PL184720B1

PL184720B1 - Narzędzie skrawające z uniwersalnym gniazdem do wkładek skrawających

Info

Publication number: PL184720B1
Application number: PL97333835A
Authority: PL
Inventors: Amir M. Satran; Igor Varshavsky; Yuri Men
Original assignee: Iscar Ltd
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1997-12-16
Publication date: 2002-12-31
Also published as: US6164878A; HUP0002918A3; EP0964763B1; KR100481245B1; TW334367B; NO992444L; EP0944451A1; JP3834067B2; KR20000057592A; HU225274B1; CZ297840B6; RU2186661C2; TW409084B; CA2274480C; CA2274480A1; CN1088416C; HU223291B1; JP2001506187A; WO1998026893A1; JP3830977B2

Abstract

1 . Narzedzie skrawajace z uniwersalnym gniazdem do wkladek skrawajacych, wyposazone w oprawke z przynaj- mniej jednym gniazdem dla wkladki skrawajacej i w przynaj- mniej jedna wkladke skrawajaca zaopatrzona w usytuowana dookola jej osi powierzchnie górna ograniczona krawedzia tnaca, w powierzchnie dolna i w powierzchnie boczna zna- mienne tym, ze oprawka (50) jest przeznaczona do osadze- nia w niej jednej wkladki skrawajacej (10) przestawianej obrotowo do n polozen roboczych i kolejnej wkladki skra- wajacej (10)przestawianej obrotowo do m x n polozen robo- czych, przy czym n = 3 i m = 2, a ta oprawka (50) jest zaopatrzona w przynajmniej jedno gniazdo (52) dla wkladki skrawajacej, wspólosiowe z osia wkladki skrawajacej (10), zaopatrzone w dolna powierzchnie przylegania (54) dla powie- rzchni dolnej (16) wkladki skrawajacej (10) i w trzy rozmiesz- czone równomiernie katowo i w równej odleglosci od osi boczne powierzchnie oporowe (56,58,60), oraz w zaglebienie (74) usytuowane miedzy dwoma powierzchniami oporowymi (56, 58) 1 w nastepne zaglebienie (76) usytuowane miedzy ko- lejnymi dwoma powierzchniami oporowymi (58, 56). przy czym te zaglebienia (74, 76), m aja taki ksztalt, ze obrys zew- netrznych powierzchni oporowych (56,60) powstaly w wyni- ku ich obrotu o 360°/ (m x n) dookola osi wkladki skrawajacej miesci sie wewnatrz tych zaglebien (74. 76) F IG 5 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest narzędzie skrawające z uniwersalnym gniazdem do wkładek skrawających, wyposażone w oprawkę i w przynajmniej jednąwkładkę skrawającą, zaopatrzoną w usytuowaną dookołajej osi powierzchnię górną ograniczoną krawędzią tnącą o powtarzalnym symetrycznie obrotowo kształcie, w powierzchnię dolną i w powierzchnię boczną.

Znane są wkładki skrawające wykonane z materiału twardego, z krawędzią tnącą o kołowym, wielobocznym lub innym powtarzalnym symetrycznie obrotowo kształcie, mocowane w gniazdach oprawki. Podczas wykonywania obróbki (toczenie, frezowanie itp.) tylko część krawędzi tnącej obrabia przedmiot obrabiany. Długość tej części krawędzi tnącej zależy od głębokości skrawania. Po zużyciu jednej części krawędzi tnącej o kształcie regularnym (przykładowo wielobocznym) wkładkę skrawającąobraca się w gnieździe i uzyskuje się nową, nadającąsię do obróbki część krawędzi tnącej.

W przypadku wkładki skrawającej o wielobocznej krawędzi tnącej, wkładka podczas wykonywania obróbki musi być skutecznie zabezpieczona obrotowo w gnieździe, przeciwstawiając powstającej podczas obróbki się sile skrawania. Do tego celu służą powierzchnie przylegania wielobocznej wkładki do powierzchni przylegania gniazda. W przypadku gdy siła skrawania powoduje powstanie dużego momentu obrotowego wkładki, zwłaszcza dla wkładki wielobocznej o dużej ilości boków, geometria wkładki może się okazać niedostateczna dla uzyskania odpowiednio dużej reakcji przeciwstawiającej się momentowi obrotowemu spowodowanemu przez siłę skrawania.

W przypadku wkładki skrawającej o kołowej krawędzi tnącej wkładka dla uzyskania nowej części krawędzi tnącej teoretycznie może być obracana o dowolny kąt. W praktyce jednak stosuje się obracaniejej o określony kąt. Ten kątjest nazywany „podziałkąkątową” wkładki skrawającej.

Dla zapewnienia optymalnej użyteczności wkładki skrawającej z kołową krawędzią tnącą koniecznejest skuteczne zabezpieczeniejej przed obrotem z roboczego położenia kątowego i ograniczenie w ten sposób zużycia określonej części krawędzi tnącej.

Opracowano wiele rozwiązań dotyczących zabezpieczenia przed obrotem wkładki skrawającej z kołową krawędzią tnącą. Rozwiązania te dzielą się na dwie grupy, a mianowicie na „kołkowane” i „powierzchniami przylegania”.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych AP nr US 5,296,288 i z europejskiego opisu patentowego nr EP 300,172 znane są rozwiązania kołkowane. Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych AP nr US 3,346,336 znane jest rozwiązanie z powierzchniami przylegania. Wszystkie te rozwiązania majątę wadę, że nie umożliwiają sprostania dużym momentom obrotowym, ze względu na małe wymiary, złe usytuowanie i ukierunkowanie powierzchni przylegania.

Jak wynika z powyższego wymagania dla skutecznego umocowania wkładki skrawającej w gnieździe są ściśle związane z kształtem krawędzi tnącej. Z tego powodu każdy rodzaj wkładki skrawającej, trójkątnej, prostokątnej, kwadratowej względnie kołowej wymaga odpowiedniej konstrukcji oprawki i kształtu gniazda. Wskutek tego stosowanie wielu typów wkładek skrawających wymaga poniesienia wydatków na uzyskanie i magazynowanie wielu typów oprawek, oraz na dodatkową pracochłonność wymiany całego narzędzia skrawającego między poszczególnymi operacjami obróbczymi.

Celem zmniejszenia tych kosztów i pracochłonności opracowano system oparty na zastosowaniu wymiennych adapterów. Jako osiągalne w handlu przykłady takich układów mogą służyć system „Modulmill” firmy SANDVIK Coromant i system „NOVEX F 2010” firmy Montanwerke Walter GmbH. W tych systemach zastosowano wymienne adaptery zaopatrzone w gniazda, których geometria jest dostosowana do wkładki skrawającej. Jakkolwiek te systemy umożliwiają zastosowanie jednej oprawki do różnych wkładek skrawających, to jednak wymiana adapterów jest bardzo pracochłonna w czasie demontażu i montażu narzędzia.

Celem wynalazkujest opracowanie konstrukcji takiego narzędzia skrawającego z uniwersalnym gniazdem do wkładek skrawających, które wyeliminuje niedogodności znanych dotychczas narzędzi skrawających, a zwłaszcza umożliwi zastosowanie różnych wkładek skrawających, z różną

184 720 ilością położeń roboczych, w jednym gnieździe jednej oprawki. Celem wynalazku jest również opracowanie konstrukcji wkładki skrawającej i oprawki dla takiego narzędzia skrawającego.

Cel ten zrealizowano według wynalazku przez opracowanie konstrukcji narzędzia skrawającego, w którym oprawka jest przeznaczona do osadzenia w niej jednej wkładki skrawającej przestawianej obrotowo do n położeń roboczych i kolejnej wkładki skrawającej przestawianej obrotowo domxn położeń roboczych, przy czym n > 3 i m > 2. Oprawkaj est zaopatrzona w przynajmniej jedno gniazdo dla wkładki skrawającej, współosiowe z osią wkładki skrawającej, zaopatrzone w dolną powierzchnię przylegania dla powierzchni dolnej wkładki skrawającej i w trzy rozmieszczone równomiernie kątowo i w równej odległości od osi boczne powierzchnie oporowe, oraz w zagłębienie usytuowane między dwoma powierzchniami oporowymi i w następne zagłębienie usytuowane między kolejnymi dwoma powierzchniami oporowymi. Zagłębienia mają taki kształt, że obrys zewnętrznych powierzchni oporowych powstały w wyniku ich obrotu o 360°/ (m x n) dookoła osi wkładki skrawającej mieści się wewnątrz tych zagłębień.

Płaszczyzna, lewej powierzchni oporowej powstaje korzystnie z obrotu prawej powierzchni oporowej o 360°/ n.

Lewa powierzchnia oporowa i środkowa powierzchnia oporowa sąkorzystnie współpłaszczyznowe.

Korzystnie n = 4 i m = 2.

