PL207349B1 - Narzędzie skrawające do metalu - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest narzędzie skrawające do metalu, przeznaczone do rowkowania, przecinania i toczenia, wyposażone w przestawianą płytkę skrawającą z kilkoma ostrzami tnącymi.

Znane są narzędzia skrawające do metalu tego rodzaju.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych AP nr US-4,320,996 znane jest narz ę dzie do wycinania, umożliwiające wykonywanie wąskich rowków. Narzędzie jest wyposażone w oprawkę zaopatrzoną z jednej strony w zagłębienie, w którym płytka skrawająca jest osadzona i zaciśnięta za pomocą centrującej śruby, wkręconej w oprawkę. Płytka skrawająca jest trójkątna i jest zaopatrzona w wystającą trójkątną środkową część osadzoną w zagłębieniu oprawki. Pozostała część płytki skrawającej wystaje poprzecznie z oprawki, stanowiąc część skrawającą. Ponieważ płytka skrawająca ma jedną wystającą środkową część, jest ona jednostronna i jeżeli płytka skrawająca jest przeznaczona do obróbki prawostronnej, jak w opisie US-4,320,996, to może być użyta tylko jako narzędzie prawostronne.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych AP nr US-4,169,690 znana jest przestawiana płytka skrawająca do obróbki ciężkiej. Płytka skrawająca ma kilka części z krawędziami tnącymi, wystających na zewnątrz ze środkowej części korpusu. Płytka skrawająca jest mocowana w gnieździe oprawki za pomocą dźwigni zaciskowej z boku albo z góry. Obecność dźwigni zaciskowej komplikuje konstrukcje oprawki.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych AP nr US-5,308,197 znane jest urządzenie obróbcze wyposażone w oprawkę z gniazdem, w którym jest osadzona płytka skrawająca. Płytka skrawająca jest zaopatrzona w część osadczą i w kilka ramion. Boki części osadczej płytki skrawającej opierają się na dwóch powierzchniach oporowych gniazda. Skomplikowane gniazdo utrudnia wytwarzanie i eksploatację urządzenia. Inne niedogodności wynikają z konstrukcji zacisku, ograniczającego głębokość skrawania.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych AP nr US-3,613,197 znana jest przestawiana i odwracana płytka skrawająca do gwintowania i obrabiania rowków. Śruby mocujące płytkę skrawającą do korpusu narzędzia, współpracujące z ramieniem tnącym, ograniczają głębokość skrawania.

Z opisu zgłoszeniowego nr US-2001/0022123 znane jest (fig. 2) rozwiązanie konstrukcyjne oprawki, w której osadzona jest płytka skrawająca przestawiana do trzech położeń 10', 10 i 10'. Płytka skrawająca może zasadniczo przylegać do oprawki w czwartym położeniu 10, ale wówczas podczas obróbki siła wywierana przez płytkę skrawającą powoduje, że może ona zostać przemieszczona z tego czwartego położenia 10. Oznacza to, że zasadniczo płytka skrawająca nie jest stabilnie zamocowana. Płytka skrawająca w stanie nie roboczym może opierać się w czterech punktach, natomiast w stanie roboczym może się przemieścić i opierać się w trzech punktach. Jest to niekorzystne, ponieważ oznacza, że położenie płytki skrawającej niekorzystnie zmienia się.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji takiego narzędzia skrawającego do metalu, zwłaszcza do rowkowania, przecinania i toczenia, wyposażonego w przestawianą płytkę skrawającą z kilkoma krawędziami tnącymi, które wyeliminuje niedogodności znanych dotychczas narzędzi skrawających i może zostać zastosowane do obróbki prawostronnej albo lewostronnej.

Dalszym celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji narzędzia skrawającego do metalu, w którym płytka skrawająca jest skutecznie mocowana w określonym położeniu, bez konieczności stosowania zewnętrznego zacisku.

