosuwa frez do przedmiotu obrabianego z prędkością około 0,2 mm (0,008 cala) na element skrawający.

Frezarka korzystnie ponadto posiada drugi frez tarczowy obrotowo zamocowany na wrzecionie oraz drugi człon napędzający przyłączony do tego drugiego freza tarczowego, do sekwencyjnego napędzania freza tarczowego i drugiego freza tarczowego, przy czym konstrukcja wsporcza mocuje drugi przedmiot obrabiany przylegle względem odpowiednio jednego freza i drugiego freza, oraz elementy do jednoczesnego przemieszczania freza tarczowego i drugiego freza tarczowego względem konstrukcji wsporczej i każdego z przedmiotów obrabianych, przy czym ten skrawający frez tarczowy jest równocześnie napędzany przez człon napędzający i przemieszczany w celu obróbki pierwszego z dwóch przedmiotów obrabianych, przy czym drugi frez tarczowy jest przestawiany przez elementy przemieszczające przed obróbką drugiego z pary przedmiotów obrabianych.

Frezarka ta dodatkowo zawiera przenoszące ramiona do przenoszenia pierwszego z pary przedmiotów obrabianych od freza tarczowego do drugiego freza tarczowego.

Przenoszące ramię obraca pierwszy z pary przedmiotów obrabianych tak, że frez tarczowy obrabia pierwszą powierzchnię pierwszego z pary przedmiotów obrabianych, a drugi frez tarczowy obrabia przeciwległą powierzchnię pierwszego z pary przedmiotów obrabianych.

Korzystnie frez tarczowy i drugi frez tarczowy zamontowane są po przeciwległych stronach podstawy.

Elementy przemieszczające przesuwają frez tarczowy i drugi frez tarczowy wzdłuż z góry określonych torów równoległych, przy czym na odpowiednim jednym z wyznaczonych torów równoległych znajduje się jeden z pary przedmiotów obrabianych.

Frezarka korzystnie ponadto zawiera tarczowy korpus z osią obrotu, górną powierzchnią i dolną powierzchnią oraz obwód oddalony promieniowo od osi obrotu, płaską powierzchnię położoną przy dolnej powierzchni, przy czym ta płaska powierzchnia stanowi zasadniczo w całości dolną powierzchnię i ma połączenie z obwodem, oraz obwodową powierzchnię znajdującą się na górnej powierzchni, która, określa uniesioną środkową powierzchnię położoną przy osi obrotu i pierścieniowej powierzchni oddalonej promieniowo od osi obrotu w sąsiedztwie obwodu, przy czym pierścieniowa obwodowa powierzchnia znajduje się wyżej niż uniesiona środkowa powierzchnia, oraz obwodowa powierzchnia styka się z członem napędowym, tak że środkowa uniesiona powierzchnia odchylana jest w stronę członu napędowego w postaci łącznika odkształcając powierzchnię płaską, dla utworzenia powierzchni wklęsłej, przeciwległej płaskiej powierzchni, zwiększając sztywność narzędzia.

Frezarka ta korzystnie dodatkowo posiada szereg wgłębień ukształtowanych i rozmieszczonych w poprzek obwodu.

Każde z wgłębień biegnie ukośnie przez obwód względem osi obrotu i każde z wgłębień ma obwodową szerokość wzrastającą w kierunku na zewnątrz od dolnej powierzchni.

Korzystnie każde z wgłębień ma głębokość promieniową wzrastającą w kierunku od dolnej powierzchni.

Frezarka korzystnie zaopatrzona jest dodatkowo w gniazda mieszczące zespół wkładek skrawających i gniazda rozmieszczone są nieregularnie na obwodzie.

Frezarka posiada ponadto mocujące urządzenie przystosowane do zmiany wklęsłości płaskiej powierzchni freza.

We frezarce, według wynalazku wykonujący ruch postępowo zwrotny przenoszący uchwyt zawiera ponadto parę przenoszących ramion przymocowanych do podstawy do przemieszczania przedmiotu obrabianego między stanowiskiem ładowania a stanowiskiem mocowania, przy czym przenoszące ramiona wystają w kierunku przedmiotu obrabianego, oraz co

171 205 najmniej jeden cierny człon sprzęgający zamocowany obrotowo na sworzniu do pary przenoszących ramion dla ciernego sprzęgnięcia przedmiotu obrabianego, przy czym ten co najmniej jeden człon cierny jest ruchomy pomiędzy pozycją otwartą i zamkniętą, a ponadto, że posiada sprężynę, sprzężoną przynajmniej z jednym ciernym członem sprzęgającym, służącą do odchylenia przynajmniej jednego członu ciernego w kierunku położenia zamknięcia, krzywkowy koniec przymocowany do pary chwytających ramion, przy czym ten krzywkowy koniec sprzęga się, co najmniej z jednym ciernym członem sprzęgającym kiedy przedmiot obrabiany znajduje się na stanowisku ładowania dla obrócenia tego członu do pozycji otwarcia, uchwyt zamontowany poniżej jednej z belek do podtrzymywania przedmiotu obrabianego na stanowisku mocowania; oraz mechaniczny układ napędowy połączony z parą belek do opuszczenia tej pary belek w kierunku uchwytu dla podniesienia przedmiotu obrabianego od uchwytu i dla wypierania tego przedmiotu obrabianego ze sprzęgającego członu ciernego, przy czym przedmiot obrabiany ładowany jest na parze belek na stanowisku ładowania, w którym krzywkowy koniec sprzężony jest z co najmniej jednym ciernym członem sprzęgającym dla otwarcia przynajmniej jednego ciernego członu sprzęgającego tak, aby umożliwić załadowanie przedmiotu obrabianego, i przy czym krzywkowy koniec odłącza się od przynajmniej jednego ciernego członu spizęgającego, dla obrócenia tego co najmniej jednego ciernego członu sprzęgającego do przedmiotu obrabianego w celu pewnego unieruchomienia przedmiotu obrabianego na parze belek, gdy para belek transportuje ten przedmiot obrabiany w kierunku od stanowiska ładowania do stanowiska mocowania.

Ten cierny człon sprzęgający zaopatrzony jest w przynajmniej dwa kołki, co najmniej jeden z co najmniej dwóch sworzni jest zamocowany obrotowo z każdą z par w zasadzie równoległych belek.

Ponadto co najmniej jeden cierny człon sprzęgający zawiera co najmniej dwa sworznie, przy czym co najmniej dwa sworznie zamocowane są obrotowo do co najmniej jednej pary belek.

Frezarka ponadto posiada człon sprzęgający przymocowany do uchwytu do sprzęgania co najmniej jednej krawędzi przedmiotu obrabianego i człon ten odchyla co najmniej część przedmiotu obrabianego na z góry określoną odległość w kierunku uchwytu zapewniając dodatkowe usztywnienie przedmiotu obrabianego w wyniku odkształcenia.

Korzystnie uchwyt zaopatrzony jest w co najmniej trzy człony podpierające.

Frezarka ponadto zawiera szereg urządzeń tłumiących podpierających przedmiot obrabiany i każde z szeregu urządzeń tłumiących posiada powierzchnię sprzęgającą, z nałożoną na nią chropowatą warstwą chromowych granulek.

Uchwyt frezarki posiada ponadto otwór utworzony w przedmiocie obrabianym oraz elementy do sprzęgnięcia tego otworu asymetrycznie, przy czym asymetryczny element sprzęgający odchyla co najmniej część przedmiotu obrabianego o z góry określoną odległość zapewniając w przedmiocie obrabianym dodatkowe usztywnienie w wyniku odchylenia przedmiotu obrabianego o tę z góry określoną odległość.

Korzystnie uchwyt zawiera co najmniej trzy podpierające wsporniki.

Asymetryczny element sprzęgający w postaci szczęki i otworu zawiera asymetryczny dwuszczękowy uchwyt, którego szczęki oddalone są od siebie kątowo o mniej niż 180°, przy czym te dwie szczęki zwymiarowane są tak, że mieszczą się w tym otworze.

Ta wspomniana powyżej z góry określona odległość jest mniejsza od założonej tolerancji przedmiotu obrabianego.

Frezarka korzystnie zawiera dodatkowo oporowy wspornik, przymocowany do uchwytu, przy czym asymetryczny element sprzęgający w postaci szczęki i otworu powoduje powstanie wypadkowej siły, która dociska przedmiot obrabiany do tego oporowego wspornika.

Korzystnie frezarka dodatkowo zaopatrzona jest w urządzenie tłumiące, przymocowane do asymetrycznego elementu sprzęgającego.

Mocowany na frezarce przedmiot obrabiany posiada w sobie co najmniej jeden otwór, a uchwyt zawiera ponadto główne wsporniki podpierające przedmiot obrabiany co najmniej w trzech punktach, wtórne wsporniki do podpierania przedmiotu obrabianego, znajdującego się co najmniej między dwoma z trzech punktów, przy czym wtórne wsporniki są podniesione o z góry

171 205 określoną odległość poniżej płaszczyzny, wyznaczonej przez co najmniej te trzy punkty, oraz urządzenie tłumiące znajdujące się obok tych wsporników służące do uchwycenia co najmniej «r-wlTniAtii λΗοΗοπρογι u IoWp Jirhwvt clntarlgio^A/ ci a a Hużnrb

J VU11VJ mi U- v/»ux W.M l«hHVw } «· t«RŁv «-k J 1UVU j W^A IJ »-*«ciA ” J Ł) ''t'- J ‘-w Y ·-> c «-/«ci A szczęk rozsuniętych względem siebie kątowo o mniej niż 180°, przy czym te dwie szczęki zwymiarowane są tak, że mieszczą się w otworze, i te dwie szczęki asymetrycznego uchwytu i elementy sprzęgające odchylają co najmniej część przedmiotu obrabianego na wtórnych wspornikach zwiększając sztywność przedmiotu obrabianego w wyniku odchylenia go o z góry określoną odległość.

Frezarka ta korzystnie dodatkowo zaopatrzona jest w oporowy wspornik, sąsiadujący z uchwytem, przy czym element sprzęgający powoduje powstanie wypadkowej siły, która dociska przedmiot obrabiany do elementu dociskowego.

Element sprzęgający i każda z dwóch szczęk uchwytu zaopatrzona jest w powierzchnię sprzęgającą z nałożoną na nią chropowatą warstwą chromowych granulek, a przedmiot obrabiany zaopatrzony jest w drugi wykonany w nim otwór i uchwyt posiada ponadto drugi uchwyt, zaopatrzony w szereg równo rozstawionych szczęk, które zwymiarowane są tak, że mieszczą się w drugim otworze stabilizując położenie przedmiotu obrabianego względem uchwytu asymetrycznego.

Frezarka ta korzystnie dodatkowo posiada urządzenie tłumiące przymocowane do uchwytu asymetrycznego.

Frezarka według wynalazku posiada ponadto obudowę do obrotowego podparcia wrzeciona względem uchwytu podtrzymującego przedmiot obrabiany, przy czym obudowa ta posiada oś odpowiadającą osi obrotu wrzeciona, obrotowy człon do obrotowego zamocowania obudowy do podstawy, oraz krzywkowy człon zamontowany pomiędzy obudową i podstawą do wprawiania w ruch krzywkowy obudowy względem podstawy, przy czym krzywkowy człon oddalony jest od tego obrotowego członu, a położenie osi obudowy może być regulowane względem przedmiotu obrabianego przez jej przemieszczanie po podstawie dla umożliwienia regulacji dolnego marginesu wrzeciona frezującego.

Ten krzywkowy człon posiada krzywkową powierzchnię, a korzystnie ta krzywkowa powierzchnia stanowi otwór w obudowie.

W korzystnym rozwiązaniu człon krzywkowy stanowi mimośrodowy wał osadzony obrotowo w podstawie.

Podstawa tej frezarki zaopatrzonajest w wał a obrotowy człon stanowi czop, ukształtowany na obudowie, przy czym czop ma możliwość wykonywania ruchu obrotowego na tym wale dla zapewnienia obrotu względnego pomiędzy obudową i podstawą.

Korzystnie uchwyt frezarki posiada ponadto parę chwytających ramion, rozsuniętych na pewną odległość dla utworzenia między nimi szczeliny dla przedmiotu obrabianego, ramiona połączone z parą zestawionych chwytających ramion, przemieszczające tę parę chwytających ramion między położeniem pierwszym i położeniem drugim, zaciskowe ramię, połączone obrotowo z każdym z pary zestawionych ramion chwytających, przy czym zaciskowe ramię ma obrotowo zamocowany sworzeń dla obrotowego zamocowania zaciskowego ramienia do każdego z pary zestawionych chwytających ramion, oraz sprzęgający koniec wykonujący ruch obrotowy wewnątrz szczeliny, służący do sprzężenia z przedmiotem obrabianym, człon sprężysty do odchylania każdego zaciskowego ramienia w szczelinie, zderzak połączony z każdym zaciskowym ramieniem dla ograniczenia wielkości wchodzenia do szczeliny każdego z zaciskowych ramion, tak że elementy zaciskowe odsunięte są o z góry określoną odległość w położeniu rozsunięcia, przy czym ta z góry określona odległość jest mniejsza od odpowiadającej jej szerokości przedmiotu obrabianego, oraz elementy trzymające do utrzymywania każdego z zaciskowych ramion w położeniu wycofania, które to elementy trzymające umożliwiają sekwencyjne wejście do szczeliny pierwszego zaciskowego ramienia i drugiego zaciskowego ramienia, przy czym pierwsze zaciskowe ramię po zwolnieniu go przez element utrzymuj ący przemieszcza się w stronę przedmiotu obrabianego, aż do zetknięcia się zaciskowego ramienia ze zderzakiem, który określa zadane położenie pierwszego zaciskowego ramienia, a po zwolnieniu przez element utrzymujący, drugie zaciskowe ramię przemieszcza się w stronę przedmiotu obra16

171 205 bianego aż do zetknięcia się z nim, przy czym drugie zaciskowe ramię dociska przedmiot obrabiany do pierwszego zaciskowego ramienia dla ustawienia przedmiotu obrabianego w zadanym położeniu do przeniesienia..

Korzystnie elementy przemieszczające zawierają podstawę połączoną z parą zestawionych chwytających ramion, ramię obrotowo zamontowane na podstawie, przy czym na tym ramieniu zamocowana jest para chwytających ramion, oraz obrotowy czop połączony z tym ramieniem dla obracania go między położeniem pierwszym i drugim.

To położenie pierwsze znajduje się na stanowisku ładowania przedmiotu obrabianego, a położenie drugie znajduje się na stanowisku rozładowania przedmiotu obrabianego.

Frezarka korzystnie posiadajedno pierwsze zaciskowe ramię, przymocowane do pierwszego z pary chwytających ramion, oraz dwa drugie zaciskowe ramiona przymocowane do drugiego z pary chwytających ramion.

Dwa drugie zaciskowe ramiona rozsunięte są na pewną odległość, a jedno pierwsze zaciskowe ramię umieszczone jest między dwoma drugimi zaciskowymi ramionami.