Odmianę rozwiązania wynalazku stanowi narzędzie skrawające, którego wkładka skrawająca, o n-krotnej symetrii, dla pewnych wartości n, gdzie n > 3, przyjmuje wyłącznie n położeń roboczych w gnieździe oprawki mającym kształt umożliwiający zamocowanie wkładek skrawających o n-krotnej symetrii obrotowej i m x n - krotnej symetrii obrotowej, dla pewnych wartości m, gdzie m > 2. Wkładka skrawająca ma budowę jednolitą i jest zaopatrzona w powierzchnię górną ograniczoną krawędzią tnącą w powierzchnię dolną, w powierzchnię boczną i w oś środkową. Powierzchnia boczna ma taki kształt, że obrys przekroju wkładki bliskiego jej powierzchni dolnej, prostopadłego do jej osi, ma kształt zagłębiony i zawiera n naroży rozmieszczonych równomiernie dookoła osi, zgodnie z n-krotną symetrią obrotową powierzchni przylegania, oraz jest zaopatrzona w występy oporowe usytuowane na zewnątrz powierzchni bocznej między narożami. Występy oporowe mieszczą się wewnątrz obrysu naroży powstałego w wyniku ich obrotu o 360°/ n dookoła osi.

Powierzchnia boczna wkładki skrawającej ma korzystnie taki kształt, że obrys przekroju wkładki skrawającej w pobliżu jej powierzchni górnej, prostopadły do jej osi ma kształt niezagłębiony.

Położenie naroży wkładki skrawającej jest korzystnie zgodne z położeniem naroży regularnego wieloboku o n bokach.

Powierzchnia boczna wkładki skrawającej ma taki kształt, że obrys przekroju wkładki skrawającej w pobliżu jej powierzchni górnej, prostopadły do jej osi ma kształt zagłębiony.

Korzystnie n = 4 i m = 2.

Inną odmianę rozwiązania wynalazku stanowi narzędzie skrawające, którego wkładka skrawająca o n-krotnej symetrii dla pewnych wartości«, gdzie n > 3, przyjmuje wyłącznie n położeń roboczych w gnieździe oprawki mającym kształt umożliwiający zamocowanie wkładek skrawających o n-krotnej symetrii obrotowej i m x n-krotnej symetrii obrotowej, dla pewnych wartości m, gdzie m> 2. Wkładka skrawająca ma budowęjednolitąi jest zaopatrzona w powierzchnię górną ograniczonąkrawędziątnącą, w powierzchnię dolną w powierzchnię boczną i w oś środkową. Powierzchnia boczna ma taki kształt, że obrys przekroju wkładki skrawającej bliskiego jej powierzchni dolnej, prostopadłego do jej osi, ma kształt zagłębiony i zawiera n naroży rozmieszczonych równomiernie dookoła osi, zgodnych z n-krotną symetrią, obrotową powierzchni przylegania, oraz występy oporowe usytuowane na zewnątrz powierzchni bocznej między narożami, przy czym występy oporowe mieszczą się wewnątrz obrysu naroży powstałego w wyniku ich obrotu o 360°/ n dookoła osi, oraz w oprawkę zaopatrzoną w przynajmniej jedno gniazdo dla wkładki skrawającej, zaopatrzone w dolną powierzchnię przylegania dla powierzchni dolnej wkładki skrawającej i w trzy boczne powierzchnie oporowe, stykające się z odpowiednimi trzema powierzchniami

184 720 przylegania wkładki skrawającej, oraz w zagłębienie usytuowane między dwoma powierzchniami oporowymi, w którym mieści się pierwszy występ oporowy i w następne zagłębienie usytuowane między kolejnymi dwoma powierzchniami oporowymi, w którym mieści się kolejny występ oporowy.

Dalsząodmianę rozwiązania wynalazku stanowi narzędzie skrawające, wyposażone w oprawkę z przynajmniej jednym gniazdem dla wkładki skrawającej zaopatrzonym w dolnąpowierzchnię oporową i w boczne powierzchnie oporowe, w pierwszą wkładkę skrawającą zamocowaną w tym gnieździe, zaopatrzoną w powierzchnię górną, w powierzchnię dolną i w powierzchnię boczną, przy czym ta powierzchnia boczna jest zaopatrzona w powierzchnie przylegania o mx «-krotnej symetrii obrotowej dookoła osi, a położenie tej pierwszej wkładki skrawającej jest ustalone za pomocą powierzchni oporowych gniazda w m x « kątowych położeniach roboczych dla przynajmniej jednej wartości « i m, przy czym « > 4 i m > 2, oraz w kolejną wkładkę skrawającą zamocowaną w tym gnieździe, zaopatrzonąw powierzchnię górną, w powierzchnię dolną i w powierzchnię boczną, przy czym ta powierzchnia boczna jest zaopatrzona w powierzchnie przylegania o tylko n-krotnej symetrii obrotowej dookoła osi, a położenie tej kolejnej wkładki skrawającej jest ustalone za pomocą powierzchni oporowych gniazda w tylko « kątowych położeniach roboczych. Powierzchnia boczna wkładki skrawającej ma taki kształt, że obrys przekroju wkładki skrawającej w pobliżu jej powierzchni dolnej, prostopadłego do jej osi ma kształt zagłębiony.

Powierzchnia boczna wkładki skrawającej ma korzystnie taki kształt, że obrys prostopadłego do jej osi przekroju, w pobliżu jej powierzchni górnej ma kształt niezagłębiony.

Prostopadły do osi wkładki skrawającej przekrój, w pobliżujej powierzchni górnej, stanowi korzystnie odwzorowanie regularnego wieloboku o m x « bokach.

Prostopadły do osi wkładki skrawającej przekrój, w pobliżu jej powierzchni górnej, ma kształt kołowy.

Powierzchnia boczna pierwszej wkładki skrawającej ma korzystnie taki kształt, że obrys prostopadłego do jej osi przekroju, w pobliżu jej powierzchni górnej, ma kształt zagłębiony.

Powierzchnia boczna kolejnej wkładki skrawającej ma korzystnie taki kształt, że obrys prostopadłego do jej osi przekroju, w pobliżu jej powierzchni dolnej, ma kształt zagłębiony.

Obrys prostopadłego do osi wkładki skrawającej przekroju, w pobliżu jej powierzchni dolnej zawiera korzystnie n naroży rozmieszczonych kątowo dookoła osi wkładki, odpowiadających rozmieszczonym z «-krotną symetrią obrotową powierzchniom przylegania, oraz występy oporowe usytuowane na zewnątrz powierzchni bocznej, między tymi narożami. Występy oporowe majątaki kształt, że mieszczą się wewnątrz obrysu naroży powstałego w wyniku ich obrotu o 360°/ « dookoła osi.

Położenie naroży wkładki skrawającej jest korzystnie zgodne z położeniem naroży regularnego wieloboku, o « bokach.

Powierzchnia boczna kolejnej wkładki skrawającej ma korzystnie taki kształt, że obrys przekroju wkładki, w pobliżu jej powierzchni górnej, prostopadły do jej osi ma kształt niezagłębiony.

Gniazdo oprawki jest korzystnie zaopatrzone w trzy rozmieszczone kątowo i w tej samej odległości od osi wkładki skrawającej powierzchnie oporowe, oraz jest zaopatrzone w zagłębienie usytuowane między dwoma powierzchniami oporowymi i w następne zagłębienie usytuowane między kolejnymi dwoma powierzchniami oporowymi. Zagłębienia mają taki kształt, że obrys zewnętrznych powierzchni oporowych powstały w wyniku ich obrotu o 360°/ « dookoła osi mieści się wewnątrz tych zagłębień.

Płaszczyzna lewej powierzchni oporowej korzystnie powstaje z obrotu prawej powierzchni oporowej o 360o «.

Płaszczyzny lewej powierzchni oporowej i środkowej powierzchni oporowej sąkorzystnie współpłaszczyznowe.

Korzystnie « = 4 i m = 2.

184 720

Jeszcze inną odmianę rozwiązania wynalazku stanowi narzędzie skrawające wyposażone w oprawkę z przynajmniej jednym gniazdem dla wkładki skrawającej zaopatrzonym w dolnąpowierzchnię oporową i w boczne powierzchnie oporowe, przy czym kierunek posuwu narzędzia jest zależny od położenia tych powierzchni oporowych, w pierwszą wkładkę skrawającą zamocowaną w tym gnieździe, zaopatrzoną w powierzchnię górną ograniczoną przez krawędź tnącą, w powierzchnię dolną i w powierzchnię boczną, przy czym ta powierzchnia boczna jest zaopatrzona w powierzchnie przylegania o n-krotnej symetrii obrotowej dookoła osi, a położenie tej pierwszej wkładki skrawającej jest ustalone za pomocąpowierzchni oporowych gniazda w n kątowych położeniach roboczych dla przynajmniej jednej wartości n, gdzie n > 3, przy czym ta pierwsza wkładka skrawająca ma taki kształt, że po jej zamocowaniu w gnieździe część roboczajej krawędzi tnącej jest usytuowana pod pierwszym kątem przystawienia względem kierunku posuwu narzędzia, oraz w kolejnąwkładkę skrawającązamocowaną w tym gnieździe, zaopatrzoną w powierzchnię górną ograniczoną przez krawędź tnącą, w powierzchnię dolną i w powierzchnię boczną, przy czym ta powierzchnia boczna jest zaopatrzona w powierzchnie przylegania o n-krotnej symetrii obrotowej dookoła osi, o takim położeniu, że ta kolejna wkładka skrawająca opiera się na powierzchniach oporowych w n położeniach roboczych i ma taki kształt, że po jej zamontowaniu w gnieździe jest usytuowana pod kolejnym kątem przystawienia względem kierunku posuwu narzędzia, różniącym się od pierwszego kąta przystawienia.

Pierwszy kąt przystawienia korzystnie różni się od drugiego kąta przystawienia o kąt wynoszący około 180°/ n.

Korzystnie n = 4.