Cel ten zrealizowano według wynalazku przez opracowanie konstrukcji narzędzia skrawającego do metalu wyposażonego w płytkę skrawającą z dwoma przeciwnymi bocznymi powierzchniami i usytuowaną między nimi obwodową powierzchnią i z osią symetrii obrotowej, przechodzącą przez boczne powierzchnie płytki. Obwodowa powierzchnia jest zaopatrzona w oporowe powierzchnie usytuowane na bocznych ścianach urojonego regularnego graniastosłupa pięciobocznego, a równocześnie określona ilość skrawających części wystaje na zewnątrz z pięciobocznego graniastosłupa. Ilość skrawających części jest równa ilości bocznych ścian pięciobocznego graniastosłupa, a także każda skrawająca część jest zaopatrzona w krawędź tnącą. Każda oporowa powierzchnia jest usytuowana między dwoma skrawającymi częściami. Narzędzie skrawające jest również wyposażone w oprawkę z gniazdem, w którym jest osadzona płytka skrawająca, której obwodowa powierzchnia przylega dwoma tylko oporowymi powierzchniami. Gniazdo ma dolną oporową powierzchnię przylegającą do pierwszej oporowej powierzchni płytki skrawającej i górną oporową powierzchnię przylegającą do drugiej oporowej powierzchni płytki skrawającej. Dolna oporowa powierzchnia i górna oporowa powierzchnia stanowią stałą i integralną część oprawki.

W rozwiązaniu konstrukcyjnym według wynalazku górna oporowa powierzchnia tworzy z dolną oporową powierzchnią ostry kąt.

PL 207 349 B1

W szczególnym zastosowaniu wynalazku ten ostry kąt ma wielkość 36°.

W korzystnym rozwiązaniu konstrukcyjnym według wynalazku skrawające części mają, w widoku z boku na płytkę skrawającą, kształt ogólnie trójkątny.

W korzystnym zastosowaniu wedł ug wynalazku narzę dzie skrawają ce jest przeznaczone do rowkowania, przecinania i toczenia.

W korzystnym rozwiązaniu konstrukcyjnym według wynalazku płytka skrawająca ma w kierunku równoległym do osi szerokości o różnej wielkości.

Płytka skrawająca ma korzystnie trzy szerokości, pierwszą szerokość stanowiącą szerokość części skrawającej, drugą szerokość ogólnie środkowego obszaru płytki skrawającej i trzecią szerokość stanowiącą szerokość wszystkich pozostałych obszarów płytki skrawającej.

Ponadto druga szerokość jest korzystnie większa od pierwszej szerokości, natomiast pierwsza szerokość jest większa od trzeciej szerokości.

Ponadto ogólnie środkowy obszar płytki skrawającej o drugiej szerokości ma korzystnie kształt wieloboczny, patrząc z boku na płytkę skrawającą, tworzący pięciobok wystający z każdej bocznej powierzchni płytki skrawającej.

Urojony pięcioboczny graniastosłup ma oś, która jest identyczna z osią płytki skrawającej.

Na życzenie wystający pięciobok jest obrócony kątowo dokoła osi płytki skrawającej względem urojonego pięciobocznego graniastosłupa.

W korzystnym rozwiązaniu konstrukcyjnym według wynalazku urojony pięcioboczny graniastosłup ma postać regularnego pięciobocznego graniastosłupa, płytka skrawająca ma pięć oporowych powierzchni usytuowanych na części bocznej ściany urojonego regularnego pięciobocznego graniastosłupa, oraz pięć skrawających części rozmieszczonych w równych odległościach od siebie. Każdy wystający pięciobok ma powierzchnię mniejszą od powierzchni urojonego pięciobocznego graniastosłupa, a równocześnie każdy wystający pięciobok jest obrócony pod kątem względem urojonego pięciobocznego graniastosłupa.

W rozwią zaniu konstrukcyjnym według wynalazku gniazdo oprawki ma dolną powierzchnię, z której wystają zasadniczo w górę dolna i górna oporowe powierzchnie, przy czym dolna powierzchnia przylega do określonego wystającego pięcioboku płytki skrawającej.

W rozwiązaniu konstrukcyjnym według wynalazku narzędzie skrawające jest ponadto wyposażone w śrubę mocującą płytkę skrawającą w gnieździe, umieszczoną w przelotowym otworze płytki skrawającej i wkręconą w gwintowany otwór w dolnej powierzchni gniazda. Przelotowy otwór jest usytuowany między dwoma przeciwnymi bocznymi powierzchniami płytki skrawającej.