Z kolei element przytrzymujący zawiera siłownik połączony z każdym z zaciskowych ramion, przy czym siłownik uaktywniany jest dla utrzymania każdego z zaciskowych ramion w położeniu wycofania i zwalniany dla umożliwienia każdemu z zaciskowych ramion wejścia w szczelinę.

Natomiast istotą sposobu adiabatycznej obróbki skrawaniem przedmiotu obrabianego jest to, że mocuje przedmiot obrabiany w sąsiedztwie narzędzia skrawającego, osłania się narzędzie skrawające dla utworzenia obudowy obwodowej dla narzędzia skrawającego, wytwarza się różnicę ciśnień między obudową obwodową a otoczeniem, oraz skrawa się przedmiot za pomocą narzędzia skrawającego tak, że zasadniczo całe ciepło powstające podczas tej adiabatycznej obróbki skrawaniem przekazywane jest do powstających wiórów; przy czym przedmiot obrabiany ustawia się względem narzędzi skrawających tak, że różnica ciśnień powoduje wytworzenie strumienia płynu, który w zasadzie usuwa wióry z obwodowej obudowy, narzędzia skrawającego i przedmiotu obrabianego, w zasadzie całkowicie zapobiegając przekazywaniu ciepła od wiórów do przedmiotu obrabianego i narzędzia skrawającego, umożliwiając operację adiabatycznej obróbki skrawaniem.

W trakcie skrawania doprowadza się do obracania narzędzia skrawającego z szybkością obwodową co najmniej 50,8 m/s (10.000 stóp na minutę) tak, że każdy z wiórów powstaje w zasadzie w warunkach adiabatycznych.

Korzystnie skrawanie przedmiotu obrabianego przeprowadza się za pomocą wielu wkładek skrawających, z prędkością posuwu 0,2 mm/na wkładkę (0,008 cala na wkładkę) tak, że każdy z wiórów kształtowany jest w zasadzie w warunkach adiabatycznych.

W sposobie według wynalazku wytwarzanie różnicy ciśnień dokonuje się przez wytwarzanie różnicy ciśnień między obwodową obudową i otoczeniem, tak że strumień przepływu jest przepływem powietrza, a operację skrawania prowadzi się na sucho bez cieczy chłodząco-smarującej.

Korzystnie przy skrawaniu podaje się przedmiot obrabiany do narzędzia skrawającego z prędkością przynajmniej 12,7 m/min (500 cali/min).

Z kolei istotą sposobu podtrzymywania przedmiotu obrabianego podczas operacji obróbki skrawaniem, jest to, że podtrzymuje się przedmiot obrabiany w uchwycie, doprowadza się do sprzęgnięcia co najmniej jednej krawędzi przedmiotu obrabianego z co najmniej jednym elementem zaciskowym, oraz powoduje się odchylenie co najmniej części przedmiotu obrabianego na z góry określoną odległość za pomocą przynajmniej jednego elementu zaciskowego i doprowadza się do dodatkowego usztywnienia przedmiotu obrabianego w wyniku tego odchylenia.

Korzystnie podpieranie przedmiotu obrabianego dokonuje się na co najmniej trzech wspornikach.

W sposobie tym powoduje się odchylenie przedmiotu obrabianego mniejsze od założonej tolerancji wykonania przedmiotu obrabianego.

171 205

Ponadto korzystnie dodatkowo do uchwytu montuje się wtórny wspornik oraz powoduje się, że co najmniej jeden z elementów zaciskowych wytwarza siłę wypadkową, która dosuwa przedmiot obrabiany do wspornika, a ponadto ogranicza się wielkość odchylenia do z góry określonej odległości.

W korzystnym sposobie podtrzymywania przedmiotu obrabianego podczas operacji obróbki skrawaniem, mającego w sobie co najmniej jeden otwór, podtrzymuje się przedmiot obrabiany w uchwycie, asymetrycznie sprzęga się g° z tym otworem, tak aby spowodować odchylenia co najmniej części przedmiotu obrabianego o z góry określoną odległość, doprowadzając do dodatkowego usztywnienia przedmiotu obrabianego w wyniku tego odchylenia.

Korzystnie w sposobie tym podparcie przedmiotu obrabianego dokonuje się co najmniej na trzech wspornikach, a ponadto ogranicza się odchylenie przedmiotu obrabianego do z góry określonej odległości.

Korzystnie powoduje się, także że przedmiot obrabiany odchyla się mniej, niż w granicach zadanej tolerancji wykonania przedmiotu obrabianego.

W innym sposobie podtrzymywania przedmiotu obrabianego podczas operacji obróbki skrawaniem, mającego w sobie co najmniej jeden otwór, podtrzymuje się przedmiot obrabiany w uchwycie, doprowadza się do sprzęgnięcia co najmniej jednej krawędzi przedmiotu obrabianego z co najmniej jednym elementem zaciskowym, powoduje się sprzężenie otworu z uchwytem niesymetrycznym zaopatrzonym w co najmniej dwie szczęki rozmieszczone względem siebie pod kątem mniejszym niż 180°, doprowadza się do otwarcia uchwytu asymetrycznego aż do sprzęgnięcia co najmniej dwóch szczęk z przedmiotem obrabianym, powoduje się odchylenie co najmniej części przedmiotu obrabianego na z góry określoną odległość za pomocą przynajmniej dwóch szczęk i przynajmniej jednego elementu zaciskowego, doprowadzając do dodatkowego usztywnienia przedmiotu obrabianego w wyniku jego odchylenia.

Korzystnie podpieranie przedmiotu obrabianego dokonuje się na co najmniej trzech wspornikach, a w etapie odchylania powoduje się odchylenie przedmiotu obrabianego mniejsze od założonej tolerancji wykonania przedmiotu obrabianego.

Zaletą wynalazku jest to, że prędkość skrawania dobierana jest celowo ze względu na poprawę adiabatyczności pracy frezarki przy wyższych prędkościach przemieszczania przedmiotu względem freza. Prędkość i posuw frezarki dostosowane są przede wszystkim do obróbki materiałów nieżelaznych, zwłaszcza odlewów ze stopów aluminium i magnezu. Połączenie bardzo dużej prędkości skrawania i dużej prędkości posuwu zmniejsza zapotrzebowanie mocy jednostkowej około 2 razy względem zapotrzebowania według stanu techniki. Poza tym mniejsze siły skrawające, związane z mniejszym zapotrzebowaniem mocy jednostkowej umożliwiają frezowanie czołowe cienkich, mało sztywnych przedmiotów obrabianych. Frezarka według wynalazku nadaje się również do frezowania płaskich powierzchni z licznymi wybraniami.

Poza tym sposób, w którym wióry przenoszone są po frezowaniu, również sprzyja adiabatyczności pracy frezarki. Układ usuwania wiórów zapobiega zakleszczaniu się wiórów na przedmiocie obrabianym lub frezie, zapobiegając tym samym zwrotnemu przepływowi ciepła do freza lub przedmiotu obrabianego. Skuteczna eliminacja wiórów z obszaru skrawania służy również poprawie trwałości narzędzia. Korzystnym sposobem pracy frezarki jest praca na sucho, to znaczy bez cieczy chłodzących lub smarów. Zgodnie z tym, dodatkową zaletą jest to, że wióry mogą być łatwo reutylizowane bez potrzeby oddzielania ich od cieczy w kosztownym układzie odzyskiwania wiórów. Ponadto brak oparów cieczy chłodzącej lub smaru, i brak substancji odpadowych umożliwia prowadzenie obróbki w sposób korzystny dla środowiska.

Inną ważną zaletą niniejszego wynalazku jest to, że zastosowanie freza o dużej średnicy umożliwia frezarce pracę z bardzo dużymi szybkościami obwodowymi przy zwiększonej sztywności statycznej i skrętnej freza, która sprzyja dokładności i precyzji skrawania przy użyciu diamentowych wkładek skrawających. Konstrukcja freza umożliwia jego udział w usuwaniu wiórów z obszaru skrawania i zapobieganie gromadzenia się wiórów między frezem i przedmiotem obrabianym. Ponadto ustawienie wrzeciona można szybko doregulować w celu zapewnienia odpowiedniego pochylenia freza, zależnie od rodzaju i pożądanych warunków skrawania, to znaczy skrawania zgrubnego lub wykańczającego. Frez można również doregulować w celu

171 205 minimalizacji bicia promieniowego dla poprawienia obróbki wykańczającej powierzchni. Zgodnie z tym, dostosowuje się ustawienie i budowę freza i wrzeciona tak, aby umożliwiła skrawanie całkowicie adiabatyczne.

Wreszcie, sposób mocowania obrabianych przedmiotów względem freza umożliwia precyzyjną obróbkę przedmiotów cienkich, mało sztywnych. Również sposób przenoszenia przedmiotów obrabianych do urządzeń mocujących, i od nich, sprzyja precyzyjnemu pozycjonowaniu i obróbce przedmiotów przy dużej przepustowości w warunkach produkcji.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia frezarkę czołową według korzystnego przykładu wykonania wynalazku, w widoku perspektywicznym, fig. 2 - frezarkę czołową z fig. 1, w widoku z przodu, fig. 3 - frezarkę czołową z fig. 1, w widoku z boku, fig. 4 - frezarkę z fig. 3, w przekroju poprzecznym wzdłuż linii 4-4, fig. 5 - ramię przenoszące do zastosowania z frezarką z fig. 1, w widoku z przodu, fig. 6 - ramię przenoszące z fig. 1, w przekroju poprzecznym wzdłuż linii 6-6 z fig. 5, fig. 7 wrzeciono i frez frezarki czołowej z fig. 3, w przekroju poprzecznym wzdłuż linii 7-7, według korzystnego przykładu wykonania wynalazku fig. 8 - frez z fig. 7 w widoku z góry wzdłuż linii 8-8, fig. 9 - szczegół freza, według korzystnego przykładu wykonania wynalazku, w widoku z przodu, fig. 10 - pręt przemieszczający frezarki z fig. 1, w widoku z góry, fig. 11 - pręt przemieszczający według korzystnego przykładu wykonania wynalazku, w widoku z przodu, fig. 12 - pręt przemieszczający według korzystnego wykonania wynalazku, w przekroju poprzecznym wzdłuż, linii 12-12 z fig. 10, fig. 13 - uchwyt frezarki z fig. 1 według korzystnego przykładu wykonania wynalazku, w widoku z góry, fig. 14 - uchwyt w przekroju poprzecznym wzdłuż linii 14-14 z fig. 13, fig. 15 - wrzeciono w widoku bocznym wzdłuż linii 15-15 z fig. 2, z ukazaniem powierzchni mocowania, a fig. 16 - powierzchnię mocowania wrzeciona według korzystnego przykładu wykonania wynalazku, w przekroju poprzecznym wzdłuż linii 16-16 z fig. 15.

Na fig. 1 - 4 przedstawiono dwuwrzecionową frezarkę czołową 10, w której zainstalowana jest para wrzecion 12a i 2b, po przeciwległych stronach podstawy 14. Podstawa 14 zaopatrzona jest w urządzenia posuwu skokowego (nie przedstawione), na przykład napędzaną silnikiem, śrubę z nakrętką kulkową znaną ze stanu techniki, która popycha równocześnie wrzeciona 2a i 12b ruchem posuwisto-zwrotnym. Wrzeciona 12a i 12b przesuwane są również w kierunku pionowym w dowolny odpowiedni sposób, taki jak np. przy użyciu śruby 15 z nakrętką kulkową napędzanej silnikiem, która przesuwa oba wrzeciona 12a i 12b i część podstawy 14, do której przymocowane są wrzeciona 12a i 12b.

Każde wrzeciono 12a i 12b napędzane jest niezależnie za pomocą silnika 16a i 16b o zmiennej prędkości, typu znanego ze stanu techniki. W korzystnym przykładzie wykonania każdy z silników 16a i 16b ma moc 30 KM i prędkość w przybliżeniu 5000 obr/mm. Jednakże, korzystne jest, aby silniki 16a i 16b pobierały prąd tylko w celu utrzymania prędkości obrotowej wrzecion 12. Zgodnie z tym, w danym momencie tylko jeden z silników 16a lub 16b pobiera prąd wystarczający do obróbki w danej chwili, to znaczy każdy z silników 16a i 16b pobiera prąd wystarczający do utrzymania jego prędkości obrotowej podczas obróbki przedmiotu obrabianego 20 za pośrednictwem odpowiedniego wrzeciona 12a lub 12b, pozwalając na synchronizację wrzecion 12a i 12b w celu przełączenia między operacją obróbki a położeniem spoczynkowym. Na przykład, jeśli pierwsze wrzeciono 12ajest napędzane przez swój silnik 16a dla wykonania skrawania przedmiotu obrabianego 20, to drugie wrzeciono 12b porusza się również w tym samym kierunku, lecz ruchem jałowym pod działaniem własnej bezwładności i jest w położeniu właściwym do następnego przejścia obróbczego. Każde z wrzecion 12a i 12b zaopatrzone jest w konstrukcję wsporczą 18a, 18b, na której wsparty jest przedmiot obrabiany 20, przenoszony kolejno do i od frezujących bloków 22a i 22b, odpowiadających dwom wrzecionom 12a i 12b. W korzystnym przykładzie wykonania przedmioty obrabiane 20 przenoszone są po każdej stronie frezarki 10, w grupach po trzy, w celu zwiększenia wydajności wrzeciona 12 podczas obróbki, przy minimalizacji, czasu potrzebnego do przedstawienia drugiego wrzeciona 12. Poza tym, między konstrukcjami wsporczymi 18a i 18b znajduje się ramię 24 służące do przenoszenia między nimi, przedmiotów obrabianych 20 ułożonych w grupach po

171 205 trzy przedmioty w każdej grupie. Po obróbce przez ainewszy frezujący blok 22a grupy przedmiotów obrabianych 20 po jednej z dwóch stron każdego z przedmiotów obrabianych 20, ramię 24 obraca przedmioty obrabiane 20 o 180° i przenosi na następną konstrukcję wsporczą 18b, odsłaniając drugi bok każdego z aroedmietów obrabianych 20 w celu aronaeowadoenia skrawania przez drugi frezujący blok 22b. W konsekwencji, przedmiot obrabiany 20 porusza się wokół frezarki 10 po torze w kształcie litery U. Najpierw jeden zestaw przedmiotów obrabianych 20 przenoszony jest wzdłuż pierwszej konstrukcji wsporczej 18a do ainrwsoege skrawającego bloku 22a, (to znaczy w dół górnej połówki pierwszego ramienia litery U) i mocowany za pomocą pierwszego zespołu uchwytów 28a (które opisano bardziej szczegółowo poniżej) w celu wykonania pierwszego przejścia skrawającego ainewsznge bloku przedmiotu obrabianego 20. Równocześnie druga geua^a przedmiotów obrabianych 20 obrabiana jest aeoez drugi frezujący blok 22 (w drugim ramieniu litery U). Podczas przejścia obróbczego pierwszego wrzeciona 12a ( w kierunku tam, lub z powrotem), drugie wrzeciono 12b porusza się w tym samym kierunku co pierwsze wrzeciono 12a, w celu ustawienia się w położeniu skrawania przy swoim następnym przejściu. Następnie po skrawaniu pierwszej grupy przedmiotów obrabianych 20 przez pieewsoe wroeciofe 12a przenoszone są one dalej w dół pierwszej konstrukcji wsporczej ^przy obrocie ramienia 24 na drugą konstrukcję wsporczą 18b (to znaczy wzdłuż podstawy litery U) i przetransaoriowywane na drugą konstrukcję wsporczą 18b (to znaczy w górę dolnej połówki litery U) do drugiego zespołu uchwytów 28b, gdzie następuje ponowne mocowanie arond skrawaniem arzeo drugi frezujący blok 22b. Podczas obróbki przedmiotu obrabiającego 20 przno drugie wrzeciono 12b, pierwsze wrzeciono 12a jest przedstawiane do obróbki następnego przedmiotu obrabianego 20 (oba są przesuwane w kierunku przeciwległym do kierunku ruchu roboczego pierwszego wrzeciona , 12a i przedstawionego przejścia drugiego wrzeciona 12b). Podczas trwania powyższego procesu napęd kierowany jest albo do wrzeciona 12a, albo do wrzeciona 12b, zależnie od tego, które dokonuje obróbki przedmiotu obrabianego 20, a wrzeciona 12a lub 12b obracają się prawie swobodnie, co zmniejsza pobieraną moc przno frezarkę 10. Według powyższego sposobu odbywa się obróbka obu stron przedmiotu obrabianego 20. W korzystnym przykładzie wykonania, kiedy wymagane są oddzielnie przejścia dla obróbki zgrubnej i wykańczającej można umieszczać obok siebie dwie frezarki 10, z których pierwsza wykorzystywana jest do skrawania zgrubnego, natomiast druga wykonuje ostateczną obróbkę wykańczającą tego samego przedmiotu obrabianego 20.

