РЕГУЛИРУЕМЫЙ РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ
CONTROLLED CUTTING TOOL

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к регулируемому режущему инструменту для использования в основном в процессах обработки металла резанием и в частности для операций нарезания резьбы.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В режущих инструментах, используемых в операциях нарезания резьбы, сменные опоры или подкладки, на которые непосредственно опирается закрепляемая съемно резьбовая пластина, имеют широкое распространение, поскольку обеспечивают возможность регулирования угла наклона резьбовой пластины для выравнивания его с углом подъема нарезаемой резьбы и обеспечения таким образом равных задних углов на режущих кромках.
В патенте США 3520042 раскрыта регулируемая державка для резьбовой режущей пластины, в которой отсутствует необходимость в сменных опорах или подкладках. Регулируемая державка включает хвостовик с выемкой в форме части конуса и сопряженный блок в форме части конуса, расположенный в выемке. Резьбовая режущая пластина закреплена в коническом блоке посредством установочного винта, при этом конический блок имеет угловую регулировку в выемке для обеспечения расположения плоскости симметрии режущей пластины под углом подъема нарезаемой резьбы. Паз хвостовика центрирован с радиальным резьбовым отверстием в коническом, при этом винт, расположенный в пазу, взаимодействует с резьбовым отверстием для закрепления конического блока в выемке в отрегулированном положении.
В заявке США 2008/0253847 раскрыт сборный режущий инструмент, который включает элемент регулирования режущей кромки, который не контактирует с режущей пластиной. Сборный режущий инструмент включает также державку и вставку с режущей пластиной, закрепляемой на вставке посредством винта и прихвата, при этом наружная криволинейная поверхность вставки по форме соответствует криволинейной дуговой поверхности конца державки для размещения режущей пластины. Элемент регулирования режущей кромки выполнен в форме точно шлифованной регулировочной шайбы, имеющей угловую верхнюю поверхность. Регулировочный винт, имеющий головку, которая опирается на угловую верхнюю поверхность регулировочной шайбы, проходит через паз в конце для размещения пластины и взаимодействует с резьбовым отверстием во вставке. Угол верхней поверхности определяет поворотную позицию в пазу, в которой винт взаимодействует с резьбовым отверстием и таким образом фиксирует текущий угол режущей кромки. Регулировочная шайба может быть переориентирована или заменена на другую регулировочную шайбу с отличным углом верхней поверхности для фиксирования отличного угла режущей кромки.
Задача настоящего изобретения состоит в обеспечении улучшенного регулируемого режущего инструмента.
Задача настоящего изобретения состоит также в обеспечении регулируемого режущего инструмента без сменных опор или подкладок.
Следующая задача настоящего изобретения состоит в обеспечении регулируемого режущего инструмента без разделения хвостовика и элементов, удерживающих пластину.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в обеспечении регулируемого режущего инструмента, имеющего легко доступные и удобные для оператора средства регулировки.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с настоящим изобретением предложен режущий инструмент, содержащий:
режущую пластину, державку и регулировочный элемент;
режущая пластина имеет по меньшей мере одну режущую часть,
державка имеет часть для размещения пластины и хвостовую часть, часть для размещения пластины жестко соединена с хвостовой частью,
регулировочный элемент без резьбы удерживается на части для размещения пластины и функционально соединен с режущей пластиной, и
режущая пластина съемно закреплена на части для размещения пластины посредством крепежного элемента в режущем положении, в котором рабочая режущая часть входит в обрабатываемую деталь под углом резания,
причем приведение в действие регулировочного элемента вызывает увеличение или уменьшение угла резания пластины.
Также в соответствии с настоящим изобретением предложен способ увеличения или уменьшения угла резания пластины режущего инструмента относительно обрабатываемой детали, при этом режущий инструмент содержит:
режущую пластину, державку и регулировочный элемент;
режущая пластина имеет по меньшей мере одну режущую часть,
державка имеет часть для размещения пластины и хвостовую часть, часть для размещения пластины жестко соединена с хвостовой частью,
регулировочный элемент без резьбы удерживается на части для размещения пластины и функционально соединен с режущей пластиной, и
режущая пластина съемно закреплена на части державки для размещения пластины посредством крепежного элемента, способ включает шаги:
раскрепление крепежного элемента,
приведение в действие регулировочного элемента без снятия каких-либо компонентов с режущего инструмента, и
повторное затягивание крепежного элемента.