W rozwiązaniu konstrukcyjnym według wynalazku przelotowy otwór jest usytuowany między wystającymi pięciobokami.

W rozwiązaniu konstrukcyjnym według wynalazku pierwsza i druga oporowe powierzchnie dzielą płytkę skrawającą na dwie sekcje.

Ponadto w korzystnym rozwiązaniu konstrukcyjnym według wynalazku pierwsza sekcja zawiera roboczą skrawającą część i dwie skrawające części z każdej strony roboczej skrawającej części, natomiast druga sekcja zawiera dwie sąsiednie skrawające części.

Narzędzie skrawające według wynalazku do metalu jest uwidocznione w przykładzie rozwiązania konstrukcyjnego na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia narzędzie skrawające, w widoku perspektywicznym, fig. 2 - oprawkę dla płytki skrawającej, w widoku perspektywicznym, fig. 3 - narzędzie skrawające według fig. 1, w widoku z boku, a fig. 4 - płytkę skrawającą według fig. 1, w widoku z boku.

Fig. 1-3 przedstawiają narzędzie skrawające 10 do metalu według wynalazku. Narzędzie skrawające 10 jest wyposażone w płytkę skrawającą 12 mającą oś A, oraz w oprawkę 14, przy czym płytka skrawająca 12 jest osadzona w gnieździe 16 (16', 16'') oprawki 14. Płytka skrawająca 12 jest wykonana przez formowanie ciśnieniowe i spiekanie stopu twardego wytworzonego z węglika, na przykład z węglika wolframu. Jednakże płytka skrawająca 12 może być ewentualnie wykonana przez formowanie wtryskowe. Oprawka 14 jest wykonana ze stali narzędziowej, albo z innego twardego materiału. Przedstawiona na fig. 2 oprawka 14 jest zaopatrzona w dwa gniazda 16, jedno gniazdo 16' dla obróbki prawostronnej, oraz drugie gniazdo 16” dla obróbki lewostronnej. Płytka skrawająca 12, która jest omówiona szczegółowo poniżej, może być zastosowana do obróbki prawostronnej, ewentualnie do obróbki lewostronnej i może być osadzona w każdym gnieździe 16? 16''. Oś A płytki skrawającej 12 jest równocześnie jej osią obrotowej symetrii pięciokrotnej.

Gniazdo 16 ma dolną powierzchnię 18, dolną oporową powierzchnię 20, usytuowaną ogólnie w górę od dolnej powierzchni 18, oraz górną oporową powierzchnię 22, również usytuowaną ogólnie w górę od dolnej powierzchni 18. Górna oporowa powierzchnia 22 i dolna oporowa powierzchnia 20

PL 207 349 B1 są względem siebie nachylone pod ostrym kątem α. W określonym zastosowaniu ostry kąt α wynosi 36°, z uwzględnieniem tolerancji wykonawczych. Dolna i górna oporowe powierzchnie 20, 22 są obrobione razem z dolną powierzchnią 18.

Płytka skrawająca 12 (fig. 4) ma dwie identyczne przeciwległe boczne powierzchnie 24 i usytuowaną między nimi obwodową powierzchnię 26. Ponieważ boczne powierzchnie 24 są identyczne, tylko jedna z nich będzie omawiana, ale należy przyjąć, że druga z nich ma tę samą budowę. Obwodowa powierzchnia 26 jest zaopatrzona w pięć oporowych powierzchni 28 i pięć równomiernie rozmieszczonych skrawających części 32. Każda z pięciu oporowych powierzchni 28 jest usytuowana na bocznej ścianie 34 urojonego pięciobocznego graniastosłupa 36 (przedstawionego liniami przerywanymi na fig. 3). Oporowe powierzchnie 28 są od siebie oddzielone skrawającymi częściami 32 płytki skrawającej 12.