Na fig. 1 oraz fig. 10-12, konstrukcje wsporcze 18a i 18b podtrzymują przesuwnie przemieszczające pręty, odpowiednio, 26a i 26b, za pomocą których aeoeąmioty obrabiane 20 przenoszone są w kierunku tam i z powrotem względem frezujących bloków 22a i 22b. W zasadzie przemieszczające pręty 26a i 26b stanowią parę belek 120, które oddalone są od siebie na odległość mniejszą od długości przedmiotu obrabianego 20, tak, aby możliwe było podtrzymywanie przedmiotu obrabianego 20 na całej jego długości. Każda z belek 120 ma, w zasadzie, wysokość większą od szerokości. Długości belek 120 równe są w przybliżeniu połowie długości konstrukcji wsporczej 18a i 18b, umożliwiając ruch postępowo-zwrotny przemieszczających prętów 26 wzdłuż ich długości, za pomocą odpowiedniego urządzenia posuwowego 122 (patrz fig. 4) zamontowanego na konstrukcji wsporczej 18. Każdy z przemieszczających prętów 26a i 26b przesuwany jest między stanowiskiem ładowania 124a i 124b, a stanowiskiem rozładowania 148a i 148b, poniżej ich poszczególnych frezujących bloków 22a i 22b.

Jak to najlepiej widać na fig. 10, dla każdego z przedmiotów obrabianych 20 stosuje się parę blokujących ramion 130 przymocowanych do górnej krawędzi każdej z belek 120, najej końcu odpowiadającym stanowisku ładowania 124. Każde z blokujących ramion 130 ustawione jest długością w zasadzie równolegle do odpowiadającej mu belki 20. Blokujące ramiona 130, umieszczone są na belkach 120, dla umieszczenia czterech narożników 128 zewnętrznego obrzeża każdego z przedmiotów obrabianych 20. Każde z blokujących ramion 130 zamocowane jest obrotowo na odpowiadającej mu belce 120 za pomocą sworznia 140 pomiędzy oporowym końcem 132 i krzywkowym końcem 134 blokującego ramienia 130. Krzywkowy koniec 134 posiada szczelinę 136 ukształtowaną w blokującym ramieniu 130, która ogranicza ruch obrotowy blokującego ramienia 130 przy jego współpracy ze sworzniem 138 wystającym

171 205 do góry z belki 120. Na krzywkowym końcu 134 zamontowana jest również sprężyna \41 lub inny element odchylający, który odchyla krzywkowy koniec 134 w kierunku na zewnątrz od belki 120 w celu odchylenia oporowego końca 132 w kierunku do wewnątrz odpowiedniego narożnika 128 przedmiotu obrabianego 20. Jak to pokazano, każdy narożnik 128 przedmiotu obrabianego 20 jest, korzystnie ukształtowany z łukowym wgłębieniem dla współpracy z odpowiednim promieniowym konturem oporowego końca 132.

Na każdym stanowisku ładowania 124a i 124b, po zewnętrznej stronie każdej belki 120, umieszczona jest para pionowych kolumn 126, odpowiadająca każdej z par blokujących ramion 130. Kolumny 126 umieszczone są względem odpowiadających im belek 120 tak, aby ich położenia odpowiadały położeniom par blokujących ramion 130 podczas ustawiania przemieszczających prętów 26 przy stanowisku ładowania 124, za pomocą urządzenia posuwowego 122. Każda z kolumn 126 posiada boczne ramię 144, które wystaje dostatecznie w kierunku do wewnątrz, dla współpracy z krzywkowym końcem 134 odpowiedniego jednego z ramion blokujących 130, gdy belki 120 znajdują się przy stanowisku ładowania 124. Boczne ramiona 144 dociskają krzywkowy koniec 134 każdego blokującego ramienia 130 w kierunku do środka, który napiera na oporowy koniec 132 w kierunku na zewnątrz w celu oddzielenia narożnika 128 od przedmiotu obrabianego 20 przy pozostawaniu przemieszczających prętów 26 przy stanowisku ładowania 124.

W trakcie operacji, najpierw na platformę 34, za pomocą odpowiedniego urządzenia podnoszącego (nie pokazanego), ładuje się zestaw przedmiotów obrabianych 20. Przemieszczające pręty 26 unoszone są następnie za pomocą podnoszącego urządzenia 121 na stanowisku 124, w celu uniesienia przedmiotów obrabianych 20 z platformy 34. Przemieszczające pręty 26 następnie przemieszczają się wzdłuż konstrukcji wsporczej 18 w kierunku frezującego bloku 22. Po opuszczeniu przez przemieszczające pręty 26 stanowiska ładowania 124, boczne ramiona 144 rozłączają swoje krzywkowe końce 134 od blokujących ramion 130, umożliwiając sprzęgnięcie oporowych końców 132 każdego z blokujących ramion 130 z odpowiednim narożnikiem 128 przedmiotu obrabianego 20, tym samym cierne uruchomienie każdego z przedmiotów obrabianych 20 na przemieszczających prętach 26. Po umieszczeniu pod frezującym blokiem 22, konstrukcja wsporcza 18 i przemieszczające pręty 26 opuszczane są na uchwyt 28 (opisany poniżej) za pomocą odpowiedniego urządzenia podnoszącego, w celu wymuszonego odłączenia przedmiotu obrabianego 20 od blokujących ramion 130 i zamocowania przedmiotu obrabianego 20 w uchwycie 28. Następnie, gdy konstrukcja wsporcza 18 pozostaje nadal w swoim dolnym położeniu przemieszczające pręty 26 przesuwane są z powrotem do stanowiska ładowania 124 w celu podniesienia następnego zestawu przedmiotów obrabianych 20.

Po zakończeniu operacji skrawania przez frezujący blok 22 przedmioty obrabiane 20 wyjmowane są ponownie z uchwytu 28 przez tylną część 146 przemieszczających prętów 26, znajdującą się na końcu prętów przemieszczających, w położeniu przeciwległym do blokujących ramion 130. Przedmioty obrabiane 20 przemieszczane są następnie do stanowiska rozładowania 148 konstrukcji wsporczej 18, gdzie chwytane są przez przenoszące ramię 24. Ramię 24, jak to pokazano na fig. 5 i 6, posiada odpowiednią podstawę 150, względem której przenoszące ramię 24 obraca się między pierwszą konstrukcją wsporczą 18a i drugą konstrukcją wsporczą 18b, Główną funkcją przenoszącego ramienia 24 jest obracanie przedmiotu obrabianego· 20 tak, aby operacja skrawania mogła być wykonywana na jego obu przeciwległych powierzchniach.

Jest jednak niezbędne, aby przedmioty obrabiane 20 były podnoszone, i umieszczane z jednej strony frezarki 10 na drugą stronę tak, aby przemieszczające pręty 26b odpowiadające konstrukcji wsporczej 18b mogły chwycić przedmiot obrabiany 20 swoimi odpowiednimi blokującymi ramionami 130.

W tym celu przenoszące ramię 24 zaopatrzone jest w parę równoległych chwytających ramion 152 odpowiadających każdemu z przenoszonych przedmiotów obrabianych 20. Chwytające ramiona 152 rozciągają się równolegle względem siebie ,od końca przenoszącego ramienia 24, jak to widać na fig. 6. Każda sąsiednia para chwytających, ramion. 152 jest odsunięta tak, ze tworzy szczelinę 170, której szerokość jest wystarczająca'do pomieszczenia przedmiotu obrabianego 20. Każde z chwytających ramion 152 posiada przynajmniej

171 205 jedno zaciskowe ramię 154. W korzystnym przykładzie wykonania, pierwsze chwytające ramię 152 posiada jedno zaciskowe ramię 154a, natomiast drugie chwytające ramię 152b ma dwa rozstawione zaciskowe ramiona 154b i 154c, jak to pokazano na rysunku. W wyniku tego, przedmiot obrabiany 20 chwytany jest w trzech punktach, które stabilizują położenie przedmiotu obrabianego 20 podczas jego przenoszenia między konstrukcjami wsporczymi 18a i 18b.

Każde z ramion zaciskowych 154 zamocowane jest obrotowo wewnątrz przestrzeni 168 jego chwytającego ramienia 152, za pomocą obrotowego sworznia 157. Każde z zaciskowych ramion 154 ma sprzęgający koniec 158 i popychający koniec 160, znajdujące się po przeciwległych stronach sworznia 156. Zgodnie z tym, sprzęgający koniec 158 ma możliwość wycofania się do przestrzeni 168 podczas zmiany położenia ramienia 24, i wejścia w szczelinę 170, między chwytającymi ramionami 152, w celu zetknięcia się z przedmiotem obrabianym 20. Sprężyna skrętna 154 odchyla zaciskowe ramię 154 wsuwając je w szczelinę 170, w celu sprzęgnięcia z przedmiotem obrabianym 20, przy czym zapewnione jest odpowiednie urządzenie posuwowe 166, takie jak, na przykład, siłownik hydrauliczny lub pneumatyczny, do popychania zaciskowego ramienia 154 w celu jego wycofania do przestrzeni 168, i tym samym odsunięcia od przedmiotu obrabianego 20. Droga zaciskowego ramienia 154 w szczelinie 170 ograniczona jest zderzakiem 162 znajdującym się w przestrzeni 168, w sąsiedztwie popychającego końca 160 zaciskowego ramienia 154.

Przy pracy przenoszącego ramienia 24, przedmioty obrabiane 20 przenoszone, są po obróbce za pomocą przemieszczających prętów 26 do przenoszącego ramienia 24. Przemieszczające pręty 26 wyrównują położenie przedmiotu obrabianego 20 względem odpowiednich chwytających ramion 152, tak że każdy z przedmiotów obrabianych 20 zostaje osadzony wewnątrz odpowiedniej szczeliny 170, po powrocie ramienia 24 do swojego położenia. Następnie przenoszące ramię 24 obracane jest na swej podstawie 150 dla zetknięcia się z przedmiotem obrabianym 20. Kiedy chwytające ramiona 152 znajdują się po obu stronach przedmiotu obrabianego 20, zaciskowe ramię 154a pierwszego chwytającego ramienia 152a ma możliwość wejścia ruchem obrotowym do wnętrza szczeliny 170. Zderzak 172 odpowiednio ogranicza obrót zaciskowego ramienia 154a, tak że zaciskowe ramię 154a nie uderza intensywnie w przedmiot obrabiany 20, co w przeciwnym przypadku mogłoby spowodować przekrzywienie położenia przedmiotu obrabianego 20 względem przenoszącego ramienia 24, a zatem i prętów 26b drugiej konstrukcji wsporczej 18b. Zaciskowe ramię 154a służy za punkt odniesienia przy ustalaniu przedmiotu obrabianego 20 względem przenoszącego ramienia 24, drugiego chwytającego ramienia 152b i przemieszczających prętów 26b. Następnie drugie i trzecie zaciskowe ramię 154b i 154c mają możliwość wejścia ruchem obrotowym w szczeliny 170 i zaciśnięcia przedmiotu obrabianego 20, do pierwszego ramienia zaciskowego 154a. Sprężyny skrętne 164 zapewniają odpowiednie odchylenie do zamocowania każdego przedmiotu obrabianego 20 podczas jego obracania za pomocą przenoszącego ramienia 26, do położenia odpowiadającego drugiej parze przemieszczających prętów 26b. Po osadzeniu na drugiej parze przemieszczających prętów 26, proces się powtarza, począwszy od przenoszenia przedmiotów obrabianych 20 do drugiego frezującego bloku 22b.

Jak wspomniano powyżej, frezarka czołowa 10 według wynalazku posiada wrzeciona 12, które zamontowane są na podstawie 14. Jak to widać najlepiej na lig. 7, każde z wrzecion 12 zaopatrzone jest w obudowę 30, w której wrzeciono osadzone jest obrotowo, powyżej odpowiadającego mu uchwytu 28. Na dolnym końcu każdego wrzeciona 12 zainstalowany jest jeden z wspomnianych powyżej frezujących bloków 22. Frezujące bloki 22 ustawione są zasadniczo prostopadle do osi obrotu wrzeciona 12 i zasadniczo równolegle do zamocowanych przedmiotów obrabianych 20.

Na fig. 15 i 16 każda z obudów 30 ma mocującą powierzchnię 60, która opiera się o część podstawy 14, i przeznaczona jest do poruszania się w pionie wraz z wrzecionem 12. Na obwodzie mocującej powierzchni 60 znajduje się szereg otworów 68, przez które, za pomocą lekko podwymiarowych śrub 70 można zamocować wrzeciono 12 do podstawy 14. Na górnej połowie mocującej powierzchni 60, na pionowej osi symetrii, znajduje się otwór 62, w którym zainstalowany jest utwardzony czop 64. Czop 64 zwymiarowany jest tak, że mieści wał 66 wystający

171 205 z podstawy 14, za pomocą którego obudowa 30 jest wsparta na podstawie 14. Czop 64 i wał 66 umożliwiają ruch obrotowy pomiędzy wrzecionem 12 i podstawą 14 przy dostatecznym poluzowaniu śrub 70.