W rozwiązaniu według wynalazku w gnieździe jednej oprawki narzędzia skrawającego są mocowane wkładki skrawające o różnych ilościach przestawnych położeń roboczych i różnych geometriach krawędzi tnącej. Idea wynalazku polega, na konstrukcji gniazda z trzema powierzchniami oporowymi, przy czym geometria gniazda uniemożliwia umieszczenie wkładki skrawającej w niewłaściwym położeniu w gnieździe. Przestawne wkładki skrawające według wynalazku mogą być wykorzystane jako zestaw kompletów wkładek skrawających dla oprawek o takim samym kształcie i rozmiarze. Wkładki skrawające i ich gniazda według wynalazku przedstawiają dużą wartość w wielu zastosowaniach obróbkowych, przykładowo we frezowaniu, rozwiercaniu, kalibrowaniu, toczeniu. Kołowe względnie wieloboczne wkładki skrawające według wynalazku mogą być zamocowane w swych gniazdach dokładnie i skutecznie w każdym położeniu roboczym, przenosząc duże siły wynikające z przyłożonego do narzędzia skrawającego dużego momentu obrotowego.

Wynalazek jest przykładowo wyjaśniony na rysunku, na którym: fig. 1A przedstawia wkładkę skrawającą według wynalazku z kołową krawędzią tnącą, w widoku perspektywicznym,fig. 1B-wkładkę skrawającąwedług fig. 1A, w widoku z boku, fig. 1C-wkładk.ę skrawającą według fig. 1A, w przekroju I-I według fig. 1B, fig. 1D - wkładkę skrawającą według fig. 1A, w przekroju II-II według fig. 1C,fig. 1E - wkładkę skrawającą według fig. 1 A, w widoku z góry, fig. 2A - oznaczenia kątów fragmentu dolnego przekroju poziomego wkładki skrawającej według wynalazku, fig. 2B - geometria dolnego przekroju poziomego wkładki skrawającej, jako wynik zwielokrotnienia fragmentu według fig. 2A, fig. 3 - narzędzie skrawające według wynalazku, częściowo zdemontowane, wyposażone w cztery wkładki skrawające, w widoku perspektywicznym, fig. 4 - jedno z gniazd oprawki według fig. 3, w widoku perspektywicznym i w powiększeniu, fig. 5 - geometrię przylegania dolnej części wkładki skrawającej według fig. 1A do gniazda według fig. 4, w przekroju poziomym, fig. 6 - geometrię styku powierzchni przylegania wkładki skrawającej według fig. 1A z powierzchnią oporową gniazda według fig. 4, w przekroju VI-VI według fig. 5, fig. 7A-7E - odmianę wkładki skrawającej według wynalazku z wieloboczną krawędzią tnącą, w widokach według fig. 1A-1E, fig. 8A - inną odmianę wkładki skrawającej według wynalazku, ze zmniejszoną, ilością położeń roboczych, mocowaną w gnieździe według fig. 4, w widoku perspektywicznym, fig. 8B - wkładkę skrawającą według fig. 8A, w widoku z boku, fig. 8C - wkładkę skrawającą według fig. 8A, w przekroju osiowym, fig. 8D wkładkę skrawającą według fig. 8A, w widoku z góry, fig. 8E - wkładkę skawającąwedług fig. 8A,

184 720 uzupełnioną liniami uwidoczniającymi geometrię bocznych powierzchni przylegania wkładki, w widoku z dołu, fig. 8F - wkładkę skrawającą według fig. 8A, uzupełnioną liniami konstrukcyjnymi, porównującymi geometrię bocznych powierzchni przylegania wkładki z geometriąpowierzchni przylegania wkładek według fig. 1i 7, o bardziej wielokrotnej symetrii obrotowej, w widoku z dołu, fig. 9A - dalszą odmianę wkładki skrawającej według wynalazku, ze zmniejszonąilościąjej położeń roboczych w gnieździe według fig. 4, w widoku perspektywicznym, fig. 9B - wkładkę skrawającą według fig. 9A, w widoku z boku, fig. 9C - wkładkę skrawającąwedług fig. 9A, w przekroju osiowym, fig. 9D - wkładkę skrawającą według fig. 9A, w widoku z góry, fig. 9E - wkładkę skrawającą według fig. 9A, uzupełnioną liniami uwidoczniającymi geometrię powierzchni przylegania wkładki, w widoku z dołu, fig. 9F - wkładkę skrawającą według fig. 9A, uzupełnioną liniami porównującymi geometrię powierzchni przylegania wkładki z geometrią powierzchni przylegania wkładki według fig. 1 i 7, w widoku z dołu, fig. 10 i 11 - geometrię przylegania wkładki skrawającej do powierzchni oporowych gniazda oprawki i kąt przystawienia dla wkładek skrawających według fig. 8A i 9a zamocowanych w gnieździe według fig. 4, w przekroju według fig. 5, fig. 12 i 13 - wyniki próby nieprawidłowego mocowania wkładek skrawających według fig. 8A i 9A w gnieździe według fig. 4, w przekroju według fig. 10 i 11, fig. 14 odmianę wkładki skrawającej według fig. 8A, z krawędziami tnącymi zaopatrzonymi w zagłębienia, w widoku z dołu, fig. 15 - geometrię przylegania zestawu wkładek skrawających trójkątnych i sześciokątnych, w przekroju poziomym, a fig. 16 - ge orne erię przyle gan ia zestaiwi wkładek spawających pięciokątnych i dziesięciokątnych, w przekroju poziomym.

Wynalazek dotyczy narzędzia skrawającego z uniwersalnym gniazdem do wkładek skrawających, wyposażonego we wkładki skrawające kołowe i wieloboczne, z powierzchniami bocznymi zaopatrzonymi w powierzchnie przylegania umożliwiające przeniesienie dużych momentów obrotowych, oraz w odpowiednie gniazda oprawki. Geometria powierzchni przylegania umożliwia zastosowanie zestawu wkładek skrawających z różnymi ilościami położeń roboczych i z różnymi kątami przystawienia, mocowanych w gniazdach o jednej geometrii.

Figury 1A-1E przedstawiają wkładkę skrawającą 10 według wynalazku.

Wkładka skrawająca 10 jest zaopatrzona w powierzchnię górną 12 ograniczoną przez krawędź tnącą 14, w powierzchnię dolną 16 i w powierzchnię boczną 18. Kształt powierzchni bocznej 18 zmienia się wzdłuż wysokości wkładki skrawającej 10. W pobliżu powierzchni górnej 12 kształt powierzchni bocznej 18 jest zgodny z kształtem kołowej względnie wielobocznej krawędzi tnącej 14. W dolnej części wkładki skrawającej 10 powierzchnia boczna 18 jest zaopatrzona w powierzchnie przylegania, korzystnie usytuowane w zagłębieniach mających postać kanałów, w niektórych przypadkach o kształcie litery V, co upodabnia przekrój poziomy dolnej części wkładki do gwiazdy n-ramiennej.

Określenie „gwiazda «-ramienna” użyte w opisie i w zastrzeżeniach patentowych oznacza wielobok symetryczny obrotowo z n narożami, połączonymi ze sobą za pomocą linii łamanej o kształcie litery V. Przykład takiej 5-cio ramiennej gwiazdyjest przedstawiony na fig. 2B. Dolna powierzchnia boczna w pewnych rozwiązaniach wkładki według wynalazku jest określona jako mająca „w przybliżeniu”, względnie „zasadniczo” kształt gwiazdy «-ramiennej, ponieważ naroża, oraz ewentualnie zagłębienia linii łamanej o kształcie litery V mogą być względnie są zaokrąglone.

Wynalazek może zostać zastosowany dla szerokiej gamy wkładek skrawających z krawędziami tnącymi symetrycznymi obrotowo. Określenie „symetryczne obrotowo” zostało użyte w opisie i w zastrzeżeniach patentowych dla kształtów, których część powtarza się po obrocie o kąt 360°/ n, gdzie n wynosi przynajmniej 3. W tym określeniu zawierają się wieloboki o trzech lub większej ilości boków z kombinacjami prostych względnie zaokrąglonych części tych boków. W tym określeniu zawiera się również kształt kołowy, względnie modyfikacje wymienionych kształtów, z powtarzającym się wzorem nałożonym na kształt zasadniczy. Przykładami takich wzorów mogą być krawędzie tnące o kształcie falistym, półokrągłym lub ząbkowanym. Symetria obrysu dolnego poziomego przekroju wkładki skrawającej według wynalazku, jeżeli niejest to zaznaczone wyraźnie inaczej, pokrywa się z symetriąpoziomego przekroju powierzch10

184 720 ni przylegania. Krawędź tnąca może wykazywać symetrię równą względnie wielokrotną w stosunku do symetrii powierzchni przylegania.

Ani symetria obrotowa, ani geometria gwiazdy n-ramiennej nie oznaczają, że jest to symetria odbicia lustrzanego. W przypadkach gdy warunki obróbki powodują powstawanie momentu obrotowego w jednym tylko kierunku, wkładka według wynalazku może być niesymetryczna obrotowo i może mieć powierzchnie przylegania odpowiadającejednokierunkowemu momentowi obrotowemu. Wynalazek jest natomiast przedstawiony na przykładzie rozwiązania wkładki symetrycznej obrotowo dla momentu obrotowego dwukierunkowego.