Każda skrawająca część 32 płytki skrawającej 12 jest trójkątna i wystaje na zewnątrz z urojonego pięciobocznego graniastosłupa 36 płytki skrawającej 12. Wierzchołkiem każdej skrawającej części 32 jest krawędź tnąca 38, stanowiąca równocześnie przecięcie powierzchni natarcia 40 na przedniej powierzchni 41 skrawającej części 32 i powierzchni przyłożenia 42 na tylnej powierzchni 43 skrawającej części 32. Przednia i tylna powierzchnie 41, 43 skrawającej części 32 nie są skierowane promieniowo. Krawędzie tnące 38 są bardziej odległe od osi A płytki skrawającej niż oporowe powierzchnie 28. Powierzchnie natarcia 40 i powierzchnie przyłożenia 42 są usytuowane na obwodowej powierzchni 26. Robocza skrawająca cześć 32' wystaje z czołowej powierzchni 44 (uwidocznionej na fig. 3 linią przerywaną) oprawki 14 i wykonuje operację obróbczą. Robocza pierwsza oporowa powierzchnia 28' płytki skrawającej przylega do dolnej oporowej powierzchni 20 gniazda, a robocza druga powierzchnia oporowa 28” płytki skrawającej przylega do górnej powierzchni oporowej 22 gniazda. Robocze pierwsza i druga oporowe powierzchnie 281, 28” płytki skrawającej są nachylone do siebie pod kątem zasadniczo równym kątowi α. Poza roboczymi pierwszą i drugą oporowymi powierzchniami 281, 28'' żadna inna część obwodowej powierzchni 26 nie styka się z oprawką 14. Robocze pierwsza i druga oporowe powierzchnie 281, 28 dzielą płytkę skrawającą 12 na dwie części. Pierwsza część obejmuje roboczą skrawającą część 32' i dwie skrawające części 32 z każdej strony roboczej skrawającej części 321. Druga część obejmuje dwie sąsiednie skrawające części 32.

Każda boczna powierzchnia 24 płytki skrawającej ma środkową, wystającą na zewnątrz część, mającą kształt pięcioboku 46 o płaskiej powierzchni 50. Płaskie powierzchnie 50 pięcioboków 46 są do siebie równoległe. Płaska powierzchnia 50 pięcioboku 46 jest mniejsza powierzchniowo od powierzchni urojonego pięciobocznego graniastosłupa 36. Powierzchnia 50 wystającego pięcioboku 46 styka się z dolną powierzchnią 18 gniazda 16. Wystający pięciobok 46 jest kątowo obrócony względem urojonego pięciobocznego graniastosłupa 36 dokoła osi A płytki skrawającej w taki sposób, że określona boczna powierzchnia 52 wystającego pięcioboku 46 jest współpłaszczyznowa z czołową powierzchnią 44 oprawki 14. Ten obrót maksymalizuje powierzchnię przylegania płytki skrawającej 12 do oprawki 14, nie powodując zmniejszenia głębokości skrawania.

Płytka skrawająca 12 ma trzy wymiary szerokościowe. Pierwsza szerokość D1 stanowi szerokość skrawającej części 32. Środkowy obszar płytki skrawającej 12 ma drugą szerokość D2 między płaskimi powierzchniami 50 dwóch wystających pięcioboków 46. Trzecia szerokość D3 stanowi szerokość wszystkich pozostałych obszarów płytki skrawającej 12, nie objętych pierwszą i drugą szerokością D1, D2. Druga szerokość D2 jest większa od pierwszej szerokości D1, dzięki czemu krawędź tnąca 38 nie styka się z dolną powierzchnią 18 gniazda 16. Skrawająca część 32 zwęża się nieco w kierunku od krawędzi tnącej 38. Czyli pierwsza szerokość D1 zmienia się nieco, a jej największa wartość jest przy krawędzi tnącej 38 i zmniejsza się w kierunku osi A płytki skrawającej. Taki układ zapewnia, że boczne powierzchnie 24 skrawających części 32 są odciążone od nacisku przedmiotu obrabianego podczas wykonywania operacji skrawania.