Na obwodzie mocującej powierzchni 60 znajduje się otwór 72 służący jako powierzchnia krzywkowa dla wału mimośrodowego, obrotowo osadzonego w podstawie 14. Prostopadle do mimośrodowego wału 74 osadzona jest dźwignia 76, za pomocą której może być obracany mimośrodowy wał 74. Dźwignia 76 może być albo uruchamiana ręcznie albo przez odpowiednie urządzenie, na przykład, przedstawiony siłownik hydrauliczny 75 Przy obrocie mimośrodowego wału 74 oddziałuje on krzywkowo na otwór 72 powodując kontrolowany ruch obrotowy obudowy 30 wokół wału 66. Promieniowy odstęp otworu 72 od czopa 64 umożliwia kątowe dopasowania położenia wrzeciona 12 względem przedmiotu obrabianego 20. Odpowiednio do tego należy zapewnić potrzebny margines dolny frezującego bloku 22, to znaczy stopień, w jakim płaszczyzna obrotu tego bloku różni się od płaszczyzny przedmiotu 20, w celu umknięcia uderzenia tylnej krawędzi frezującego bloku 22 o przedmiot obrabiany 20, lub powstawania poprzecznych zadrapań na obrabianej powierzchni, co w obu przypadkach drastycznie zmniejsza trwałość narzędzia. Margines dolny powinien być regulowany selektywnie w celu dostosowania do konkretnej operacji skrawania, na przykład, skrawania zgrubnego lub skrawania wykańczającego. W korzystnym przykładzie wykonania margines ten dla skrawania zgrubnego wynosi około 0,0635 mm (0,0025 cala), natomiast dla skrawania wykańczającego około 0,0127 mm (0,0005 cala). Takie ustawienia można łatwo osiągnąć prowadzeniem wału mimośrodowego 74 w otworze 72.

Ponadto, przy automatyzowaniu regulacji wrzeciona 12 za pomocą takiego urządzenia, jak siłownik hydrauliczny 75, wrzeciono 12 może być obracane względem obrabiarki w dwóch kierunkach. W innym przykładzie wykonania wynalazku z zastosowaniem tego sposobu wrzeciono 12 może być ustawione tak, aby zapewnić margines 0,0635 mm (0,0025 cala), przy przechodzeniu przedmiotu obrabianego 20 przez frezujący blok 22 w jednym kierunku, w celu wykonania skrawania zgrubnego; następnie wrzeciono 12 może być obrócone za pomocą mimośrodowego wału 74, dla zapewnienia marginesu 0,0127 mm (0,0005 cala), w kierunku przeciwnym, dla wykonania skrawania wykańczającego przedmiotu obrabianego 20. Taki układ może, w wielu przypadkach, dzięki zapewnieniu możliwości skrawania w dwóch kierunkach, eliminować potrzebę ustawiania dwóch oddzielnych frezarek 10, z których każda przeznaczona jest albo do operacji zgrubnych, albo do wykańczających.

Na fig. 7 każde wrzeciono 12 podtrzymywane jest łożyskami 32, których obciążenia wstępne zapewniają odpowiednie podtrzymywanie wrzeciona 12 przy pracy z prędkościami do około 4000 obrotów na minutę. Każde wrzeciono 12 napędzane jest za pośrednictwem sprzęgła 36 przez przyporządkowany mu silnik 16. Dolny koniec każdego wrzeciona 12 wychodzi na zewnątrz swojej obudowy 30 i kończy się we frezującym bloku 22. Każdy frezujący blok 22 zawiera pierścieniowy łącznik 38, mocujące urządzenie 40 i frez 42. Łącznik 38 zainstalowany jest bezpośrednio na wrzecionie 12 za pomocą szeregu śrub 41, natomiast frez 42 przymocowany jest do łącznika 38 za pomocą mocującego urządzenia 40. Mocujące urządzenie 40, korzystnie, działa na zasadzie blokowania kulkowego (me pokazane) zmniejszającego siłę potrzebną do uruchamiania mocującego urządzenia 40.

Zastosowanie takiego rodzaju urządzenia mocującego ma dwie dodatkowe zalety w stosunku do konwencjonalnego sposobu z zastosowaniem śrub mocujących i klinowania freza 42 na wrzecionie 12. Po pierwsze, tego rodzaju mocujące urządzenie 40 zapewnia dokładne zamocowanie osiowe freza 42 względem wrzeciona 12. Po drugie, mocujące urządzenie 40 umożliwia nieograniczone ustawianie promieniowe freza 42 względem łącznika 38. Tego rodzaju ustawienie umożliwia zmniejszenie ogólnego bicia osiowego freza 42 względem przedmiotu obrabianego 20 przez dobranie obszaru o maksymalnym biciu na łączniku 38 z dolnym obszarem bicia osiowego freza 42. Przy takim postępowaniu, bicia obu obszarów częściowo się znoszą, zmniejszając w ten sposób nierówność powstałej powierzchni przedmiotu obrabianego. Z zastosowaniem tego sposobu uzyskano falistość poniżej 0,0127 mm (0,0005 cala). Jest to znaczna korzyść nie tylko pod względem jakości powierzchni, lecz również przedłużenia

171 205 trwałości narzędzia, ponieważ falistość obrobionej powierzchni jest zwykle kryterium stanowiącym o wymianie wkładek freza

- J J

Jak to pokazano na fig. 7 i 8, frez 42 jest w zasadzie tarczowy. Frez 42 ma pewną liczbę wkładek skrawających 54 zamocowanych w szeregu gniazdach 56 utworzonych na obwodzie 43 freza. Korzystne jest, jeżeli średnica rozmieszczenia wkładek skrawających 54 we frezie wynosi około 508 mm (20 cali). Zgodnie z tym, przy prędkości obrotowej 2800 obrotów na minutę szybkość obwodowa wkładek 54 wynosi 74,48 m/s (14660 sfm). Kształt pełnej tarczy freza 42 różni go od frezów znanych ze stanu techniki, które są zwykle ukształtowane pierścieniowo dla zapewnienia prześwitu między frezem i przedmiotem obrabianym, dla zmniejszenia ciężaru i dla ułatwienia obsługi. Jednak według idei niniejszego wynalazku, kształt freza 42 w postaci pełnej tarczy zapewnia płaską dolną powierzchnię 46, która podczas obróbki znajduje się w prześwicie w przybliżeniu 0,762 mm (0,030 cala) od przedmiotu obrabianego. Ten minimalny prześwit zapobiega gromadzeniu się wiórów w wybraniu freza 42, co w przeciwnym przypadku mogłoby spowodować nierównowagę i drgania freza 42, oraz zapobiega wyrwaniu przedmiotu z uchwytu 28 przy pojawieniu się nieprawidłowości mocowania. Kształt pełnej tarczy zapewnia również pewną dodatkową masę bezwładnościową, sprzyjającą podtrzymywaniu bezwładnego ruchu freza 42 i wrzeciona 12 podczas zmiany położenia.

Poza powierzchnią dolną 46, frez 42 ograniczony jest również przez cylindryczny obwód 43, powierzchnię górną 48 i środkowy otwór 44. Mocująca powierzchnia 40 zamocowana jest wewnątrz środkowego otworu 44 tak, że sięga do poziomu dolnej powierzchni 46 freza 42. Mocujące urządzenie 40 opiera się o wystające promieniowo ramię 55 w otworze 44, tak ze przy zamontowaniu i dokręceniu mocującego urządzenia 40 do łącznika 38, dociska frez 42 do łącznika 38. Górna powierzchnia 48 freza 42 posiada uniesioną środkową powierzchnię 50 wokół otworu 44 i obwodową uniesioną powierzchnię 52 na obwodzie 43. Korzystne jest, jeżeli podniesienie obwodowej powierzchni 52 wynosi około 0,0508 mm (0,002 cala) powyżej środkowej uniesionej powierzchni 50.

Odpowiednio do tego, po dokręceniu mocującego urządzenia 40, obwodowa uniesiona powierzchnia 52 styka się najpierw z zewnętrznym obwodem łącznika 38. Następnie, dalsze dokręcanie mocującego urządzenia 40 powoduje odkształcenie freza 42 aż do momentu, kiedy środkowa uniesiona powierzchnia 50 również oprze się o łącznik 38. W wyniku tego dolna powierzchnia 46 freza 42 ma wklęsłość około 0,0508 mm (0,002 cala). Przez takie odkształcenie freza 42 powoduje się wystąpienie znacznego wzrostu sztywności freza 42 w stosunku do jego masy, co umożliwia szybkie frezowanie płaszczyzn ze znacznymi przerwaniami powierzchni, takimi jak kanały utworzone w płytach przekładni samochodowej. Poza tym obwodowo uniesiona powierzchnia 52 służy za cierną powierzchnię napędową freza 42, bez wywierania specjalnych obciążeń skrętnych na mocujące urządzenie 40, podczas pracy freza 42.

Sposób, w który frez 42 zainstalowany jest na łączniku 38, daje dodatkowe zwiększenie możliwości dostosowywania freza 42 do wykonywania obróbki zgrubnej i wykańczającej w tym samym przejściu przedmiotu obrabianego 20. Jednak średnica freza 42 musi być wystarczająca, aby przedmiot obrabiany 20 mieścił się wewnątrz średnicy wyznaczonej przez wkładki skrawające 54. Poza tym wkładki skrawające 54 muszą być zaopatrzone zarówno w zewnętrzne, albo w wewnętrzne promieniowe krawędzie skrawające. Przykładowo, zewnętrzna promieniowa krawędź skrawająca może być dostosowana do obróbki zgrubnej, natomiast wewnętrzna krawędź skrawająca - do obróbki wykańczającej. W stanie bez występowania naprężeń, frez 42 może być ustawiany tak, aby wkładki skrawające 54 miały wewnętrzne krawędzie skrawające skierowane w kierunku przedmiotu obrabianego 20. Przy tym mocujące urządzenie 40 musi być dostosowane do regulacji podczas ruchu obrotowego freza 42.

Przy stosowaniu tego sposobu frez 42 odchylany jest za pomocą urządzenia mocującego 40 osiowo, o pewną zadaną z góry wielkość względem łącznika 38, przed zetknięciem się z przedmiotem obrabianym 20. Odległość osiową dobiera się tak, aby nastąpiło zarówno odchylenie freza 42 wystarczające do zwiększenia sztywności, jak i zmiana ustawienia wkładek skrawających 54 tak, aby podczas obróbki zgrubnej przedmiotu obrabianego 20 tworzyły się zewnętrzne promieniowe krawędzie skrawające. Po obróbce przednią krawędzią freza 42

171 205 przedmiotu obrabianego 20 i przy centralnym ustawieniu przedmiotu 20 pod frezem 42, i niepoddawaniu go obróbce przez żadną z wkładek skrawających 54, doregulowuje się mocujące

J-.-,-!,, Af\ «„1,, i «In r-mO i λ Α·οσπ 40 rtmi nn'zrxctQunpnłn

Ul Zc£UZCniC *4v w tem LUUllCjtUia ^loOLUllWlua lU/Łtt p ipj ^unuv^v.3iiam pv4j^lu»»lviu U dostatecznej sztywności freza 42. Jednak odkształcenie freza 42 jest wystarczające do odwrócenia położenia wkładek skrawających 54 tak, że w stronę przedmiotu obrabianego 20 skierowane zostają ich promieniowo ustawione wewnętrzne krawędzie skrawające, w celu prowadzenia obróbki wykańczającej. W wyniku tego możliwe jest dokonanie zarówno obróbki zgrubnej, jak i wykańczającej przedmiotu obrabianego, w pojedynczym przejściu freza 42.

Ta możliwość może być pożądana, łącznie z obrotowym wrzecionem 12 dla zapewnienia dalszej możliwości efektywnej zmiany geometrii wkładek lub prześwitów w celu odpowiedniego wpływania na właściwości wykończenia powierzchni.

Jak to najlepiej widać na fig. 8, wkładki skrawające 54 są rozstawione nieregularnie na obwodzie 43 freza 42 w sposób niepowtarzalny, tak aby podczas pracy freza 42 powstawał w przybliżeniu biały szum i aby uniknąć wpływu wibracji przy jednej częstotliwości. Poza tym wkładki skrawające 54 wsunięte są w odpowiadające im poszczególne gniazda 56 na określoną głębokość w stronę środka freza. Głębokość, na którą wsunięta jest każda z wkładek skrawających 54 jest odwrotnie proporcjonalna do odległości między wkładką skrawającą 54 i wkładką skrawającą 54, która poprzedza ją podczas operacji skrawania. W wyniku tego, zwiększenie ilości materiału usuwanego z przedmiotu obrabianego 20, które mogłoby nastąpić wskutek większej odległości wkładki skrawającej 54 od wkładki ją poprzedzającej kompensowane jest przez cofnięcie wkładki skrawającej 54 w celu zmniejszeniajej głębokości skrawania przedmiotu obrabianego 20. Odpowiednio do tego, równomierne jest zasadniczo obciążenie wióra, co daje bardziej równomierne zużycie narzędzia i przedłuża jego trwałość. Poza tym powstają bardziej równomierne obciążenia skrętne przy kolejnych zetknięciach się wkładek skrawających z przedmiotem obrabianym 20.

Jak to widać na fig. 9, w sąsiedztwie każdej wkładki skrawającej 54 znajduje się wgłębienie 58 ukształtowane na obwodzie 43 freza 42. Zwykle wgłębienia 58 zapewniają pewną ograniczoną wolną przestrzeń w sąsiedztwie wkładki skrawającej 54, w którą mogą wpadać wióry opuszczając wkładkę 54. W odróżnieniu od tego, według niniejszego wynalazku te wgłębienia 58 przechodzą wzdłuż całej szerokości freza 42 i prowadzą wióry w kierunku ku górze, poza przedmiot obrabiany 20. Patrząc z boku freza 42, głębokość promieniowa każdego z wgłębień 58 wzrasta w kierunku ku górze powierzchni 48 freza 42. Patrząc z góry, jak to pokazano na fig. 8, głębokość promieniowa każdego z wgłębień 58 również wzrasta w kierunku ku górze powierzchni 48 freza 42. Zatem, gdy frez 42 obraca się z dużą prędkością obrotową, ma mniejsze zapobieganie przed wstecznym ciśnieniem za wgłębieniem 58. Ponadto stwierdzono, że powstaje różnica ciśnień między górną powierzchnią 48 i dolną powierzchnią 46 freza 42, sprzyjając dalszemu przenoszeniu wiórów od przedmiotu obrabianego 20 w stronę górnej powierzchni 48 freza 42.

Przedstawione na fig. 9 wkładki skrawające 54 mają, korzystnie, kwadratowy korpus z węglika wolframu z wlutowanym we wgłębieniu na jednym narożniku korpusu, elementem warstwowym z polikrystalicznego diamentu (PCD)/węglika wolframu. Taka konstrukcja znana jest ogólnie ze stanu techniki. Wkładki 54 są również wykonane jako lekko klinowe, w celu zwiększenia siły zaciskania tych wkładek przy oddziaływaniu na nie siły odśrodkowej podczas wykonywania obrotów z dużą prędkością.