Wyjaśnienia wymaga użyte dalej w opisie i w zastrzeżeniach patentowych określenie „oś wkładki”. Należy ją rozumieć jako oś symetrii obrotowej krawędzi tnącej. Rozumie się równocześnie, że wkładka przylega do gniazda oprawki swą powierzchnią dolną, krawędź tnąca jest usytuowana na górnej powierzchni wkładki, a oś wkładki ma położenie pionowe.

Geometria powierzchni przylegania umożliwia zastosowanie wkładek skrawających o mniej krotnej symetrii w gniazdach przeznaczonych dla wkładek skrawających o więcej krotnej symetrii.

Wyjaśnienia wymagają użyte dalej w opisie i w zastrzeżeniach patentowych określenia „kształt zagłębiony” i „kształt niezagłębiony”. Określenie „kształt zagłębiony” jest użyte w przypadku kształtu lub powierzchni wklęsłej względnie zaopatrzonej w zagłębienie. Zagłębie nie oznacza część o kształcie lub powierzchni, która jest usytuowana wewnątrz urojonej prostej łączącej sąsiednie punkty tego kształtu lub tej powierzchni. Określenie „kształt niezagłębiony” jest użyte w przypadku gdy kształt lub powierzchnia nie zawierają elementu zagłębionego. W tym rozumieniu gwiazda n-ramienna ma kształt zagłębiony, natomiast wielobok regularny ma kształt niezagłębiony.

Powierzchnia górna 12 wkładki skrawaj ącej 10, stanowiąca równocześniejej powierzchnię natarcia, jest w tym rozwiązaniu zaopatrzona w nachylonąpowierzchnię obwodową 20 zakończonąna swym obwodzie zewnętrznym krawędzią tnącą 14 i w płaską powierzchnię wewnętrzną 22, prostopadłą do osi wkładki skrawającej 10.

Powierzchnia górna 12 może być zaopatrzona w elementy kształtowania wióra, w postaci występów o odpowiednim kształcie. Przykład takiego rozwiązaniajest przedstawiony na fig. 1E. Wkładkę skrawającą uważa się za symetryczną obrotowo niezależnie od faktu, że niektóre elementy usytuowane na jej powierzchni górnej nie są zgodne z tą symetrią.

Płaska powierzchnia wewnętrzna 22 (fig. 1D) przecina się, na swej krawędzi wewnętrznej, z cylindrycznym poszerzeniem 24 środkowego otworu 26 przeznaczonego dla nie uwidocznionej śruby mocującej. Zespół mocowania wkładki skrawającej nie jest przedmiotem wynalazku, natomiast przedmiotem wynalazku są modyfikacje wkładki skrawającej, dostosowujące ją do aktualnie zastosowanego zespołu mocowania.

W pewnych rozwiązaniach powierzchnia boczna 18 wkładki skrawającej 10 ma taki kształt, że jej przekrój prostopadły do osi i zbliżony do powierzchni górnej 12 jest niezagłębiony, natomiast jej przekrój prostopadły do osi i zbliżony do powierzchni dolnej 16 jest zagłębiony i ma kształt n-krotnie symetryczny obrotowo i jest zaopatrzony w części zagłębione powierzchni przylegania, stanowiące miejsca przyłożenia przeciwległych względem osi wkładki sił tworzących moment obrotowy.

Powierzchnia boczna 18 jest podzielona, wzdłuż wysokości wkładki, na przynajmniej dwie, a korzystnie trzy części. Górna powierzchnia przyłożenia 28, zbliżona do krawędzi tnącej 14, ma przekrój o kształcie niezagłębionym. Część dolna 30 powierzchni bocznej 18 łączy się z górnąpowierzchnią przyłożenia 28 częścią pośrednią 32 mającą kształt umożliwiający przejście od górnej powierzchni przyłożenia 28 do części dolnej 30 powierzchni bocznej 18. Część pośrednia 32 i część dolna 30 powierzchni bocznej 18 sązaopatrzone w usytuowane z przeciwległych względem osi wkładki skrawającej stron powierzchnie przylegania, umożliwiające przejęcie sił wynikających z momentu obrotowego.

Górna powierzchnia przyłożenia 28 wkładki skrawającej 10 według wynalazku stanowi odwzorowanie jej krawędzi tnącej. W związku z tym górna powierzchnia przyłożenia 28 ma postać stożka ściętego, o przekroju zgodnym z kołowym kształtem krawędzi tnącej. Górna powie184 720 rzchnia przyłożenia 28 jest usytuowana w dół od krawędzi tnącej 14 na przynajmniej jednej dziesiątej wysokości wkładki skrawającej 10.

Górna powierzchnia przyłożenia 28 jest zwykle nachylona względem osi wkładki skrawającej 10 pod kątem ψ (fig. 1B). Kąt ψjest określany zwykle jako „pierwszy kąt przyłożenia” i wynosi korzystnie poniżej 20°, korzystnie około 7°. Dla wkładki o ujemnym kącie natarcia kąt ψ wynosi około 0° i wówczas górna powierzchnia przyłożenia 28 jest cylindryczna.

Część dolna 30 powierzchni bocznej 18 ma kształt ściętej piramidy z kanałami 34 utworzonymi między narożami 36. Kanały 34 mają korzystnie przekrój o kształcie litery V.

Część dolna 30 powierzchni bocznej 18 sięga od powierzchni dolnej 16 wkładki skrawającej 10 do powierzchni prostopadłej do osi wkładki oznaczonej na fig. 1B jako przekrój I-I. Część dolna 30, powierzchni bocznej 18 sięga korzystnie na wysokość przynajmniej około jednej ósmej, a korzystniej jednej czwartej wysokości wkładki. Zależnie od kształtu części pośredniej 32 część dolna 30 powierzchni bocznej 18jest usytuowana na większej części wysokości powierzchni bocznej 18.

Część dolna 30 powierzchni bocznej 18 jest zaopatrzona w n naroży 36, zaopatrzonych w krawędzie, stanowiące łagodne połączenie ze sobąpłaskich, przeciwległe nachylonych sąsiednich powierzchni przylegania 38. W miejscach łączenia się ze sobą sąsiednich naroży 34 sąsiednie powierzchnie przylegania 38 przecinają się w miejscu dna 40. Ilość naroży jest równa ilości przestawnych do położenia roboczego części wkładki. Dla wkładki z kołową krawędzią tnącą n wynosi korzystnie przynajmniej 5, a zwykle 8 lub więcej.

Figury 2A i 2B przedstawiająuproszczony przekrój poziomy części dolnej 30 powierzchni bocznej 18 wkładki skrawającej w przypadku n - 5, czyli mający kształt gwiazdy pięcioramiennej (fig. 2B) utworzonej przez obrót zagłębienia według fig. 2A o symetrycznych względem promienia środkowego ramionach. Kąt β rozstawienia naroży wynosi 360°/ n.

W pewnych rozwiązaniach według wynalazku dwie oddalone od siebie powierzchnie przylegania 38 są współpłaszczyznowe. W prostym przykładzie, gdy n = 8, może to zostać osiągnięte wówczas, gdy symetryczne ramiona zagłębienia według fig. 2A są usytuowane pod kątem γ względem promienia dwusiecznego, wynoszącym (90°-β/2°). Odpowiedni kąt α wynosi wówczas (90°-β°). W tym przypadku wkładki ośmioramiennej a=45°, β=45°, a γ = 67,5°. W przypadku większej ilości naroży, współpłaszczyznowe powierzchnie przylegania mogąbyć usytuowane obrotowo w odległości dwóch lub więcej naroży od siebie.

W pewnych rozwiązaniach wkładki skrawającej 10 dwie oddalone od siebie powierzchnie przylegania 38 mogą mieć prostopadłe względem siebie przecięcia z przekrojem wkładki skrawającej 10 prostopadłym do jej osi. Powierzchnie te mogą być ewentualnie usytuowane nieco nieprostopadle ze względu na nachylenie części dolnej 30 powierzchni bocznej 18. Jednakże dla jasności opisu są one określane jako „prostopadłe powierzchnie przylegania”. To wymaganie może być określone za pomocą prostych elementów geometrycznych na przykładzie wymienionej wkładki ośmioramiennej. Istnienie przynajmniej niektórych prostopadłych powierzchni przylegania jest oczywiste w przypadku gdy n stanowi wielokrotność 4.

W korzystnym rozwiązaniu część dolna 30 powierzchni bocznej 18 ma dokładnie postać piramidy ściętej co oznacza między innymi, że wszystkie powierzchnie przylegania 38 tworzą ten sam kąt η z osią wkładki skrawającej 10 (fig. 1B). W wyniku tego urojona prosta przecięcia się dwóch powierzchni przylegania 38 sąsiadujących z narożem 36, przechodząca przez naroża idealnych przekrojów wielobocznego obrysu, tworzy kąt φ z prostopadłą do powierzchni dolnej, który jest funkcją kątów α i η i wynosi:

φ = arc tg [sin (α) tg (η)].

Kąt pjest większy od kąta przyłożenia ψ górnej powierzchni przyłożenia 28. Ponieważ kąt nacisku ajest mniejszy od 90°, to φ>η. Wszystkie idealne przekroje o kształcie gwiazdy są do siebie podobne, a mogą być uzyskane jeden z drugiego za pomocą tylko zmiany skali.