Między płaskimi powierzchniami 50 wystających pięcioboków 46 jest usytuowany przelotowy otwór 56, którego oś jest identyczna z osią A płytki skrawającej. Przelotowy otwór 56 jest poszerzony z obydwóch stron. W przelotowym otworze 56 jest umieszczona śruba 54, która jest wkręcona w gwintowany otwór 57 w dolnej powierzchni 18 gniazda 16.

Dolna oporowa powierzchnia 20, górna oporowa powierzchnia 22 i dolna powierzchnia 18 oprawki 14, oraz śruba 54 skutecznie mocują płytkę skrawającą 12 w gnieździe 16. Wzajemne położenie dolnej oporowej powierzchni 20 i górnej oporowej powierzchni 22 powoduje, że siła skrawania wywierana na roboczą skrawającą część 32', podczas wykonywania obróbki, jest wywierana przede wszystkim na dolną oporową powierzchnię 20 i na górną oporową powierzchnię 22, a tylko w małym

PL 207 349 B1 stopniu na śrubę 54. Unika się konieczności tworzenia dodatkowej struktury, na przykład zacisku, dla skutecznego mocowania płytki skrawającej 12 i ogranicza się możliwość uszkodzenia śruby 54.

Wynalazek został przedstawiony tylko przykładowo, a jako chronione należy uważać również wszelkie odmiany i modyfikacje rozwiązania mieszczące się w ramach idei wynalazku i zastrzeżeń patentowych. Na przykład płytka skrawająca może być zaopatrzona w cztery albo sześć, albo nawet więcej skrawających części niż pięć. Szerokości D1, D2 i D3 mogą być zmienione dla określonych zastosowań narzędzia skrawającego. Ponadto wynalazek może zostać zastosowany do gwintowania. Kąt α może być zmodyfikowany dla zgodności z innymi układami geometrycznymi. Zamiast śruby może być zastosowana dźwignia albo kołek.

Claims (17)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Narzędzie skrawające do metalu, znamienne tym, że jest wyposażone w płytkę skrawającą (12) z dwoma przeciwnymi bocznymi powierzchniami (24), z usytuowaną między nimi obwodową powierzchnią (26) i z osią (A) symetrii obrotowej, przechodzącą przez boczne powierzchnie (24), przy czym obwodowa powierzchnia (26) jest zaopatrzona w oporowe powierzchnie (28, 28', 28”) usytuowane na bocznych ścianach (34) urojonego regularnego pięciobocznego graniastosłupa (36), a równocześnie określona ilość skrawających części (32) wystaje na zewnątrz z pięciobocznego graniastosłupa (36), przy czym ilość skrawających części (32) jest równa ilości bocznych ścian (34) pięciobocznego graniastosłupa (36), a także każda skrawająca część (32) jest zaopatrzona w krawędź tnącą (38), a równocześnie każda oporowa powierzchnia (28, 28/ 28”) jest usytuowana między dwoma skrawającymi częściami (32), a także jest wyposażone w oprawkę (14) z gniazdem (16, 16', 16”), w którym jest osadzona płytka skrawająca (12), której obwodowa powierzchnia (26) przylega dwoma tylko oporowymi powierzchniami (28/ 28), a równocześnie gniazdo (16, 16', 16”) na dolną oporową powierzchnię (20) przylegającą do pierwszej oporowej powierzchni (28') płytki skrawającej i górną oporową powierzchnię (22) przylegającą do drugiej oporowej powierzchni (28) płytki skrawającej, przy czym dolna oporowa powierzchnia (20) i górna oporowa powierzchnia (22) stanowią stałą i integralną część oprawki (14).
2. 2. Narzędzie skrawające według zastrz. 1, znamienne tym, że górna oporowa powierzchnia (22) tworzy z dolną oporową powierzchnią (20) ostry kąt (α).
3. 3. Narzędzie skrawające według zastrz. 2, znamienne tym, że ostry kąt (α) ma wielkość 36°.
4. 4. Narzędzie skrawające według zastrz. 1, znamienne tym, że skrawające części (32) mają, w widoku z boku na płytkę skrawającą (12), kształt ogólnie trójkątny.
5. 5. Narzędzie skrawające według zastrz. 1, znamienne tym, że narzędzie skrawające (10) jest przeznaczone do rowkowania, przecinania i toczenia.
6. 6. Narzędzie skrawające według zastrz. 1, znamienne tym, że płytka skrawająca (12) ma w kierunku równoległym do osi (A) szerokości (D1, D2, D3) o różnej wielkości.
7. 7. Narzędzie skrawające według zastrz. 6, znamienne tym, że płytka skrawająca (12) ma trzy szerokości, pierwszą szerokość (D1) stanowiącą szerokość części skrawającej (32), drugą szerokość (D2) ogólnie środkowego obszaru płytki skrawającej (12) i trzecią szerokość (D3) stanowiącą szerokość wszystkich innych obszarów płytki skrawającej (12).
8. 8. Narzędzie skrawające według zastrz. 7, znamienne tym, że druga szerokość (D2) jest większa niż pierwsza szerokość (D1), natomiast pierwsza szerokość (D1) jest większa od trzeciej szerokości (D3).
9. 9. Narzędzie skrawające według zastrz. 8, znamienne tym, że ogólnie środkowy obszar płytki skrawającej (12) o drugiej szerokości (D2) ma kształt wieloboczny, patrząc z boku na płytkę skrawającą (12), tworzący pięciobok (46) wystający z każdej bocznej powierzchni (24) płytki skrawającej (12).
10. 10. Narzędzie skrawające według zastrz. 9, znamienne tym, że urojony pięcioboczny graniastosłup (36) ma oś, która jest identyczna z osią (A) płytki skrawającej.
11. 11. Narzędzie skrawające według zastrz. 10, znamienne tym, że wystający pięciobok (46) jest obrócony kątowo dokoła osi (A) płytki skrawającej względem urojonego pięciobocznego graniastosłupa (36).
12. 12. Narzędzie skrawające według zastrz. 11, znamienne tym, że urojony pięcioboczny graniastosłup (36) ma postać regularnego pięciobocznego graniastosłupa (36), płytka skrawająca (12) ma pięć oporowych powierzchni (28, 28/ 28'') usytuowanych na części bocznej ściany (34) urojonego regularnego pięciobocznego graniastosłupa (36), pięć skrawających części (32) rozmieszczonych w równych odległościach od siebie, a także każdy wystający pięciobok (46) ma obszar mniejszy niż