Ze stanu techniki znany jest fakt, że korzystne jest stosowanie diamentowych materiałów skrawających do obróbki aluminium i jego stopów, ze względu na wytrzymałość termiczną i małą tendencję do zlepiania się i zacierania aluminium podczas obróbki, co jest typowe dla stali narzędziowych i węglików. Tradycyjnie, przemysł narzędziowy nie zaleca stosowania diamentowych materiałów skrawających przy prędkości skrawania powyżej 12,7 m/s (2500 sfm), ze względu na ich kruchość. Jednak zwiększona sztywność freza 42 w połączeniu z możliwością dokładnej regulacji marginesu dolnego freza z wrzecionem 12, pozwala na wykorzystywanie frezarki 10 według wynalazku z wkładkami diamentowymi, które w stanie techniki nie sprawdzały się ze względu na ich krótką trwałość.

171 205

Jak to przedstawiono w przypadku skrawania wykańczającego, diamentowe wkładki skrawające 54 mają dodatnie, promieniowe i osiowe, kąty natarcia, wynoszące 5°. W odróżnieniu od tego, przy obróbce zgrubnej korzystne jest jeśli wkładki diamentowe mają ujemne promieniowe i osiowe kąty natarcia, wynoszące około 5°. Poza tym, od rodzaju skrawania zależy tez promień narożny wkładek skrawających 54. Korzystne jest, jeżeli wkładki do skrawania zgrubnego mają promień 1,524 mm (0,060 cala), natomiast wkładki do skrawania wykańczającego promień 0,127 mm (0,005 cala). Kąt przyłożenia wkładek skrawających 54 dla obu rodzajów skrawania wynosi korzystnie 14°.

Jak wspomniano powyżej, odstępy między wkładkami skrawającymi 54 są niepowtarzalne. W celu sprawdzenia możliwości prowadzenia obróbki wykańczającej dla danej geometrii wkładek osiąganej przy tym rozmieszczeniu wkładek na obwodzie 43 freza 42, prowadzone są obecnie badania praktyczne w warunkach przemysłowych, przy czym wszystkie wkładki zaopatrzone są w numery wraz z odpowiadającymi im kieszeniami 56. Przy tym sprawność każdej numerowanej wkładki skrawającej 54 sprawdzana jest przez ocenę jakości powstałej powierzchni przedmiotu obrabianego i rejestrację liczby przedmiotów obrobionych za pomocą danego zestawu wkładek skrawających 54. Przy wymianie wkładek skrawających 54 ocenia się ich stan. Znając miejsce, w którym znajdowała się każda z wkładek skrawających 54 we frezie 42, można dokonać analizy statystycznej jakości powierzchni elementu obrabianego, łącznie ze skłonnościami do wytwarzania falistości tych powierzchni. Do chwili obecnej osiągnięto wartość 140.000 sztuk przedmiotu obrabianego nazespół wkładek skrawających, przy czym przewiduje się osiągnięcie jeszcze większej trwałości narzędzia, przy dalszych modyfikacjach wynikających z obecnie otrzymywanych wyników.

Powyżej wymienione elementy, włącznie z prędkością skrawania, prędkością posuwu, rodzajem materiału skrawającego oraz konstrukcją wrzeciona i freza umożliwiają osiągnięcie we frezarce 10 według wynalazku, ściśle adiabatycznego skrawania przedmiotów obrabianych 20 ze stopów aluminiowych przy formowaniu wióra. W technice obróbki skrawaniem adiabatyczne formowanie wióra znane jest jako możliwe do osiągnięcia przy odpowiednio dużych szybkościach obwodowych. Jednak szybkości obwodowe praktycznie uzyskiwane w warunkach przemysłowych mają znaczne ograniczenia w stanie techniki, częściowo w wyniku trudności zapewnienia wrzeciona, którego łożyska umożliwiałyby pracę z dużymi prędkościami obrotowymi, zapewniając jednocześnie dostateczną sztywność. W praktyce stosowanie szybkości obwodowej powyżej 25,4 m/s (5000 sfm), jak stwierdzono, nie poprawia wydajności w przypadku sposobów obróbki aluminium według stanu techniki. Ponadto w stanie techniki znane są frezy o ograniczonej sztywności, ograniczającej możliwe stosowane szybkości obwodowe do 50,8 m/s (10.000 sfm). Niedostateczna sztywność freza pozostaje w sprzeczności z kruchością diamentowego narzędzia skrawającego, którego użycie byłoby korzystne ze względu na jego wyjątkową trwałość i brak skłonności do zatarcia aluminium. Ponadto w zasadzie nieosiągalne były prędkości wybierania materiału powyżej 0,0052 m3/kWh (4 cali sześć./min./KM), co powodowało nadmierne zapotrzebowanie mocy przy dużych szybkościach obwodowych i stosowaniu frezów o dużej średnicy.

Według niniejszego wynalazku proces adiabatyczny osiąga się przy prędkościach między 50,8 m/s a 101,6 m/s (10.000 a 20.000 sfm), przy czym optymalne wyniki osiąga się przy prędkościach wynoszących około 74,48 m/s (14.660 sfm). Przy średnicy 508 mm (20 cali) freza 42 według wynalazku, wymagana prędkość obrotowa freza wynosi w przybliżeniu 2.800 obrotów na minutę. Jak wspomniano powyżej, wzrost sztywności freza 42 w wyniku jego odkształcenia podczas mocowania do łącznika 38 jest wystarczający do usunięcia wad znanych ze stanu techniki, odnoszących się do niedostatecznej sztywności przy skrawaniu z takimi podwyższonymi prędkościami. Poza tym, przy korzystnej prędkości skrawania otrzymuje się również mniejsze siły skrawające, co powoduje, że sposób nadaje się zwłaszcza do skrawania bardzo cienkich przedmiotów aluminiowych.

Przy stosowaniu tych korzystnych prędkości przedmioty obrabiane 20 skrawane są z prędkościami posuwu wynoszącymi około 0,254 m/s (600 cali/min.), a korzystnie z prędkościami wynoszącymi około 0,246 m/s (580 cali/min.), w szczególności 0,2 mm/ząb (0,008 cali/ząb)

171 205

Bez zastosowania cieczy chłodząco-smarującej i w typowych warunkach przemysłowych powyższe parametry zapewniają ściśle adiabatyczne prowadzenie procesu obróbki, w którym nintu ΟΠ frai Λ O ioV 1 ιϊζ1ζ·}ογ11/ί uiuij νυϊαυιαιιν iivjj tj-, juk i »»

-*wn o prz „ b-roii/oi oop mo λιζχ ,v Ο7Π1Ο 7ΟΠΠ/Ο7θ1_

J1\1U V» ^J—T J11V łł j JA UW_, UłJ Z^t4.VŁ W ŁAZ^UAl nego wzrostu temperatury po zakończeniu obróbki. Nieoczekiwanie powyższe parametry zapewniają otrzymanie wydajności powyżej 0,009 m³/kWh (7 cali sześć./min./KM).

W wyniku tego, frezarka według wynalazku pracuje z wydajnością znacznie większą od znanych frezarek. Na przykład, w rzeczywistych warunkach przemysłowych aluminium było obrabiane z prędkością 0,0118 m3/min (720 cali sześć./min.). Skrawanie według niniejszego wynalazku zapewnia również zmniejszenie sił skrawających, co daje dodatkową korzyść polegającą na zapobieżeniu tworzeniu się zadziorów i wyrw w przedmiocie obrabianym 20, co nierzadko zdarza się kiedy powierzchnie obrabiane mają powierzchnię nieregularną. Ponadto płaskość powierzchni poniżej 0,0254 mm (0,001 cala) osiąga się dzięki niewystępowaniu deformacji termicznych spowodowanych wysokimi temperaturami skrawania. W opisanym sposobie adiabatycznego skrawania za pomocą frezarki 10 według wynalazku osiągnięto trwałość narzędzia dla ilości przedmiotów obrabianych powyżej 130.000 sztuk.

Po oddzieleniu wióra od przedmiotu obrabianego 20 wraz z wchłoniętym przez wiór całym wytworzonym ciepłem, konieczne jest jego usuniecie z obszaru freza 42 i przedmiotu obrabianego 20 w celu zapobieżenia przekazywania do nich ciepła. Istotność tego względu wiąże się również z dużą prędkością usuwania materiału, możliwe do osiągnięcia za pomocą frezarki 10 według wynalazku. Zgodnie z tym, dla zapewnienia szybkiego usuwania wiórów, frezarka 10 zaopatrzona jest w układ usuwania wiórów składający się z urządzenia do wytwarzania różnicy ciśnień między otoczeniem miejsca skrawania, łącznie z obudową 90 zamykającą frez 42, a otoczeniem zewnętrznym. W korzystnym wykonaniu urządzenie stanowi układ próżniowy o dużej pojemności (nie pokazany) nadający się do wytwarzania przepływu z prędkością około 99,12 m3/min (3500 stóp sześc./min.). Jednak stwierdzono, że głównym parametrem jest prędkość przepływu powietrza, która ściśle jest związana z szybkością obwodową freza 42, to znaczy 77,47 m/s (znaczy 14.660 stóp/min.). Obudowa 90, w połączeniu z pojemnością układu próżniowego, wyznacza prędkość powietrza za przedmiotem obrabianym 20.

Jak to najlepiej widać na fig. 14, obudowa 90 zawiera obręcz 78 i maskę 80. Obręcz 78 zamocowana jest do wrzeciona 12, natomiast maska 80 podtrzymywana jest przez podnoszący mechanizm 102, który przenosi maskę 80 między dolnym położeniem skrawania i położeniem górnym. Położenie górne umożliwia przesunięcie przez przemieszczające pręty 26 przedmiotu obrabianego 20 do położenia pod maską 80, kiedy zarówno maska 80 i przyporządkowane jej wrzeciono 12 są uniesione, i odbywa się zmiana położenia wrzeciona do następnego przejścia obróbczego. Podnoszący mechanizm 102 może być dowolnej konstrukcji, na przykład może być siłownikiem hydraulicznym o ograniczonym skoku.

Obręcz 78 otacza frez 42 tworząc jego obwodowe zamknięcie, natomiast maska 80 zaopatrzona jest w otwór 92, który ściśle dopasowany jest do obwodu przedmiotu obrabianego 20. Razem, maska 80 i przedmiot obrabiany 20 stanowią dolną powierzchnię obudowy 90. Powietrze przez obudowę 90 przenika między obręczą 78 i maską 80 oraz między maską 80 i przedmiotem obrabianym 20, jak to będzie opisane bardziej szczegółowo poniżej. Powietrze, wraz z zawieszonymi w nim wiórami, opuszcza obudowę 90 przez kanał 88, który z kolei dochodzi do odpowiedniego pojemnika zbiorczego (nie pokazanego). W celu zmniejszenia niezbędnej pojemności układu próżniowego korzystne jest stosowanie sterowanych komputerowo przepustnic (nie pokazanych) w każdym kanale 88 w pobliżu obręczy 78 w celu zapewnienia przepływu powietrza w obudowie 90 tylko podczas przejścia obróbczego freza 42.

Jak to widać najlepiej na fig. 1, obręcz 78 ma wydłużoną część 81, biegnącą w kierunku wrzeciona względem przedmiotu obrabianego 20, służącą poprawie zabezpieczenia przed wypadaniem wiórów, jeżeli w przedmiocie obrabianym znajdują się duże części wklęsłe. Na fig. 14 obręcz 78 ma zbieżne ściany 82 i 84 odpowiednio górną i dolną, oraz pośrednią ścianę 86. Dolna ściana zbieżna 84 znajduje się w sąsiedztwie maski 80, powodując powstanie między nimi zadanego prześwitu. Dolna zbieżna ściana 84 służy również do odchylania wiórów pionowo ku górze w strumieniu powietrza po opuszczeniu przezeń freza 42, co poprawia skuteczność układu

171 205 usuwania wiórów. Górna zbieżna ściana 82 służy poza tym do odchylania wiórów do wnętrza strumienia powietrza przy jego wnikaniu do kanału 88.

Jak wspomniano powyżej, otwór 92 w masce 80 ąebrany jest wielkością tak, ze ściśle dopasowany jest do obrysu ρrzndm^ietu ourauianego 20, powodując powstanie drugiego oaąanego prześwitu. Jak to będzie opisane bardziej szczegółowo poniżej, stosuje się specjalnie dostosowane uchwyty 28 w celu zapewnienia, że przedmiot obrabiany 20 będzie w stanie wytrzymać intensywny ruch obwodowy powietrza i różnicę ciśnień między swoimi powmeochniamr, górną i dolną. Ponadto, niewielki prześwit, wynoszący 0,762 mm (0,030 cala) między dolną powierzchnią 46 freza 42 a przedmiotem obrabianym 20 służy również jako środek bezpieczeństwa do zapobieżenia całkowitemu odłączeniu się przedmiotu obrabianego od uchwytu 28. Dobranie zadanych prześwitów między obręczą 78 a maską 80 oraz maską 80 a aeoedmiotem obrabianym 20 określa zadaną wielkość przepływu strumienia powietrza, oaanwfianngo arznz układ próżniowy. Przy dostatecznym zmniejszeniu tych prześwitów osiąga się prędkości powyżej 71,12 m/s (14000 stóp/minutę), odpowiadające szybkości obwodowej freza 42, czyli prędkości, z jaką wióry opuszczają przedmiot obrabiany 20.

Poza tym, przepływ powietrza między maską 80 a przedmiotem obrabianym 20 stwarza obwodową zasłonę powietrzną, która sprzyja zawracaniu nieprawidłowo odskakujących wióróg do obudowy 90. Dzięki temu nie jest konieczne stosowanie żądanej dodatkowej obudowy frezarki 10, zapobiegającej wydostawaniu się wiórów i zabezpieczającej osoby znajdujące się w pobliżu. Zatem obudowa 90, która stanowi obręcz 78 i maska 80, jest dużo mniejsza od osłon zwykle stosowanych w stanie techniki.

Jak wspomniano powyżej, uchwyt 28, który przytrzymuje przedmiot obrabiany 20, dostosowany jest specjalnie do dużych obciążeń przedmiotu obrabianego podczas poddawania go działaniu próżniowego układu usuwania wiórów. Co ważniejsze, uchwyt 28 przystosowany jest specjalnie do niezawodnego przytrzymywania bardzo cienkich przedmiotów aluminiowych w sposób, który umożliwia wytwarzanie prono frez 42 powierzchni o tolerancjach płaskości poniżej 0,05 mm (0,002 cala). Jak to widać na fig. 13 i 14, każdy z uchwytów 28 składa się przynajmniej z trzech głównych wsporników 94, jednego lub więcej wtórnych wsporników 95, trój szczękowego uchwytu 96, uchwytu dwusocoękowego 98 i pewnej liczby elementów tłumiących 100.