Далее в соответствии с настоящим изобретением предложен режущий инструмент, содержащий:
державку, имеющую часть для размещения пластины;
режущую пластину, съемно закрепленную на части державки для размещения пластины, режущая пластина имеет рабочую режущую часть, выполненную с соответствующей осью наклона пластины и активной опорной областью, отнесенной от оси наклона пластины; и
регулировочный элемент, без резьбы удерживаемый на части державки для размещения пластины и имеющий первую ось и опорную поверхность, по меньшей мере первая часть которой воздействует на режущую пластину в активной опорной области; причем:
поворот регулировочного элемента вокруг первой оси и относительно части державки для размещения пластины приводит к воздействию второй части опорной поверхности на активную опорную область, и изменениям как в подъеме закрепленной режущей пластины в упомянутой активной опорной области, так и в качании закрепленной режущей пластины вокруг оси наклона пластины относительно части державки для размещения пластины.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания, но только в качестве примера, изобретение теперь будет описано с отсылками к приложенным чертежам, на которых пунктирные линии представляют границы выреза для частичных видов элемента и на которых:
на фиг. 1 представлен вид в перспективе на режущий инструмент в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения;
на фиг. 1а представлен детализированный вид в перспективе режущего инструмента, показанного на фиг. 1;
на фиг. 2 представлен вид сверху на режущий инструмент, показанный на фиг. 1;
на фиг. 3 в разобранном виде в перспективе представлен режущий инструмент, показанный на фиг. 1;
на фиг. 4 представлен вид сверху на регулировочный элемент в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения;
на фиг. 5 представлен вид спереди на регулировочный элемент, показанный на фиг. 4;
на фиг. 6 представлен вид сверху на режущую пластину в соответствии с некоторыми вариантами настоящего изобретения;
на фиг. 7 представлен вид снизу на режущую пластину, показанную на фиг. 6;
на фиг. 8 представлен вид в перспективе на режущий инструмент в соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения;
на фиг. 9 представлен в разобранном виде в перспективе режущий инструмент, показанный на фиг. 8;
на фиг. 10 представлен вид сверху на регулировочный элемент в соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения; и
на фиг.11 представлен вид спереди на регулировочный элемент, показанный на фиг. 10.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вначале обратим внимание на фиг. 1-3, 8 и 9, показывающие режущий инструмент 20, 120 в соответствии с некоторыми вариантами настоящего изобретения. Режущий инструмент 20, 120 включает режущую пластину 22, державку 24 и регулировочный элемент 26, 126.
Режущая пластина 22 имеет по меньшей мере одну режущую часть 28 и может быть изготовлена посредством фасонного прессования и спекания твердого сплава такого, как вольфрамовый твердый сплав, и может быть выполнена с покрытием или без покрытия.
Державка 24, которая может быть изготовлена из закаленной стали, имеет часть 30, 130 для размещения пластины и хвостовую часть 32, часть 30, 130 для размещения пластины жестко соединена с хвостовой частью 32.
Регулировочный элемент 26, 126, имеющий первую ось А1 удерживается без резьбы в части 30, 130 державки для размещения пластины и функционально соединен с режущей пластиной 22.
В некоторых вариантах настоящего изобретения регулировочный элемент 26, 126 может быть нерезьбовым компонентом.
Режущая пластина 22 закреплена съемно на части 30, 130 державки для размещения пластины посредством крепежного элемента 34 в режущем положении, в котором рабочая режущая часть 28 входит в обрабатываемую деталь 36 под режущим углом α пластины.
В некоторых вариантах настоящего изобретения режущая пластина 22 может быть индексируемой резьбовой пластиной с множеством режущих частей 28, каждая режущая часть 28 имеет две режущие кромки 38, 40, при этом режущий инструмент 20, 120 может быть использован в операциях нарезания резьбы.
Для операций нарезания резьбы, как показано на фиг. 1а и 8 режущий угол α пластины является углом наклона двух режущих кромок 38, 40 рабочей режущей части 28 относительно центральной оси С вращающейся обрабатываемой детали 36. Угол наклона резьбовой пластины является хорошо известным термином, используемым в области операций нарезания резьбы и, как правило, устанавливается равным углу подъема нарезаемой резьбы, для того, чтобы обеспечить равные задние углы на обеих режущих кромках.
Приведение в действие регулировочного элемента 26, 126 вызывает увеличение или уменьшение угла α резания пластины.