184 720

Figura 1C przedstawia część dolną 30 powierzchni bocznej 18 wkładki skrawającej w przekroju I-I według fig. 1B, czyli w miejscu połączenia części dolnej 30 z częściąpośrednią32 powierzchni bocznej 18. Idealny gwiazdowy przekrój części dolnej 30 jest zmodyfikowany w ten sposób, że naroża 36 i dna 40 sązukosowane oraz ewentualnie zaokrąglone. Praktycznie gwiazdowe przekroje na wszystkich wysokościach części dolnej wkładki są zmodyfikowane w ten sposób, że naroża 36 i dna 40 sązukosowane oraz ewentualnie zaokrąglone powodując, że są one tej samej szerokości (fig. 1B). Ponieważ naroża 36 i dna 40 mają taką samą szerokość wzdłuż swej długości, to tworzą taki sam kąt φ z prostopadłą do powierzchni dolnej jak urojona linia przecięcia się sąsiednich powierzchni przylegania 38.

Ponieważ dna 40 przechodzą w powierzchnie nachylone 42 na początku części pośredniej 32, to stopniowo znika część gwiazdowego kształtu przekroju najbliższego względem dna 40. Geometria powierzchni przylegania 38 w pobliżu naroża 36 jest zachowana aż do połączenia części pośredniej 32 z górnąpowierzchnią przyłożenia 28, gdzie naroża 16 łącząsię z górnąpo wierzchnią przyłożenia 28.

Część pośrednia 32 powierzchni bocznej 18 stanowi rejon łączenia się części dolnej 30 z powierzchnią nachyloną 42 wkładki skrawającej (fig. 1D). Wskutek tego część pośrednia 32 stanowi stopniowe przejście, w rejonie którego głębokość kanałów w powierzchni bocznej 18 zmniejsza się stopniowo w kierunku górnej powierzchni przyłożenia 28. Część pośrednia 32 powierzchni bocznej 18 jest korzystnie usytuowana na przynajmniej jednej trzeciej wysokości wkładki skrawającej.

Z powodów wynikających z technologii wytwarzania wyrobów z proszków spiekanych i ze względów konstrukcyjnych górna powierzchnia przyłożenia 28 i krawędź tnąca 14 są podtrzymywane przez powierzchnię nachyloną42. Kształt powierzchni nachylonej 42 może się znacznie zmieniać. Korzystnymi przykładami sąsegmenty stożka ściętego (zaokrąglony) względnie piramidy ściętej (spłaszczony).

Figury 3-6 przedstawiają oprawkę 50 narzędzia skrawającego według wynalazku z wkładkami skrawającymi 10, 80, 100 i 102 montowanymi w gniazdach 52.

Każde gniazdo 52 jest zaopatrzone w dolną powierzchnię oporową 54 i w przynajmniej dwie, korzystnie trzy boczne powierzchnie oporowe 56, 58, 60, stykające się z rozmieszczonymi pod kątem powierzchniami przylegania 3 8 wkładki skrawającej 10. W przedstawionym przykładzie rozwiązania są to lewa powierzchnia oporowa 60, środkowa powierzchnia oporowa 58 i prawa powierzchnia oporowa 56. Kombinacja bocznych powierzchni przylegania i powierzchni oporowych stanowi układ umożliwiający przeniesienie znacznego momentu obrotowego. Pozostałe części ścian bocznych gniazda 52 mogąmieć różny kształt nie kolidujący z bocznymi powierzchniami oporowymi 56, 58 i 60.

Gniazdo 52 wkładki skrawającej stanowi integralną część oprawki 50, względnie adaptera przymocowanego do oprawki. W tym przypadku oprawka może być wyposażona w ilość adapterów dostosowaną do ilości przestawnych wkładek skrawających. W każdym gnieździe może być umieszczona dowolna wkładka skrawająca z ich kompletnego zestawu.

Pozostałe kształty gniazda 52 są przedstawione na fig. 5 i 6. Gniazdo 52 jest zaopatrzone w dwie prostopadłe do siebie ściany boczne 62 i 64 ze współpłaszczyznowymi powierzchniami oporowymi 56 i 58 ściany bocznej 62 i z prostopadłądo nich powierzchniąoporową 60 ściany bocznej 64. Powierzchnie oporowe 56, 58 i 60 korzystnie nie sięgają całą swą krawędzią do dolnej powierzchni przylegania 54 gniazda 52. Na ich dolnej krawędzi powierzchnie oporowe są zaopatrzone w zagłębienia odsunięte od wkładki skrawającej. Fig. 6, stanowiąca fragment przekroju VI-VI według fig. 5, uwidocznia zagłębioną część powierzchni oporowej 58 ściany bocznej 62 i zagłębioną część dolną 68 tej ściany.

Wewnętrzna ze wspołpłaszczyznowych powierzchni oporowych, czyli powierzchnia oporowa 58 ściany bocznej 62 (fig. 5) może być usunięta, ponieważ pozostałe powierzchnie oporowe 56 i 60 tworzą wystarczająco wytrzymały układ oporowy. Jednakże, w niektórych przypadkach może być korzystne zastosowanie oparcia trzypunktowego, lub dokładniej trójpłaszczyznowego.

184 720

Powierzchnie oporowe leżąw płaszczyznach nachylonych w taki sposób (fig. 6), że stykają się z częścią nachyloną powierzchni bocznej wkładki skrawającej, czyli tworzą kąt η, z prostopadłą do dolnej powierzchni gniazda, który jest taki sam jak kąt η utworzony przez boczne powierzchnie przylegania 38 wkładki skrawającej. Kąty te zostały przedstawione na fig. 6. Gniazdo jest wykonane z zastosowaniem tolerancji kątów nachylenia powierzchni przylegania w taki sposób, że po zamontowaniu wkładki skrawającej w gnieździe przyleganie następuje początkowo w górnej części powierzchni przylegania. Po odkształceniu plastycznym i po zaciśnięciu wkładki skrawającej w gnieździe przyleganie rozszerza się na całą powierzchnię przylegania. Powstaje skuteczna powierzchnia przylegania 38a o wysokości b, stanowiąc część powierzchni przylegania 38 w kierunku górnego końca części dolnej 30 powierzchni bocznej 18 i sięgając wysokością b/2 do części pośredniej 32 powierzchni bocznej 18.

Figura 4 przedstawia gniazdo 52, którego dolna powierzchnia oporowa 54 jest płaska i jest zaopatrzona w otwór gwintowany 72. Oś otworu gwintowanego 72 jest nieco przesunięta względem osi otworu 26 wkładki skrawającej, po jej silnym przymocowaniu za pomocą śruby mocującej do oprawki. Dzięki temu powierzchnie przylegania wkładki skrawającej są skutecznie dociśnięte do odpowiednich powierzchni oporowych gniazda.

Ściana boczna 62 gniazda 52 jest zaopatrzona we współpłaszczyznowe powierzchnie oporowe 56 i 58, w części dolne 66 i 68 i w zagłębienie 74. Ściana boczna 64 jest zaopatrzona w lewą powierzchnię oporo wą60, w zagłębioną część dolną70 i w zagłębienie 76. Powierzchnie oporowe 56,58 i 60, sąpłaskie i stanowią powierzchnie przylegania. Mogą być również zastosowane innego kształtu powierzchnie oporowe, przykładowo powierzchnie wypukłe.

Wszystkie powierzchnie oporowe są oddalone od osi wkładki skrawającej na tę samą odległość.

Odpowiednio do omówionej geometrii powierzchni przylegania 38, powierzchnia oporowa 60 jest prostopadła do współpłaszczyznowych powierzchni oporowych 56 i 58. W tym przypadku również określenie „prostopadła” oznacza, że tworzą one ze sobą kąt 90° w przekroju prostopadłym do osi gniazda, a równocześnie do osi wkładki skrawającej zamontowanej w tym gnieździe. Ponieważ powierzchnie oporowe 58 i 60 stykająsię z powierzchniami przylegania 38 usytuowanymi pod kątem 90°, to powierzchnia oporowa 58 jest również usytuowana względem powierzchni oporowej 60 pod kątem 90°.

Zagłębienia 74 i 76 mają kształt umożliwiający umieszczenie w nich naroży 36' i 36 wkładki skrawającej (fig. 5), nie zastosowanych w tym momencie do blokowania wkładki skrawającej. Może to zostać zapewnione za pomocą geometrii gniazda 52. Zwłaszcza zagłębienie 76 ma taki kształt, że lewa powierzchnia oporowa 60 po jej obrocie o 45° dookoła osi gniazda w kierunku środkowej powierzchni oporowej 58 leży wewnątrz zagłębienia 76. Podobnie zagłębienie 74 ma taki kształt, że środkowa powierzchnia oporowa 58 po jej obrocie o 45° dookoła osi gniazda w kierunku prawej powierzchni oporowej 56 leży wewnątrz zagłębienia 74. W tym zrozumieniu powierzchnia oporowa stanowi część powierzchni o takim kształcie, że stanowi układ oporowy dla powierzchni przylegania 38 wkładki skrcr^wyj^c^^^j.

Figura 1A przedstawia wkładkę skrawającą 10 z ośmioma symetrycznymi obrotowo nastawnymi położeniami roboczymi, oznaczonymi na części wewnętrznej 22 powierzchni górnej 12 wkładki za pomocą cyfr arabskich. Rozwiązanie według wynalazku może mieć większą ilość nastawnych położeń roboczych.