Ogólnie biorąc, główne wsporniki 94 służą do podparcia przedmiotu obrabianego 20 w otworze 92 maski 80 w zadanym położeniu pionowym w stosunku do freza 42. Główne wsporniki 94 są, korzystnie, rozsunięte względem siebie zgodnie z kształtem przedmiotu obrabianego w celu zapewnienia ^punktowego podparcia w charakterze platformy dla każdego z przedmiotów obrabianych 20.

Trójszczękowy uchwyt 96 jest urządzeniem uruchamianym hydraulicznie lub pneumatycznie, znanego rodzaju. Trójszczękowy uchwyt 96 zaopatrzony jest w trzy szczęki 97, których łączny zewnętrzny obwód wielkością dopasowany jest do pustej przestrzeni pierwszego otworu 108 w przedmiocie obrabianym 20 tak, aby niezawodnie zacisnąć przedmiot obrabiany 20 w uchwycie 28 w płaszczyźnie maski 80. Zewnętrzna, obwodowa powierzchnia każdej ze szczęk 97 zaopatrzona jest dodatkowo w warstwę chromowych granulek 106, nałożonych na nią do grubości około 0,5 mm (0,020 cala), służącą do lepszego uchwycenia przedmiotu obrabianego. Chromowe granulki 106 mogą być nakładane dowolną metodą, np. galwanicznie. Do jednej ze szczęk 97 przymocowana jest arzeciwekeuchowa pokrywa 101 tak, że wystaje powyżej każdej ze szczęk 97, zapobiegając przedostawaniu się wiórów między szczęki 97.

Dwuszczękowy uchwyt 98 jest w zasadzie typowym hydraulicznie lub pneumatycznie uruchamianym uchwytem, z dwiema szczękami 110, które rozstawione są kątowo w odległości w przybliżeniu 180° względem siebie. Przy tej konstrukcji uchwyt dwusocoękewy 98 dostosowany jest do sprzęgania się z wydrążeniem lub drugim otworem 112 w przedmiocie obrabianym 20 w ten sposób, że po zaczepieniu szczęk 110 w otworze 112, część przedmiotu obrabiafnge 20 między otworami 108 i 112 odchylona zostaje lekko ku dołowi w uchwycie 28. Zewnętrznie wywołane odchylenie przedmiotu obrabianego 20 zapewnia sztywność przedmiotu obrabianego 20, ułatwiając mu wytrzymywanie sił skrawających przy frezowaniu.

171 205

Podobnie, jak trójszczękowy uchwyt 96, dwuszczękowy uchwyt 98 również zaopatrzony jest w przeciwokruchową pokrywę 101 i ma warstwę chromowych granulek 106, nałożonych na zewnętrzny obwód każdej ze szczęk 110, ułatwiającą uchwycenie przedmiotu obrabianego 20. Poza tym, dwuszczękowy uchwyt 98 zaopatrzony jest w akcelerometr 99, służący do wykrywania drgań uchwytu 28. Jeżeli drgania przekroczą zadany poziom, sygnał wyjściowy akcelerometru 99 spowoduje wyłączenie frezarki 10 w celu umożliwienia skorygowania uchwytu 28 i uniknięcie, dzięki temu, uszkodzenia frezarki 10 i zranienia osoby obsługującej.

Kierunek ku dołowi, w którym odchylany jest przedmiot obrabiany 20, określony jest tak. ze szczęka, której brakuje, byłaby najdalszą szczęką trój szczękowego uchwytu 96. Same dwie szczęki 110 sprzęgają się z drugim otworem 112 w pobliżu pierwszego otworu 108 tak, ze ściskają górną powierzchnię przedmiotu obrabianego 20, działając na dolną powierzchnię przedmiotu obrabianego 20 ku dołowi. Wartość, do której przedmiot obrabiany 20 zostaje odchylony, określana jest przez wtórne wsporniki 95, które są rozmieszczone w określonej odległości poniżej płaszczyzny wsporników pierwotnych 94. W korzystnym wykonaniu, wsporniki wtórne 95 są gwintowanymi słupkami, które mogą być wzajemnie regulowane w celu dokładnego ustawienia wielkości odchylenia przedmiotu obrabianego 20.

Urządzenia tłumiące 100 są rozmieszczone w ważnych miejscach na obwodzie przedmiotu obrabianego 20, bezpośrednio poniżej maski 80, w celu tłumienia wibracji przedmiotu obrabianego 20 i selektywnie odginają pewne części przedmiotu obrabianego 20 albo do, albo od freza 42. Każde z urządzeń tłumiących 100 zaopatrzone jest w uruchamianą hydraulicznie łub pneumatycznie dźwignię 114, która jest zamontowana obrotowo na podstawie 116. Dźwignia 114 ustawiona jest w zasadzie pionowo i zaopatrzona jest w nałożoną na górny koniec stykowy warstwę chromowych granulek 106, służących do przytrzymywania przedmiotu obrabianego 20 w ten sam sposób, jak w przypadku dwu- i trój szczękowych uchwytów 98 i 96.

Urządzenia tłumiące 100 mogą być umieszczone względem przedmiotu obrabianego 20 tak, że dźwignia 114 styka się z przedmiotem obrabianym 20 albo kiedy górny koniec stykowy obrócony jest ku górze do położenia pionowego, albo kiedy obrócony jest w dół do położenia pionowego W pierwszym przypadku odpowiednia krawędź przedmiotu obrabianego 20 będzie odchylana w górę w stronę freza 42. W drugim przypadku przyporządkowana krawędź przedmiotu obrabianego 20 będzie odchylona w dół w stronę od freza 42. W obu przypadkach wystąpi wzrost sztywności przedmiotu obrabianego 20, pozwalający na łatwiejsze wytrzymywanie sił skrawania, występujących przy frezowaniu. Poza tym, urządzenia tłumiące 100 mogą być umieszczone tak, że ich efektem łącznym jest dociskanie przedmiotu obrabianego 20 do bloku oporowego (nie pokazanego) i zapewnienie dodatkowej możliwości mocowania przedmiotu obrabianego 20.

Przy pracy, przemieszczające pręty 26 opuszczają przedmioty obrabiane 20 na uchwyt 28, natomiast maska 80 i wrzeciono 12 podnoszone są ku górze i pozostawiają wolną drogę. Ponieważ przedmioty obrabiane 20 przytrzymywane są ciernie na przemieszczających prętach 26 za pomocą blokujących ramion 130, uchwyt 24 działaniem siłowym ściąga przedmioty obrabiane z przemieszczających prętów 26, zapewniając prawidłowe osadzenie przedmiotów w uchwycie 28 na głównych wspornikach 94. Następnie trójszczękowy uchwyt 96 sprzęga się z odpowiadającym mu otworem 108, a polem dwuszczękowy uchwyt 98 sprzęga się z odpowiadającym mu otworem 112. Urządzenia tłumiące 100 przemieszczają się wtedy do styku z obwodem przedmiotu obrabianego 20. Przy tym, dwuszczękowy uchwyt 98 i urządzenia tłumiące 100 współdziałają, selektywnie odchylając przedmiot obrabiany 20 w sposób zwiększający jego sztywność bez powodowania zniekształcenia powierzchni przedmiotu, przekraczającej żądane tolerancje płaskości.

Istotną zaletą frezarki 10 według wynalazku jest to, że prędkość skrawania jest dobierana specjalnie dla zapewnienia adiabatycznej pracy frezarki 10 przy wysokiej prędkości posuwu przedmiotu do freza 42. Prędkość i posuw frezarki 10 są najbardziej odpowiednie do frezowania materiałów nieżelaznych, a zwłaszcza stopów aluminium. Budowa frezarki 10 umożliwia również wyjątkowo dużą wydajność, wynoszącą około 0,009 m³/kWh (7 cali sześc./min./KM) - współczynnik dwukrotnie większy niż w stanie techniki. Poza tym, zmniejszone siły skrawania, związane z bardzo dużymi prędkościami skrawania, umożliwiają frezowanie czołowe cienkich, niesztywnych przedmiotów obrabianych 20. W wyniku tego frezarka 10 według wynalazku nadaje się również do skrawania płaszczyzn o skomplikowanym ukształtowaniu powierzchni, ze znacznymi przerwami powierzchni, np. kształtowanych w płytach kanałowych napędu samochodu.

Poza tym, adiabatyczną pracę frezarki uzupełnia sposób postępowania z wiórami Układ usuwania wiórów uniemożliwia uszkadzanie przez wióry powierzchni przedmiotów obrabianego 20 oraz freza 42, zapobiegając również przekazywaniu do nich ciepła. Korzystnym rodzajem pracy frezarki 10 jest praca na sucho tzn. stosowania cieczy chłodzących lub smarów. Tak więc dodatkową korzyścią jest to, że wióry nadają się do łatwej reutylizacji bez potrzeby oddzielania wiórów od cieczy. Inną korzyścią z suchego skrawania jest to, ze operacja skrawania może być prowadzona w sposób bezpieczny dla środowiska pod względem hałasu.

Inną znaczną zaletą niniejszego wynalazku jest to, że frezy 42 połączone są z odpowiadającymi im wrzecionami 12 w sposób zwiększający ich sztywność, umożliwiając tym samym stosowanie diamentowych wkładek skrawających 54 do skrawania aluminium przy bardzo dużych prędkościach. Frezy 42 ukształtowane są również tak, aby zapobiegać gromadzeniu się wiórów między frezem 42 a przedmiotem obrabianym 20. Poza tym, ustawienie wrzecion 12 można łatwo doregulować za pomocą mimośrodowego wału 74 w celu zapewnienia dolnego marginesu dla każdego freza 42, odpowiednio do zmian tolerancji i do żądanego typu skrawania, tzn. zgrubnego lub wykańczającego. Zgodnie z tym, również ustawienie i konstrukcja freza i wrzeciona dostosowane są do zapewnienia całkowicie adiabatycznej obróbki skrawaniem.

Sposób, w który mocowane są przedmioty obrabiane 20 względem freza 42 oraz sposób ich przenoszenia do i z uchwytu 28 sprzyja precyzji i niezawodności ustalania skrawanych przedmiotów obrabianych 20 w warunkach przemysłowej produkcji masowej. Uchwyty 28 mają możliwość odchylania każdego z przedmiotów, obrabianych 20 w sposób dostateczny dla spowodowania wzrostu ich sztywności przy zachowaniu wymagań w zakresie tolerancji dla powierzchni przedmiotu obrabianego 20. Uchwyty 28, przemieszczające pręty 26 i przenoszące ramiona 24 są zwłaszcza dostosowane do regulacji, za pomocą odpowiedniego sterownika, który może zapewnić synchronizację współdziałania wszystkich tych elementów.

W odróżnieniu od badań laboratoryjnych, znanych ze stanu techniki, zalety frezarki 10 sprawdzano w typowym środowisku przemysłowym przy szybkości obwodowej, prędkości przesuwu, sztywności i mocy, które poprzednio były nieosiągalne do tych celów. Frezarka 10 według wynalazku pozwała ominąć występujące uprzednio ograniczenia dotyczące łożyskowania przy zwiększaniu średnicy freza 42 w celu zmniejszenia niezbędnej prędkości wrzeciona. Frez 42 według wynalazku może mieć dużą średnicę dzięki swojej pełnej konstrukcji i zwiększeniu sztywności przez sposób regulowanego zaciskania freza 42 na łączniku 48 przez mocujące urządzenia 40. Zwiększenie sztywności freza 42 umożliwia również zastosowanie diamentowych wkładek skrawających 54, które w innym przypadku miałyby małą trwałość z powodu drgań. Trwałość narzędzia i jego równomierne obciążenie wiórami osiąga się również przez rozmieszczenie wkładek skrawających 54 w sposób niepowtarzalny na obwodzie 43 freza 42 przy równoczesnej kompensacji tego nieregularnego rozmieszczenia przez zmianę promieniowego położenia każdej z wkładek skrawających 54. Sposób, w którym układ usuwania wiórów jest w stanie zapewnić całkowite odprowadzenie wiórów z obszaru freza 42i przedmiotu obrabianego 20, umożliwia osiągnięcie przez frezarkę 10 najwyższych prędkości wybierania materiału, wynikających z bardzo dużych szybkości obwodowych przy skrawaniu. Frez 42 posiada wgłębienia 58, które sprzyjają usuwaniu wiórów z obudowy 90 wokół freza 42 i przedmiotu obrabianego 20. Układ usuwania wiórów według wynalazku zapewnia również, dzięki zapobieganiu ponownemu skrawaniu wiórów, wyjątkowo dużą trwałość narzędzia określoną liczbą 130000 przedmiotów obrabianych na zestaw skrawający. Każda z powyższych cech ma wpływ na dostarczenie adiabatycznej frezarki czołowej 10, nadającej się do praktycznego wykorzystania w nowoczesnym parku maszynowym.

171 205

FIG-2

FIG

171 205

F/G-6

171 205

171 205

FIG-8

171 205

-7β

171 205

7Ó

ϊ

fig-is

T!G -14

171 205

FIG-/5

171 205

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 6,00 zł

Claims (78)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Frezarka do adiabatycznej obróbki skrawaniem na sucho przedmiotu obrabianego, znamienna tym, że posiada frez (42) obrotowo zamontowany w osi wrzeciona (12), który ma dolną powierzchnię (46) określającą obwód (43) oraz środkową uniesioną powierzchnię (50), szereg wkładek skrawających (54) rozmieszczonych dokoła freza (42) na obwodzie (43), człon napędzający w postaci silnika (16a, 16b) przyłączony do freza (42) wprawiający ten człon w ruch obrotowy o z góry okieślonej szybkości obwodowej, przy której zasadniczo całe ciepło wytworzone podczas adiabatycznej obróbki skrawaniem przenoszone jest do pozostałych wiórów, przy czym wrzeciono (12) posiada ponadto mocujące urządzenie (40) przyłączone do jednego końca freza (42) oraz łącznik (38) deformujący środkową uniesioną powierzchnię (50) do dolnej powierzchni freza (42) tworząc wklęsłą dolną powierzchnię (46), a także obudowę (90) zawierającą obręcz (78) i maskę (80), które otaczają frez (42) oraz przedmiot obrabiany (20), przy czym maska (80) jest oddalona od obrzeża przedmiotu obrabianego (20), a obręcz (78), która otacza frez (42) oddalona jest na z góry określoną odległość od przedmiotu obrabianego (20) i maski (80), a ponadto uchwyt (28) mocujący przedmiot obrabiany (20) w pewnej odległości od maski (80) i obręczy (78), a także urządzenie do wytwarzania różnicy ciśnień pomiędzy przestrzenią wewnątrz obudowy (90) i otoczeniem zapewniające przepływ, a ponadto wykonujący ruch postępowo-zwrotny przenoszący uchwyt (28) usytuowany przy wrzecionie (12), w którym mocowany jest przedmiot obrabiany (20) tak, że zajmuje on z góry określone położenie w tym uchwycie w stosunku do freza (42), przy czym urządzenie do wytwarzania różnicy ciśnień wytwarza co najmniej jeden przepływ powietrza przez obudowę (90) obręczy (78) i maski (80) odprowadzającej wióry z tej obudowy oraz zapobiegając przeniesieniu ciepła z tych wiórów do przedmiotu obrabianego (20) i freza (42).
2. 2. Frezarka według zastrz. 1, znamienna tym, że przepływ jest przepływem powietrza, który tworzy zasłonę powietrzną wokół przedmiotu obrabianego (20).
3. 3. Frezarka według zastrz., znamienna tym, że adiabatyczna obróbka skrawaniem jest obróbką skrawaniem na sucho.
4. 4. Frezarka według zastrz. 1, znamienna tym, że silnik (16a, 16b) jest mechanicznie połączony z frezem (42) i obraca go z szybkością obwodową wynoszącą przynajmniej 3048 m/min. (10.000 stóp na minutę).
5. 5 Frezarka według zastrz. 1, znamienna tym. zy frez stano wi frez tarczowy obrać any wokół osi i osadzony na podstawie (14), który ma parę w zasadzie równoległych powierzchni (46,48) i obwód (43) znajdujący się w pewnej odległości od osi i mający połączenie z parą tych w zasadzie równoległych powierzchni, a także szereg wgłębień (58) rozmieszczonych na obwodzie tak, że tworzą one obwodowe gniazda (56) między parą w zasadzie równoległych powierzchni, i że frez ten ponadto zawiera wkładki skrawające (54) zamontowane w każdym z tych gniazd (56) oraz człony mechaniczne w postaci wrzeciona (12), silnika (56), sprzęgła (36), łącznika (38) i mocującego urządzenia (40) połączone z frezem tarczowym, dla obracania wkładek skrawających (54) z szybkością obwodową co najmniej 3048 m/min (10.000 stóp na minutę)
6. 6. Frezarka wedłuw easuz. 5s znamiznim tvnn że monadto ^storia uraądzenie penim-owe do ąosuwdfld freza do przedmiotu obrabianego z prędkością w przybliżeniu 0,2 mm/wkładkę skrawającą (0,008 cali na wkładkę skrawającą).