    PL 207 349 B1 powierzchnia urojonego pięciobocznego graniastosłupa (36), a równocześnie każdy wystający pięciobok (46) jest obrócony pod kątem względem urojonego pięciobocznego graniastosłupa (36).
13. 13. Narzędzie skrawające według zastrz. 9, znamienne tym, że gniazdo (16, 16/ 16”) oprawki (14) ma dolną powierzchnię (18), z której wystają zasadniczo w górę dolna i górna oporowe powierzchnie (20, 22), przy czym dolna powierzchnia (18) przylega do określonego wystającego pięcioboku (46) płytki skrawającej (12).
14. 14. Narzędzie skrawające według zastrz. 13, znamienne tym, że narzędzie skrawające (10) jest ponadto wyposażone w śrubę (54) mocującą płytkę skrawającą (12) w gnieździe (16, 16', 16”), umieszczoną w przelotowym otworze (56) płytki skrawającej i wkręconą w gwintowany otwór (57) w dolnej powierzchni (18) gniazda, przy czym przelotowy otwór (56) jest usytuowany między dwoma przeciwnymi bocznymi powierzchniami (24) płytki skrawającej (12).
15. 15. Narzędzie skrawające według zastrz. 14, znamienne tym, że przelotowy otwór (56) jest usytuowany między wystającymi pięciobokami (46).
16. 16. Narzędzie skrawające według zastrz. 12, znamienne tym, że pierwsza i druga oporowe powierzchnie (28) dzielą płytkę skrawającą (12) na dwie sekcje.
17. 17. Narzędzie skrawające według zastrz. 16, znamienne tym, że pierwsza sekcja zawiera roboczą skrawającą część (32') i dwie skrawające części (32) z każdej strony roboczej skrawającej części (32'), natomiast druga sekcja zawiera dwie sąsiednie skrawające części (32).