Figury 7A-7E przedstawiają odmienną wkładkę skrawającą 80 według wynalazku, w widoku z dołu. Wkładka skrawająca 80 jest podobna do wkładki skrawającej 10 z wyjątkiem tego, że wkładka skrawająca 80jest zaopatrzona w wielobocznąkrawędź tnącą82 z ośmioma narożnymi krawędziami tnącymi 84. Krawędzie tnące są odpowiednikiem kształtu obrysu poziomego przekroju ośmiobocznej powierzchni bocznej 86, podobnego do obrysu poziomego przekroju części dolnej 30 powierzchni bocznej 18 wkładki skrawającej 10.

Powierzchnia przyłożenia 88 (fig. 7A) jest wieloboczną i przylega do krawędzi tnącej 82, a powierzchnia nachylona 90 powierzchni pośredniej ma postać ostrosłupa ściętego. Zależnie od geometrii powierzchni oporowych gniazda, naroża powierzchni bocznej wkładki skrawającej sąusy14

184 720 tuowane obrotowo odpowiednio do geometrii krawędzi tnącej. W przedstawionym przykładzie rozwiązania symetria polega na obrocie o 15° (fig. 7D).

Geometria powierzchni przylegania może być korzystnie zastosowana jako baza do opracowania konstrukcji narzędzia skrawającego modułowego. Wkładka skrawająca 80 może być umieszczona wymiennie w gnieździe 52 przeznaczonym dla wkładki skrawającej 10. Obie te wkładki skrawające stają się wówczas częściami kompletnego zestawu wymiennych wkładek skrawających dla jednej oprawki 50. Taki zestaw wkładek skrawających może obejmować wkładki z różną ilością przestawnych położeń roboczych i różnych kątów przystawienia dla różnych zastosowań obróbczych. Omówione i inne cechy rozwiązania sąprzedstawione na fig. 9-13 dotyczących wkładek skrawających 100 i 102, które mogą zostać umieszczone w tym samym gnieździe 52 według fig. 3.

Należy uściślić określenia użyte w opisie i w zastrzeżeniach patentowych. Przedmiotem wynalazku jest wkładka skrawająca o określonej symetrii obrotowej związanej z określoną ilością przestawnych położeń roboczych. Taka symetria została określona jako „symetria n-krotna”. Należy jednak rozróżnić wymienne wkładki skrawające o różnych układach symetrii obrotowej, związanych z określoną ilością przestawnych położeń roboczych.

Omawiane zestawy, względnie „grupa” wymiennych wkładek skrawających muszą mieć ilość przestawnych położeń roboczych stanowiącą wielokrotność najmniejszej możliwej ilości przestawnych położeń roboczych. W jednym zestawie mogą być skompletowane wkładki skrawające o symetrii 3,6, względnie 9-krotnej, natomiast w innym zestawie mogą być skompletowane wkładki skrawające o symetrii 5, względnie 10-krotnej. Ogólnie w jednym zestawie mogą być skompletowane wkładki skrawające o symetrii n-krotnej, względnie m x n-krotnej, przy czym n jest liczbą całkowitą większą lub równą3, natomiast m jest liczbą całkowitą większą lub równą 2.

Przykładowo omawiane wkładki skrawające 100 i 102 mają symetrię obrotową 4-krotną, natomiast wkładki skrawające 10 i 80, mająsymetrię obrotową8-krotną. Te dwa rodzaje symetrii odpowiadają wartościom n = 4 i m = 2.

Figury 8A-8F przedstawiają wkładkę skrawającą 100 o symetrii obrotowej 4- krotnej. W tym przypadku wkładka skrawająca 100 może być przestawiana do « położeń roboczych (symetria obrotowa n-krotna) w gnieździe przeznaczonym dla wkładek skrawających o symetrii obrotowej n-krotnej i m x n-krotnej, w tym przypadku 4-krotnej i 8-krotnej.

Ogólnie wkładka skrawająca 100 ma budowę jednolitą i jest zaopatrzona w powierzchnię górną 104 ograniczoną przez krawędź tnącą 106, w powierzchnię dolną 108 i w powierzchnię boczną 110. Obrys powierzchni bocznej 110 w przekroju prostopadłym do osi 117 wkładki i bliskim jej powierzchni dolnej ma kształt zagłębiony i jest zaopatrzony w n naroży 112, oraz w rozmieszczone w symetrii n-krotnej powierzchnie przylegania i występy oporowe 114, usytuowane na zewnątrz powierzchni bocznej, między narożami. Występy oporowe 114 majątaki kształt, że odwzorowują obrys naroży 112 po obrocie o kąt mniejszy od 360°/ « dookoła osi i wystająpoza ten obrys.

Ta geometriajest widoczna na fig. 8E i 8F. W obu przypadkach jest przedstawiona wkładka skrawająca 100 w widoku z dołu, ale dla lepszego uwidocznienia geometrii są dodane uzupełniające linie konstrukcyjne. Należy zaznaczyć, że w uwidocznionych przykładach pożądana geometriajest usytuowana w dolnej części wkładki skrawającej i kończy się na powierzchni dolnej 108, a widok wkładki z dołu uwidocznia najlepiej pożądaną geometrię. Pożądana geometria nie musi kończyć się na powierzchni dolnej 108,jednakże powinna być obecna w przekroju dolnej części wkładki. Określenie „dolna część wkładki” w tym przypadku oznacza dolne 70%, a zwykle dolną połowę wkładki skrawającej.

Figura 8E przedstawia powierzchnię dolną 108 i cztery dodatkowe proste linie konstrukcyjne 118 spotykające się w narożach 112. Naroża 112, równoznaczne z omówionymi narożami 36, są równocześnie równoznaczne z narożami wieloboku o « bokach, w tym przypadku kwadratu. Te naroża stanowią powierzchnie przylegania w układzie analogicznym do powierzchni przylegania omówionych wkładek skrawających 10 i 80, ale tylko w symetrii 4-krotnej. W tym przypadku

184 720 również geometria powierzchni przylegania może zostać obrócona względem geometrii krawędzi tnącej, przykładowo o 15 ° w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, jak to przedstawiono, celem uzyskania pożądanego kąta przystawienia (w tym przypadku K = 90° - fig. 9) krawędzi tnącej dla odpowiedniej budowy gniazda. Fig. 10 przedstawia współliniowość tych powierzchni przylegania z powierzchniami oporowymi gniazda 52 po prawidłowym zamocowaniu wkładki skrawającej w gnieździe.

Figura 8F przedstawia powierzchnię dolną 108 wkładki z naniesionymi liniami 119 odpowiadającymi symetrii ośmiokrotnej dolnej części wkładek skrawających i0 i 80. Naroża i 12 odwzorowująkształt naroży krawędzi tnącej i stanowią odpowiednik kształtu powierzchni przylegania. Kształt występów oporowych i 14 różni się znacznie od kształtu naroży, uniemożliwiając niewłaściwe przymocowanie wkładki skrawającej w gnieździe. W rozwiązaniu podstawowym występy oporowe 114 są całkowicie usunięte i wówczas powierzchnia dolna jest kwadratowa. Niewłaściwe przymocowanie wkładki skrawającej do gniazda jest wówczas zasygnalizowane przez występujący widoczny luz i widoczny brak precyzji położenia roboczego wkładki skrawającej. Jednak korzystnie stosuje się te występy oporowe 114, zapewniając dodatkowe oparcie wkładki skrawającej wpobliżujej krawędzi tnącej. W korzystnych rozwiązaniach występy oporowe 1 ^^uniemożliwiają mechanicznie niewłaściwe przymocowanie wkładki skrawającej w gnieździe.

Powodem uniemożliwienia niewłaściwego przymocowanie wkładki skrawającej w odpowiednim położeniu roboczymjest, że występy oporowe 114 nie pasujądo przestrzeni wewnątrz powierzchni oporowych gniazda 52. Występy oporowe 114 mają taki kształt, że jeżeli obrys uwidocznionych naroży 112 zostaje obrócony o dowolny kąt mniej szy od kąta między położeniami roboczymi wkładki skrawającej, w przypadku wkładki o symetrii 4-krotnej o 90°, to część występów oporowych 114 wystaje poza ten obrys. Taka geometria zapewnia, że jeżeli wkładka skrawająca jest umieszczona poza jej prawidłowym położeniem w gnieździe, to nie może zostać zamocowana. W tym sensie konstrukcja wkładki skrawającej może zostać uznanajako odporna na błąd. Fig. 12 przedstawia skutek próby niewłaściwego zamontowania wkładki skrawającej 100 w gnieździe 52.

Zwykle, jakkolwiek nie koniecznie, geometria krawędzi tnącej 106 określona przez obrys przekroju wkładki skrawającej 100 prostopadłego do osi i bliskiego powierzchni górnej 104, ma kształt płaski. W takim rozwiązaniu wkładka skrawająca może być okrągła. Przedstawiony kształt krawędzi tnącej jest typowy, a każde położenie robocze wkładki charakteryzuje się krawędzią tnącą usytuowanąpod kątem przystawienia K wynoszącym 90° i pomocniczą krawędzią wygładzającą 106' (fig. 10). Określenie „kąt przystawienia” oznacza kąt K między roboczą krawędzią tnącąwkładki skrawającej zamocowanej w oprawce i kierunkiem 116 posuwu narzędzia.