   171 205
7. 7. Frezarka według zastrz. 5, znamienna tym, że frez tarczowy stanowi zasadniczo pełną tarczę.
8. 8. Frezarka według zastrz. 5, znamienna tym, że frez tarczowy mauniesionąpowierzchnię (52) mającą środkową powierzchnię (50) położoną w osi, oraz obwod, znajdujący się w pewnej odległości od osi, przy czym frez tarczowy przymocowany jest do łącznika (38) tak, ze powierzchnia (52) opiera się o łącznik (38) a środkowa powierzchnia (50) odchylana jest w stronę łącznika (38), przy czym obwód (43) jest odchylany od łącznika (38) dla utworzenia wklęsłej powierzchni (46), przeciwległej do uniesionej powierzchni (52).
9. 9. Frezarka według zastrz. 5, znamienna tym, ze wkładki skrawające (54) rozmieszczone są nieregularnie na obwodzie freza tarczowego.
10. 10. Frezarka według zastrz. 5, znamienne tym, że wkładki skrawające (54) są wkładkami diamentowymi.
11. 11. Frezarka według zastrz. 5, znamienna tym, że wgłębienia (58) położone są ukośnie względem osi i mają szerokość obwodową wzrastającą w kierunku od przedmiotu obrabianego (20).
12. 12. Frezarka według zastrz. 1, znamienna tym, że obręcz (78) położona jest pomiędzy konstrukcją wsporczą (18a) i frezującym blokiem (22a, 22b) tak, że tworzy pierwszy z góry określony prześwit pomiędzy maską (80) i przedmiotem obrabianym oraz drugi z góry określony prześwit pomiędzy obręczą (78) i frezem (42).
13. 13. Frezarka według zastrz. 12, znamienna tym, że przedmiot obrabiany ma z góry zadany kontur a konstrukcja wsporcza (18a) ma płaską powierzchnię maski (80) z otworem (92) dokładnie odpowiadającym temu zadanemu konturowi przedmiotu obrabianego (20) tak, że powstaje między nimi prześwit o zadanej wielkości.
14. 14. Frezarka według zastrz. 1, znamienna tym, że urządzenie do wytwarzania różnicy ciśnień zawiera urządzenia próżniowe dla połączenia płynowego z obudową (90) obręczy (78) i maski (80), które wytwarza różnicę ciśnień między ciśnieniem w obudowie (90) i ciśnieniem atmosferycznym, oraz kanały do przenoszenia wiórów z obudowy (90).
15. 15. Frezarka według zastrz. 5, znamienna tym, że wgłębienia (58) mają szerokość obwodową zwiększającą się w kierunku od przedmiotu obrabianego (20).
16. 16. Frezarka według zastrz. 12, znamienna tym, że przedmiot obrabiany (20) ma z góry zadany kontur, a konstrukcja wsporcza (18a) stanowi stół z otworem dokładnie odpowiadającym temu z góry zadanemu konturowi przedmiotu obrabianego tak, że pomiędzy nimi powstaje prześwit o z góry zadanej wielkości stanowiący kanał wokół przedmiotu obrabianego prowadzący do obudowy dla przepływu powietrza.
17. 17. Frezarka według zastrz. 5, znamienna tym, że frez tarczowy zaopatrzony jest w parę frezujących bloków (22a, 22b) rozmieszczonych przeciwległe na podstawie (14) dla wykonywania operacji adiabatycznej obróbki skrawaniem na parze przedmiotów obrabianych (20), przy czym każdy z tej pary frezujących bloków napędzany jest sekwencyjnie, oraz tym, że frezarka ponadto zawiera urządzenie posuwowe do przemieszczania dwóch frezujących bloków wzdłuz z góry określonych i równoległych torów, przy czym każdy z pary przedmiotów obrabianych (20) podparty jest na jednym z tych z góry określonych torów.
18. 18. Frezarka według zastrz. 5, znamienna tym, że dodatkowo zawiera konstrukcję wsporczą (18) do przemieszczania przedmiotu obrabianego (20) do uchwytu.
19. 19. Frezarka według zastrz. 5, znamienna tym, że człon napędzający dosuwa frez do przedmiotu obrabianego z prędkością około 0,2 mm (0,008 cala) na element skrawający.
20. 20. Frezarka według zastrz. 1, znamienna tym, że ponadto posiada drugi frez tarczowy obrotowo zamocowany na wrzecionie oraz drugi człon napędzający przyłączony do tego drugiego freza tarczowego, do sekwencyjnego napędzania freza tarczowego i drugiego freza tarczowego, przy czym konstrukcja wsporcza (18a) mocuje drugi przedmiot obrabiany (20) przylegle względem odpowiednio jednego freza i drugiego freza, oraz elementy do jednoczesnego przemieszczania freza tarczowego i drugiego freza tarczowego względem konstrukcji wsporczej (18a) i każdego z przedmiotów obrabianych (20).

    171 205
21. 21. Frezarka według zastrz. 20, znamienna tym, że dodatkowo zawiera przenoszące ramiona (24) do przenoszenia pierwszego z pary przedmiotów obrabianych od freza tarczowego do drugiego freza tarczowego.
22. 22. Frezarka według zastrz 21, znamienna tym, że przenoszące ramię (24) obraca pierwszy z pary przedmiotów obrabianych (20) tak, że frez tarczowy obrabia pierwszą powierzchnię pierwszego z pary przedmiotów obrabianych, a drugi frez tarczowy obrabia przeciwległą powierzchnię pierwszego z pary przedmiotów obrabianych.
23. 23. Frezarka według zastrz. 20, znamienna tym, że frez tarczowy i drugi frez tarczowy zamontowane są po przeciwległych stronach podstawy (14).
24. 24. Frezarka według zastrz. 20, znamienna tym, że elementy przemieszczające przesuwają frez tarczowy i drugi frez tarczowy wzdłuż z góry określonych torów równoległych, przy czym na odpowiednim jednym z wyznaczonych torów równoległych znajduje się jeden z pary przedmiotów obrabianych (20).
25. 25. Frezarka według zastrz. 1, znamienna tym, że ponadto zawiera tarczowy korpus z osią obrotu, górną powierzchnią (48) i dolną powierzchnię (46) oraz obwód oddalony promieniowo od osi obrotu, płaską powierzchnią położoną przy dolnej powierzchni (46), przy czym ta płaska powierzchnia stanowi zasadniczo w całości dolną powierzchnię (46) i ma połączenie z obwodem (43), oraz obwodową powierzchnię (52) znajdującą się na górnej powierzchni (48), która, określa uniesioną środkową powierzchnię (50) położoną przy osi obrotu i pierścieniowej powierzchni (52) oddalonej promieniowo od osi obrotu w sąsiedztwie obwodu, przy czym pierścieniowa obwodowa powierzchnia (52) znajduje się wyżej niż uniesiona środkowa powierzchnia (50), oraz obwodowa powierzchnia (52) styka się z członem napędowym, tak że środkowa uniesiona powierzchnia (50) odchylana jest w stronę członu napędowego w postaci łącznika (38) odkształcając powierzchnię (46) płaską, dla utworzenia powierzchni wklęsłej, przeciwległej płaskiej powierzchni (46), zwiększając sztywność narzędzia.
26. 26. Frezarka według zastrz. 25, znamienna tym, że dodatkowo posiada szereg wgłębień (58) ukształtowanych i rozmieszczonych w poprzek obwodu (43).
27. 27. Frezarka według zastrz. 26, znamienna tym, że każde z wgłębień (58) biegnie ukośnie przez przewód (43) względem osi obrotu.
28. 28. Frezarka według zastrz. 26, znamienna tym, że każde z wgłębień ma obwodową szerokość wzrastającą w kierunku na zewnątrz od dolnej powierzchni (46).
29. 29. Frezarka według zastrz. 26, znamienna tym, że każde z wgłębień ma głębokość promieniową wzrastającą w kierunku od dolnej powierzchni 46.
30. 30. Frezarka według zastrz. 25, znamienna tym, ze zaopatrzona jest dodatkowo w gniazda (56) mieszczące zespół wkładek skrawających (54).
31. 31. Frezarka według zastrz. 30, znamienna tym, że gniazda (56) rozmieszczone są nieregularnie na obwodzie (43).
32. 32. Frezarka według zastrz. 1, znamienna tym, że posiada mocujące urządzenie (40) przystosowane do zmiany wklęsłości płaskiej powierzchni (46) freza.
33. 33. Frezarka według zastrz. 1, znamienna tym, że wykonujący ruch postępowo zwrotny przenoszący uchwyt (28) zawiera ponadto parę przenoszących ramion (24) przymocowanych do podstawy (14) do przemieszczania przedmiotu obrabianego między stanowiskiem ładowania (120a) a stanowiskiem mocowania, przy czym przenoszące ramiona (24) wystają w kierunku przedmiotu obrabianego, oraz co najmniej jeden cierny człon sprzęgający zamocowany obrotowo na sworzniu (140) do pary przenoszących ramion (24) dla ciernego sprzęgnięcia przedmiotu obrabianego, przy czym ten co najmniej jeden człon cierny jest ruchomy pomiędzy pozycją otwartą i zamkniętą, a ponadto, że posiada sprężynę (142), sprzężoną przynajmniej z jednym ciernym członem sprzęgającym, służącą do odchylenia przynajmniej jednego członu ciernego w kierunku położenia zamknięcia, krzywkowy koniec (134) przymocowany do pary chwytających ramion (120), przy czym ten krzywkowy koniec (134) sprzęga się, co najmniej z jednym ciernym członem sprzęgającym kiedy przedmiot obrabiany znajduje się na stanowisku ładowania dla obrócenia tego członu do pozycji otwarcia, uchwyt zamontowany poniżej jednej z belek (120) do podtrzymywania przedmiotu obrabianego na stanowisku mocowania; oraz mechniczny

    171 205 układ napędowy połączony z parą belek (120) do opuszczenia tej pary belek w kierunku uchwytu dla podniesienia przedmiotu obrabianego od uchwytu i dla wypierania tego przedmiotu obrabianego ze sprzęgającego członu ciernego przy czym przedmiot obrabiany ładowany jest na parze

    ---O“ “X “ ~^τ ”C 'O*' —— — * — > xy —j ~ j U J J J L belek na stanowisku ładowania, w którym krzywkowy koniec (13) sprzężony jest z co najmniej jednym ciernym członem sprzęgającym (158) otwierając przynajmniej jeden cierny człon sprzęgający przy załadowaniu przedmiotu obrabianego, przy czym krzywkowy koniec pozostaje odłączony od przynajmniej jednego ciernego członu sprzęgającego przy obróceniu tego co najmniej jednego ciernego członu sprzęgającego do przedmiotu obrabianego unieruchamiając przedmiot obrabiany na parze belek.
34. 34. Frezarka według zastrz. 33, znamienna tym, że cierny człon sprzęgający zaopatrzony jest w przynajmniej dwa kołki (140), co najmniej jeden z co najmniej dwóch sworzni jest zamocowany obrotowo z każdą z par w zasadzie równoległych belek.
35. 35. Frezarka według zastrz. 33, znamienna tym, że co najmniej jeden cierny człon sprzęgający zawiera co najmniej dwa sworznie (14), przy czym co najmniej dwa sworznie zamocowane są obrotowo do co najmniej jednej pary belek (120).
36. 36. Frezarka według zastrz. 1, znamienna tym, że ponadto posiada człon sprzęgający przymocowany do uchwytu do sprzęgania co najmniej jednej krawędzi przedmiotu obrabianego i człon ten odchyla co najmniej część przedmiotu obrabianego na z góry określoną odległość w kierunku uchwytu zapewniając dodatkowe usztywnienie przedmiotu obrabianego w wyniku odkształcenia.
37. 37. Frezarka według zastrz. 36, znamienna tym, że uchwyt zaopatrzony jest w co najmniej trzy człony podpierające.
38. 38. Frezarka według zastrz. 33, znamienna tym, że ponadto zawiera szereg urządzeń tłumiących (100) podpierających przedmiot obrabiany.
39. 39. Frezarka według zastrz. 38, znamienna tym, że każde z szeregu urządzeń tłumiących posiada powierzchnię sprzęgającą, z nałożoną nanią chropowatą warstwą chromowych granulek (106).
40. 40. Frezarka według zastrz. 1 , znamienna tym, że uchwyt posiada ponadto otwór utworzony w przedmiocie obrabianym oraz elementy do sprzęgnięcia tego otworu asymetrycznie, przy czym asymetryczny element sprzęgający odchyla co najmniej część przedmiotu obrabianego o z góry określoną odległość zapewniając w przedmiocie obrabianym dodatkowe usztywnienie w wyniku odchylenia przedmiotu obrabianego o tę z góry określoną odległość.
41. 41. Frezarka według zastrz. 40, znamienna tym, że uchwyt zawiera co najmniej trzy podpierające wsporniki (94).
42. 42. Frezarka według zastrz. 40, znamienna tym, że asymetryczny element sprzęgający w postaci szczęki (110) i otworu (112) zawiera asymetryczny dwuszczękowy uchwyt (98), którego szczęki oddalone są od siebie kątowo o mniej niż 180°, przy czym te dwie szczęki zwymiarowane są lak. że mieszczą się w tym otworze.
43. 43. Frezarka według zastrz. 40, znamienna tym, że z góry określona odległość jest mniejsza od założonej tolerancji przedmiotu obrabianego.
44. 44. Frezarka według zastrz. 40, znamienna tym, że zawiera dodatkowo oporowy wspornik (94), przymocowany do uchwytu, przy czym asymetryczny element sprzęgający w postaci szczęki (110) i otworu (112) powoduje powstanie wypadkowej siły, która dociska przedmiot obrabiany do oporowego wspornika (94).
45. 45. Frezarka według zastrz. 40, znamienna tym, że dodatkowo zaopatrzona jest w urządzenie tłumiące (100), przymocowane do asymetrycznego elementu sprzęgającego.
46. 46. Frezarka według zastrz. 33, znamienna tym, że przedmiot obrabiany posiada w sobie co najmniej jeden otwór, a uchwyt zawiera ponadto główne wsporniki (94) popierające przedmiot obrabiany co najmniej w trzech punktach, wtórne wsporniki (95) do podpierania przedmiotu obrabianego, znajdującego się co najmniej między dwoma z trzech punktów, przy czym wtórne wsporniki (95) są podniesione o z góry określoną odległość poniżej płaszczyzny, wyznaczonej przez co najmniej te trzy punkty, oraz urządzenie tłumiące (100) znajdujące się obok tych wsporników służące do uchwycenia co najmniej jednej krawędzi przedmiotu obrabianego, a

    171 205 także asymetryczny uchwyt (98), składający się z dwóch szczęk rozsuniętych względem siebie kątowo o mniej niż 180°, i te dwie szczęki zwymiarowane są tak, że mieszczą się w otworze, p7vm to Πίπα P'7P'7a z-rj v£>jm ki ocvi-mptrv07nofrk ii /ahsi/yrH 1 Ujj lAlk/LA j Vł^H *» j tl coin plompntg o pru z1qiq )r\ najmniej część przedmiotu obrabianego na wtórnych wspornikach (95) zwiększając sztywność przedmiotu obrabianego w wyniku odchylenia go o z góry określoną odległość.
47. 47. Frezarka według zastrz. 46, znamienna tym, że dodatkowo zaopatrzona jest w oporowy wspornik (94), sąsiadujący z uchwytem, przy czym element sprzęgający powoduje powstanie wypadkowej siły, która dociska przedmiot obrabiany do elementu dociskowego.
48. 48. Frezarka według zastrz. 46, znamienna tym, że element sprzęgający i każda z dwóch szczęk uchwytu (98) zaopatrzona jest w powierzchnię sprzęgającą z nałożoną na nią chropowatą warstwą chromowych granulek (106).
49. 49. Frezarka według zastrz. 46, znamienna tym, że przedmiot obrabiany zaopatrzony jest w drugi wykonany w nim otwór a uchwyt posiada ponadto drugi uchwyt (98), zaopatrzony w szereg równo rozstawionych szczęk, które zwymiarowane są tak, że mieszczą się w drugim otworze stabilizując położenie przedmiotu obrabianego względem uchwytu asymetrycznego
50. 50. Frezarka według zastrz. 46, znamienna tym, że dodatkowo posiada urządzenie tłumiące (100) przymocowane do uchwytu asymetrycznego.
51. 51. Frezarka według zastrz. 1, znamienna tym, że posiada ponadto obudowę (30) do obrotowego podparcia wrzeciona (12) względem uchwytu podtrzymującego przedmiot obrabiany, przy czym obudowa ta posiada oś odpowiadającą osi obrotu wrzeciona, obrotowy człon do obrotowego zamocowania obudowy do podstawy, oraz krzywkowy człon zamontowany pomiędzy obudową i podstawą do wprawiania w ruch krzywkowy obudowy względem podstawy, przy czym krzywkowy człon oddalony jest od tego obrotowego członu, a położenie osi obudowy może być regulowane względem przedmiotu obrabianego przez jej przemieszczanie po podstawie dla umożliwienia regulacji dolnego marginesu wrzeciona frezującego.
52. 52. Frezarka według zastrz. 51, znamienna tym, że krzywkowy człon posiada krzywkową powierzchnię (72).
53. 53. Frezarka według zastrz. 52, znamienna tym, że krzywkowa powierzchnia stanowi otwór (74) w obudowie.
54. 54. Frezarka według zastrz. 52, znamienna tym, ze człon krzywkowy stanowi mimośrodowy wał osadzony obrotowo w podstawie.
55. 55. Frezarka według zastrz. 51, znamienna tym, że podstawa zaopatrzona jest w wał (66) i ze obrotowy człon stanowi czop (64), ukształtowany na obudowie, przy czym czop (64) ma możliwość wykonywania ruchu obrotowego na tym wale dla zapewnienia obrotu względnego pomiędzy obudową i podstawą.
56. 56. Frezarka według zastrz. 1, znamienna tym, że uchwyt posiada ponadto parę chwytających ramion (152a, 152b), rozsuniętych na pewną odległość dla utworzenia między nimi szczeliny dla przedmiotu obrabianego, ramiona (24) połączone parą zestawionych chwytających ramion, przemieszczające tę parę chwytających ramion między położeniem pierwszym i położeniem drugim, zaciskowe ramię (154), połączone obrotowo z każdym z pary zestawionych ramion chwytających, przy czym zaciskowe ramię ma obrotowo zamocowany sworzeń (156) dla obrotowego zamocowania zaciskowego ramienia do każdego z pary zestawionych chwytających ramion, oraz sprzęgający koniec (158) wykonujący ruch obrotowy wewnątrz szczeliny, służący do sprzężenia z przedmiotem obrabianym, człon sprężysty do odchylania każdego zaciskowego ramienia w szczelinie, zderzak połączony z każdym zaciskowym ramieniem dla ograniczenia wielkości wchodzenia do szczeliny każdego z zaciskowych ramion tak, że elementy zaciskowe odsunięte są o z góry określoną odległość w położeniu rozsunięcia, przy czym ta z góry określona odległość jest mniejsza od odpowiadającej jej szerokości przedmiotu obrabianego, oraz elementy trzymające do utrzymywania każdego z zaciskowych ramion w położeniu wycofania umożliwiające sekwencyjne wejście do szczeliny pierwszego zaciskowego ramienia i drugiego zaciskowego ramienia, przy czym pierwsze zaciskowe ramię po zwolnieniu go¹ przez element utrzymujący jest przemieszczane w stronę przedmiotu obrabianego, aż do zetknięcia się zaciskowego ramienia ze zderzakiem, który określa zadane położenie pierwszego ' zaciskowego

    171 205 ramienia, a po zwolnieniu przez element utrzymujący, drugie zaciskowe ramię jest przemieszczane w stronę przedmiotu obrabianego aż do zetknięcia się z nim dociskając przedmiot obrabiany do pierwszego zaciskowego ramienia i ustawiając przedmiot obra.bia_ny w żądanym położeniu do przeniesienia.
57. 57. Frezarka według zastrz. 56, znamienna tym, że elementy przemieszczające zawierają podstawę połączoną z parą zestawionych chwytających ramion (152a, 152b), ramię (24) obrotowo zamontowane na podstawie, przy czym na tym ramieniu zamocowana jest para chwytających ramion (152a, 152b), oraz obrotowy czop połączony z tym ramieniem dla obracania go między położeniem pierwszym i drugim.
58. 58. Frezarka według zastrz. 56, znamienna tym, że położenie pierwsze znajduje się na stanowisku ładowania przedmiotu obrabianego, a położenie drugie znajduje się na stanowisku rozładowania przedmiotu obrabianego.
59. 59. Frezarka według zastrz. 56, znamienna tym, że posiada jedno pierwsze zaciskowe ramię (154), przymocowane do pierwszego z pary chwytających ramion (152a), oraz dwa drugie zaciskowe ramiona (154) przymocowane do drugiego z pary chwytających ramion (152b).
60. 60. Frezarka według zastrz. 59, znamienna tym, ze dwa drugie zaciskowe ramiona (154) rozsunięte są na pewną odległość, a jedno pierwsze zaciskowe ramię (154) umieszczone jest między dwoma drugimi zaciskowymi ramionami (154).
61. 61. Frezarka według zastrz. 56, znamienna tym, że element przytrzymujący zawiera siłownik (166) połączony z każdym z zaciskowych ramion, przy czym siłownik uaktywniany jest dla utrzymania każdego z zaciskowych ramion (154) w położeniu wycofania i zwalniany jest dla umożliwienia każdemu z zaciskowych ramion wejścia w szczelinę.
62. 62. Sposób adiabatycznej obróbki skrawaniem na sucho przedmiotu obrabianego, znamienny tym, ze mocuje się przedmiot obrabiany w sąsiedztwie narzędzia skrawającego, osłania się narzędzie skrawające dla utworzenia obudowy obwodowej dla narzędzia skrawającego, wytwarza się różnicę ciśnień miedzy obudową obwodową a otoczeniem, oraz skrawa się przedmiot za pomocą narzędzia skrawającego tak, że zasadniczo całe ciepło powstające podczas tej adiabatycznej obróbki skrawaniem przekazywane jest do powstających wiórów; przy czym przedmiot obrabiany ustawia się względem narzędzi skrawających tak, że różnica ciśnień powoduje wytworzenie strumienia płynu, który w zasadzie usuwa wióry z obwodowej obudowy, narzędzia skrawającego i przedmiotu obrabianego, w zasadzie całkowicie zapobiegając przekazywaniu ciepła od wiórów do przedmiotu obrabianego i narzędzia skrawającego, umożliwiając operację adiabatycznej obróbki skrawaniem.
63. 63. Sposób według zastrz. 62, znamienny tym, że w trakcie skrawania doprowadza się do obracania narzędzia skrawającego z szybkością obwodową co najmniej 50,8 m/s (10.000 stóp na minutę) tak, że każdy z wiórów powstaje w zasadzie w warunkach adiabatycznych.
64. 64. Sposób według zastrz. 62. znamienny tym, że skrawanie przedmiotu obrabianego przeprowadza się za pomocą wielu wkładek skrawających, z prędkością posuwu 0,2 mm/na wkładkę (0,008 cala na wkładkę) tak, że każdy z wiórów kształtowany jest w zasadzie w warunkach adiabatycznych.
65. 65. Sposób według zastrz. 62, znamienny tym, że wytwarzanie różnicy ciśnień dokonuje się- przez wytwarzanie różnicy ciśnień między obwodową obudową i otoczeniem, tak że strumień przepływu jest przepływem powietrza.
66. 66. Sposób według zastrz. 62, znamienny tym, że operację skrawania prowadzi się na sucho bez cieczy chłodząco-smarującej.
67. 67. Sposób według zastrz. 62, znamienny tym, że przy skrawaniu podaje się przedmiot obrabiany do narzędzia skrawającego z prędkościąprzynajmniej 12,7 m/min (500 cali/min).
68. 68. Sposób podtrzymywania przedmiotu obrabianego podczas obróbki skrawaniem, znamienny tym, że podtrzymuje się przedmiot obrabiany w uchwycie, doprowadza się do sprzęgnięcia co najmniej jednej krawędzi przedmiotu obrabianego z co najmniej jednym elementem zaciskowym, oraz powoduje się odchylenie co najmniej części przedmiotu obrabianego na z góry określoną odległość za pomocą przynajmniej jednego elementu zaciskowego i doprowadza się do dodatkowego usztywnienia przedmiotu obrabianego w wyniku tego odchylenia.

    171 205
69. 69. Sposób według zasnO. 68, znamienny tym, że podpieranie przedmiotu obrabianego dokonuje się na co najmniej trzech wspornikach.

    rur «Źa ΛΛίνΛ/^ιικ» . uo, Łnaiiiivunj ijiil, X.v purtuuuju ύΐγ vuvuy 1V1HU piz,uuuuui.u

    5Ób 'rnntn *vvuiuł obrabianego mniejsze od odłezofnj tolerancji wykonania przedmiotu obrabianego.
70. 71. Sposób według zasnO. 68, znamienny tym, że dodatkowo do uchwytu montuje się wtórny wspornik oraz powoduje się, że co najmniej jeden z elementów zaciskowych wytwarza siłę wypadkową, która dosuwa przedmiot obrabiany do wspornika.
71. 72. Sposób według zastrz. 68, znamienny tym, że ponadto ogranicza się wielkość odchylenia do z góry określonej odległości.
72. 73. Sposób podtrzymywania przedmiotu obrabianego podczas obróbki skrawaniem, mającego w sobie co najmniej jeden otwór, znamienny tym, że podtrzymuje się przedmiot obrabiany w uchwycie, asymetrycznie sprzęga się go z tym otworem, tak aby spowodować odchylenia co najmniej części przedmiotu obrabianego o z góry Określoną odległość, doprowadza się do dodatkowego usztywnienia przedmiotu obrabianego w wyniku tego odchylenia.
73. 74. Sposób według oastro. 73, znamienny tym, że podparcie przedmiotu obrabianego dokonuje się co najmniej na trzech wspornikach.
74. 75. Sposób według zastrz. 73, znamienny tym, że ponadto ogranicza się odchylenie przedmiotu obrabianego do z góry określonej odległości.
75. 76. Sposób według zaste. 75, znamienny tym, że powoduje się, że przedmiot obrabiany odchyla się mniej, niż w granicach zadanej tolerancji wykonania przedmiotu obrabianego.
76. 77. Sposób podtrzymywania przedmiotu obrabianego podczas obróbki skrawaniem, mającego w sobie co najmniej jeden otwór, znamienny tym, że podtrzymuje się przedmiot obi abiany w uchwycie, doprowadza się do sprzęgnięcia co najmniej jednej krawędzi przedmiotu obrabianego z co najmniej jednym elementem zaciskowym, powoduje się sprzężenie otworu z uchwytem niesymetrycznym zaopatrzonym w co najmniej dwie szczęki rozmieszczone względem siebie pod kątem mniejszym niż 180°, doprowadza się do otwarci a uchwytu asymetrycznego aż do sprzęgnięcia co najmniej dwóch szczęk z przedmiotem obrabianym, powoduje się odchylenie co najmniej części przedmiotu obrabianego na z góry określoną odległość za pomocą przynajmniej dwóch szczęk i przynajmniej jednego elementu zaciskowego, doprowadza się do dodatkowego usztywnienia przedmiotu obrabianego w wyniku jego odchylenia.
77. 78. Sposób według zastro. 77. znamienny tym, że pedainrafle przedmiotu obrabianego dokonuje się na co najmniej trzech wspornikach.
78. 79. Sposób według zaste. 77, znamienny tym, że w etapie odchylania powoduje się odchylenie przedmiotu obrabianego mniejsze od oałeżonnJ tolerancji wykonania przedmiotu obrabianego.