Figury 9A-9F przedstawiają wkładkę skrawającą 102 z n-krotną symetrią obrotową (w tym przypadku 4-krotną). Wkładka skrawająca 102 jest ideowo i konstrukcyjnie podobna do wkładki skrawającej 100, a podobne jej elementy są oznaczone podobnie. Wkładka skrawająca 102 różni się od wkładki skrawającej 100 tym, że jest zmodyfikowana dla uzyskania kąta przystawienia 45°. Jak to przedstawia fig. 9E położenie naroży 112 jest obrócone o 30° w kierunku ruchu wskazówek zegara w stosunku do poprzedniej geometrii krawędzi tnących. Dzięki temu uzyskuje się kąt przystawienia 45° wkładki skrawającej 102 zamocowanej w gnieździe 52 (fig. 11). Fig. 13 przedstawia skutek próby niewłaściwego zamontowania wkładki skrawającej 102 w gnieździe 52.

W tym przypadku geometria krawędzi tnącej wkładki skrawającej 102 stanowi typowy układ dla kwadratowej wkładki skrawającej o kącie przystawienia 45°.

Geometria wkładek skrawających 100 i 102 wymaga zastosowania dodatkowych elementów geometrii gniazda 52. Zwłaszcza boczne zagłębienia 74 i 76 muszą mieć taki kształt, by mogły się w nich zmieścić występy oporowe 114 wszystkich umieszczanych w nim rodzajów wkładek skrawających.

Narzędzia skrawające według wynalazku nie służą do używania ich z wkładkami skrawającymi o płaskiej geometrii krawędzi tnącej. Fig. 14 przedstawia przykładowo wkładkę skrawającą 120, podobną do wkładki skrawającej 100, ale z zagłębioną krawędzią tnącą.

184 720

Rozwiązania konstrukcyjne narzędzia skrawającego, gniazda i wkładki skrawającej według wynalazku nie ograniczaj ą się tylko do przedstawionej przykładowo symetrii 4-krotnej i 8 - krotnej. Fig. 15 i 16 przedstawiają możliwą geometrię powierzchni przylegania dla zestawów wkładek skrawających o symetrii 3 i 6-k^<^^°m^j, oraz 5 i 10-krotnej. W każdym przypadku geometria krawędzi tnącej może zostać dostosowana do odpowiedniej symetrii. Dolna część powierzchni bocznej wkładki skrawającej o niższej krotności symetrii może mieć układ taki jak przedstawiony, albo układ zabezpieczający przed niewłaściwym umieszczeniem wkładki skrawającej w gnieździe z nieuwidocznionymi bocznymi występami oporowymi równoważnymi funkcjonalnie omówionym występom oporowym 114.

W każdym zestawie wkładek skrawających mogąsię znaleźć więcej niż dwie krotności symetrii. Przykładowo omówione gniazdo 52, z małą adaptacją, może zostać zastosowane dla wkładki skrawającej o 11-krotnej symetrii.

Wynalazek został przedstawiony tylko przykładowo, ajako chronione należy uważać również wszelkie odmiany i modyfikacje rozwiązania mieszczące się w ramach idei wynalazku i zastrzeżeń patentowych.

184 720

FIG 1B

II u

łf

φ

184 720

Ka

184 720

I

184 720

F«3. ⁵

184 720

FiG.6

' Ο

184 720

FIG. 7C

184 720

FIG.

184 720

FIG. 8B

— 108

100

110

184 720

112 ίίΑ

FIG. 8E

112

184 720

108

184 720

FIG. 9D

10?

104 — 106

184 720

FIG 9F

112

184 720

FIG 10

184 720

FIG. 12

FIG. 13 ¹02

184 720

FIG. 14

184 720

FIG. 15

/

184 720

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 6,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Narzędzie skrawające z uniwersalnym gniazdem do wkładek skrawających, wyposażone w oprawkę z przynajmniej jednym gniazdem dla wkładki skrawającej i w przynajmniej jedną wkładkę skrawającą, zaopatrzoną w usytuowaną dookoła jej osi powierzchnię górną ograniczoną krawędzią tnącą, w powierzchnię dolną i w powierzchnię boczną, znamienne tym, że oprawka (50) jest przeznaczona do osadzenia w niej jednej wkładki skrawającej (10) przestawianej obrotowo do n położeń roboczych i kolejnej wkładki skrawającej (10) przestawianej obrotowo do m x n położeń roboczych, przy czym n > 3 i m > 2, a ta oprawka (50) jest zaopatrzona w przynajmniej jedno gniazdo (52) dla wkładki skrawającej, współosiowe z osią wkładki skrawającej (10), zaopatrzone w dolną powierzchnię przylegania (54) dla powierzchni dolnej (16) wkładki skrawającej (10) i w trzy rozmieszczone równomiernie kątowo i w równej odległości od osi boczne powierzchnie oporowe (56,58,60), oraz w zagłębienie (74) usytuowane między dwoma powierzchniami oporowymi (56,58) i w następne zagłębienie (76) usytuowane między kolejnymi dwoma powierzchniami oporowymi (58,56), przy czym te zagłębienia (74,76), mają taki kształt, że obrys zewnętrznych powierzchni oporowych (56,60) powstały w wyniku ich obrotu o 360°/ (m x n) dookoła osi wkładki skrawającej mieści się wewnątrz tych zagłębień (74, 76).
2. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że płaszczyzna lewej powierzchni oporowej (60) powstaje z obrotu prawej powierzchni oporowej (56) o 360%.
3. Narzędzie według zastrz. 2, znamienne tym, że lewa powierzchnia oporowa (60) i środkowa powierzchnia oporowa (58) są współpłaszczyznowe.
4. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że n = 4, i m = 2.
5. Narzędzie skrawające z uniwersalnym gniazdem do wkładek skrawających, wyposażone w oprawkę z przynajmniej jednym gniazdem do wkładki skrawającej i w przynajmniej jedną wkładkę skrawającą, zaopatrzoną w usytuowaną dookoła jej osi powierzchnię górną ograniczoną krawędzią tnącą w powierzchnię dolną i w powierzchnię boczną, znamienne tym, że wkładka skrawająca (100), o n-krotnej symetrii, dla pewnych wartości n, gdzie n > 3, przyjmuje wyłącznie n położeń roboczych w gnieździe (52) oprawki (50) mającym kształt umożliwiający zamocowanie wkładek skrawających (100) o n-krotnej symetrii obrotowej i m x n-krotnej symetrii obrotowej, dla pewnych wartości m, gdzie m> 2, przy czym ta wkładka skrawająca (100) ma budowę ^jednolitą i jest zaopatrzona w powierzchnię górną (104) ograniczoną krawędzią tnącą (106), w powierzchnię dolną(108), w powierzchnię boczną(86) i w oś środkową, przy czym powierzchnia boczna (86) ma taki kształt, że obrys przekroju wkładki bliskiego jej powierzchni dolnej, prostopadłego do jej osi, ma kształt zagłębiony i zawiera n naroży (112) rozmieszczonych równomiernie dookoła osi, zgodnie z n-krotną symetrią obrotową powierzchni przylegania (38) oraz jest zaopatrzona w występy oporowe (114) usytuowane na zewnątrz powierzchni bocznej (86) między narożami (112), przy czym te występy oporowe (114) mieszczą się wewnątrz obrysu naroży (112) powstałego w wyniku ich obrotu o 36^^/ n dookoła osi.
6. Narzędzie według zastrz. 5, znamienne tym, że powierzchnia boczna (86) wkładki skrawającej ma taki kształt, że obrys przekroju wkładki skrawającej (100) w pobliżu jej powierzchni górnej, prostopadły do jej osi ma kształt płaski.
7. Narzędzie według zastrz. 5, znamienne tym, że położenie naroży (112) wkładki skrawającej (100) jest zgodne z położeniem naroży regularnego wieloboku o n bokach.
8. Narzędzie według zastrz. 5, znamienne tym, że powierzchnia boczna (86) wkładki skrawającej ma taki kształt, że obrys przekroju wkładki skrawającej (100) w pobliżu jej powierzchni górnej, prostopadły do jej osi ma kształt zagłębiony.
9. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że n = 4 i m = 2.

184 720
10. Narzędzie skrawające z uniwersalnym gniazdem do wkładek skrawających, wyposażone w oprawkę z przynajmniej jednym gniazdem dla wkładki skrawającej i w przynajmniej jedną wkładkę skrawającą, zaopatrzoną w usytuowaną dookołajej osi powierzchnię górną ograniczoną krawędzią tnącą, w powierzchnię dolną i w powierzchnię boczną, znamienne tym, że jest wyposażone we wkładkę skrawającą (100) o n-krotnej symetrii dla pewnych wartości n, gdzie n > 3, przyjmującąwyłącznie n położeń roboczych w gnieździe (52) oprawki (50) mającym kształt umożliwiający zamocowanie wkładek skrawających (100) o n-krotnej symetrii obrotowej i m x n-krotnej symetrii obrotowej, dla pewnych wartości m, gdzie m > 2, przy czym wkładka skrawająca (100) ma budowę jednolitą i jest zaopatrzona w powierzchnię górną (104) ograniczoną krawędzią tnącą (106), w powierzchnię dolną (108), w powierzchnię boczną (86) i w oś środkową, przy czym powierzchnia boczna (86) ma taki kształt, że obrys przekroju wkładki skrawającej (100) bliskiego jej powierzchni dolnej, prostopadłego do jej osi, ma kształt zagłębiony i zawiera n naroży (36) rozmieszczonych równomiernie dookoła osi, zgodnych z n-krotną symetrią obrotową powierzchni przylegania (38), oraz występy oporowe (114) usytuowane na zewnątrz powierzchni bocznej (86) między narożami (36), przy czym te występy oporowe (114) mieszczą się wewnątrz obrysu naroży (36) powstałego w wyniku ich obrotu o 360°/ n dookoła osi, oraz w oprawkę (50) zaopatrzoną w przynajmniej jedno gniazdo (52) dla wkładki skrawającej, zaopatrzone w dolną powierzchnię przylegania (54) dla powierzchni dolnej (16) wkładki skrawającej (10) i w trzy boczne powierzchnie oporowe (56, 58, 60), stykające się z odpowiednimi trzema powierzchniami przylegania (38) wkładki skrawającej, oraz w zagłębienie (74) usytuowane między dwoma powierzchniami oporowymi (56, 58), w którym mieści się pierwszy występ oporowy (114) i w następne zagłębienie (76) usytuowane między kolejnymi dwoma powierzchniami oporowymi (58, 56), w którym mieści się kolejny występ oporowy (114).
11. Narzędzie skrawające z uniwersalnym gniazdem do wkładek skrawających, wyposażone w oprawkę z przynajmniej jednym gniazdem dla wkładki skrawającej i w przynajmniej jedną wkładkę skrawającą, zaopatrzoną w usytuowaną dookoła jej osi powierzchnię górną ograniczoną krawędzią tnącą, w powierzchnię dolnąi w powierzchnię boczną, znamienne tym, żejest wyposażone w oprawkę (50) z przynajmniej jednym gniazdem (52) dla wkładki skrawającej (80,100) zaopatrzonym w dolną powierzchnię oporową (54) i w boczne powierzchnie oporowe (56, 58, 60), w pierwszą wkładkę skrawającą (80) zamocowanąw tym gnieździe (52), zaopatrzoną w powierzchnię górną (12), w powierzchnię dolną (16) i w powierzchnię boczną (18), przy czym ta powierzchnia boczna (18) jest zaopatrzona w powierzchnie przylegania (38) o m x n-krotnej symetrii obrotowej do koła osi, a położenie tej pierwszej wkładki skrawającej (80) jest ustalone za pomocą powierzchni oporowych (56,58,60) gniazda (52) w mxn kątowych położeniach roboczych dla przynajmniej jednej wartości n i m, przy czym n>4,\m>2, oraz w kolej nąwkładkę skrawającą(100) zamocowaną w tym gnieździe, zaopatrzoną w powierzchnię górną (104), w powierzchnię dolną (108) i w powierzchnię boczną(86), przy czym ta powierzchnia boczna (86) jest zaopatrzona w powierzchnie przylegania (38) o tylko n-krotnej symetrii obrotowej dookoła osi, a położenie tej kolejnej wkładki skrawającej (100)jest ustalone za pomocąpowierzchni oporowych (56, 58,60) gniazda (52) w tylko n kątowych położeniach roboczych, przy czym powierzchnia boczna (86) ma taki kształt, że obrys przekroju wkładki (100) w pobliżu jej powierzchni dolnej (108), prostopadłego do jej osi ma kształt zagłębiony.
12. Narzędzie według zastrz. 11, znamienne tym, że powierzchnia boczna (86) wkładki skrawającej ma taki kształt, że obrys prostopadłego do jej osi przekroju, w pobliżu jej powierzchni górnej (104), ma kształt płaski.
13. Narzędzie według zastrz. 12, znamienne tym, że prostopadły dojej osi przekrój, w pobliżu jej powierzchni górnej (104), stanowi odwzorowanie regularnego wieloboku o m x n bokach.
14. Narzędzie według zastrz. 12, znamienne tym, że prostopadły do jej osi przekrój, w pobliżu jej powierzchni górnej (104), ma kształt kołowy.
15. Narzędzie według zastrz. 11, znamienne tym, że powierzchnia boczna (18) pierwszej wkładki skrawającej (80) ma taki kształt, że obrys prostopadłego do jej osi przekroju, w pobliżu jej powierzchni górnej (12), ma kształt zagłębiony.

184 720
16. Narzędzie według zastrz. 11, znamienne tym, że powierzchnia boczna (86) kolejnej wkładki skrawającej (100) ma taki kształt, że obrys prostopadłego dojej osi przekroju, w pobliżu jej powierzchni dolnej (108), ma kształt zagłębiony.
17. Narzędzie według zastrz. 16, znamienne tym, że obrys prostopadłego do jej osi przekroju, w pobliżujej powierzchni dolnej (108) zawiera n naroży (36) rozmieszczonych kątowo dookoła osi wkładki, odpowiadających rozmieszczonym z n-krotną symetrią obrotową powierzchniom przylegania (38), oraz występy oporowe (114) usytuowane na zewnątrz powierzchni bocznej (86), między tymi narożami (36), przy czym te występy oporowe (114) majątaki kształt, że mieszczą się wewnątrz obrysu naroży (36) powstałego w wyniku ich obrotu o 360°/ n dookoła osi.
18. Narzędzie według zastrz. 17, znamienne tym, że położenie naroży (36) wkładki skrawającej (100) jest zgodne z położeniem naroży regularnego wieloboku o n bokach.
19. Narzędzie według zastrz. 16, znamienne tym, że powierzchnia boczna (86) kolejnej wkładki skrawającej (100) ma taki kształt, że obrys przekroju wkładki, w pobliżujej powierzchni górnej (104), prostopadły do jej osi ma kształt niezagłębiony.
20. Narzędzie według zastrz. 11, znamienne tym, że gniazdo (52) oprawki (50) jest zaopatrzone w trzy rozmieszczone kątowo i w tej samej odległości od osi wkładki skrawającej powierzchnie oporowe (56, 58, 60), oraz jest zaopatrzone w zagłębienie (74) usytuowane między dwoma powierzchniami oporowymi (56,58) i w następne zagłębienie (76) usytuowane między kolejnymi dwoma powierzchniami oporowymi (58,56), przy czym te zagłębienia (74,76), mają taki kształt, że obrys zewnętrznych powierzchni oporowych (56,60) powstały w wyniku ich obrotu o 360°/ (m x n) dookoła osi mieści się wewnątrz tych zagłębień (74, 76).
21. Narzędzie według zastrz. 20, znamienne tym, że płaszczyzna lewej powierzchni oporowej (60) powstaje w wyniku obrotu prawej powierzchni oporowej (56) o 360°/ n.
22. Narzędzie według zastrz. 21, znamienne tym, że lewa powierzchnia oporowa (60) i środkowa powierzchnia oporowa (58) są współpłaszczyznowe.
23. Narzędzie według zastrz. 11, znamienne tym, że n = 4 i m = 2.
24. Narzędzie skrawające z uniwersalnym gniazdem do wkładek skrawających, wyposażone w oprawkę z przynajmniej jednym gniazdem dla wkładki skrawającej i w przynajmniej jedną wkładkę skrawającą, zaopatrzoną w usytuowaną dookołajej osi powierzchnię górną ograniczoną krawędzią tnącą, w powierzchnię dolną i w powierzchnię boczną, znamienne tym, że jest wyposażone w oprawkę (50) z przynajmniej jednym gniazdem (52) dla wkładki skrawającej zaopatrzonym w dolnąpowierzchnię oporową (54) i w boczne powierzchnie oporowe (56,58,60), przy czym kierunek (116) posuwu narzędzia jest zależny od położenia tych powierzchni oporowych (56,58,60), w pierwszą wkładkę skrawając ą (100) zamocowaną w tym gnieździe (52), zaopatrzoną w powierzchnię górną (104) ograniczoną przez krawędź tnącą (106), w powierzchnię dolną(108) i w powierzchnię boczną(86), przy czym ta powierzchnia boczna (86) jest zaopatrzona w powierzchnie przylegania (38) o n-krotnej symetrii obrotowej dookoła osi, a położenie tej pierwszej wkładki skrawającej (100) jest ustalone za pomocą powierzchni oporowych (56,58,60) gniazda (52) w n kątowych położeniach roboczych dla przynajmniej jednej wartości n, gdzie n> 3, przy czym ta pierwsza wkładka skrawająca (100) ma taki kształt, że po jej zamocowaniu w gnieździe (52) część robocza jej krawędzi tnącej (106) jest usytuowana pod pierwszym kątem przystawienia względem kierunku (116) posuwu narzędzia, oraz w kolejną wkładkę skrawającą (102) zamocowaną w tym gnieździe (52), zaopatrzoną w powierzchnię górną (104) ograniczoną przez krawędź tnącą(106), w powierzchnię dolną(108) i w powierzchnię boczną(86), przy czym ta powierzchnia boczna (86) jest zaopatrzona w powierzchnie przylegania (38) o n-krotnej symetrii obrotowej dookoła osi, o takim położeniu, że ta kolejna wkładka skrawająca (102) opiera się na powierzchniach oporowych (56,58,60) w n położeniach roboczych i ma taki kształt, że po jej zamontowaniu w gnieździe (52) jest usytuowana pod kolejnym kątem przystawienia względem kierunku (116) posuwu narzędzia, różniącym się od pierwszego kąta przystawienia.
25. Narzędzie według zastrz. 24, znamienne tym, że pierwszy kąt przystawienia różni się od drugiego kąta przystawienia o około 180°/ n.
26. Narzędzie według zastrz. 25, znamienne tym, że n - 4.

184 720