Следует понимать, что в описании и формуле настоящего изобретения термин «приведение в действие» описывает действие по инициации движения регулировочного элемента 26, 126 в предварительно определенном направлении или вдоль предварительно определенной траектории.
В некоторых вариантах настоящего изобретения режущий инструмент 20, 120 может иметь единственный регулировочный элемент 26, 126.
Также в некоторых вариантах настоящего изобретения приведение в действие регулировочного элемента 26, 126 может быть выполнено без снятия каких-либо компонентов с режущего инструмента 20, 120.
Для изменения угла α резания пластины возможно вначале частично раскрепить режущую пластину 22, повернуть регулировочный элемент 26, 126, и затем снова закрепить режущую пластину 22. Способ увеличения или уменьшения угла α резания пластины режущего инструмента 20, 120 включает шаги:
раскрепление крепежного элемента 34,
приведение в действие регулировочного элемента 26, 126, и
повторное затягивание крепежного элемента 34.
Последующее за раскреплением крепежного элемента 34 приведение в действие регулировочного элемента 26, 126 может быть выполнено посредством поворота регулировочного элемента 26, 126 вокруг его первой оси А1.
Режущий угол α пластины может быть увеличен посредством поворота регулировочного элемента 26, 126 в одном направлении вокруг его первой оси А1 и уменьшен посредством поворота регулировочного элемента 26, 126 в противоположном направлении вокруг его первой оси А1.
В некоторых вариантах настоящего изобретения часть 30, 130 державки для размещения пластины может иметь вторую ось А2 и первая ось А1 может быть соосной со второй осью А2. Следует понимать, что первая и вторая оси А1, А2 могут быть соосными для каждого поворотного положения регулировочного элемента 26, 126 и для каждого значения угла α резания пластины.
В некоторых вариантах настоящего изобретения регулировочный элемент 26, 126 может находиться в фиксированном переходном положении на части 30, 130 державки для размещения пластины и приведение в действие регулировочного элемента 26, 126 может быть выполнено только посредством поворота регулировочного элемента 26, 126 вокруг его первой оси А1.
Как показано на фиг. 3, 5, 9 и 11, регулировочный элемент 26, 126 может иметь плоскую базовую поверхность 42, 142 перпендикулярную первой оси А1, при этом плоская базовая поверхность 42, 142 может быть в контакте с соответствующей опорной поверхностью 44, 144 на части 30, 130 державки для размещения пластины.
В некоторых вариантах настоящего изобретения регулировочный элемент 26, 126 может непосредственно взаимодействовать с режущей пластиной 22.
Как показано на фиг. 4, 5, 10 и 11, регулировочный элемент 26, 126 может иметь верхнюю поверхность 46, 146, противолежащую базовой поверхности 42, 142, и боковую поверхность 48, 148, продолжающуюся между ними, причем верхняя или боковая поверхность 46, 148 включает регулировочную опорную поверхность 50, 150.
Как показано на фиг. 6 и 7, режущая пластина 22 может быть монтируемой резьбовой пластиной, имеющей противолежащие верхнюю и нижнюю поверхности 52, 54 и периферийную поверхность 56, продолжающуюся между ними, с двумя режущими кромками 38, 40 на каждой режущей части 28, имеющей соответствующую переднюю поверхность 58 на верхней или нижней поверхности 52, 54.
Как показано на фиг. 2, 3 и 9, крепежный элемент 34 может быть выполнен в форме крепежного винта 60.
В некоторых вариантах настоящего изобретения, как показано на фиг. 3, 6, 7 и 9, верхняя и нижняя поверхности 52, 54 могут иметь сквозное отверстие 62, продолжающееся между ними, при этом крепежный винт 60 может быть расположен в сквозном отверстии 60 и принят по резьбе в отверстие 64 под винт в части 30, 130 державки для размещения пластины.
В других вариантах настоящего изобретения (не показаны) крепежный элемент 34 может быть в форме прижимного элемента, взаимодействующего со сквозным отверстием 62 и/или с одной из верхней и нижней поверхностей 52, 54.
Также, в некоторых вариантах настоящего изобретения режущая пластина 22 может быть в основном треугольной формы, имеющей три режущие части 28 и равное количество опорных зон 66 при этом опорные регулировочные поверхности 50, 150 могут контактировать только с одной опорной областью 66, удаленной от рабочей режущей части 28.
Передняя поверхность 58 рабочей режущей части 28 может быть расположена на верхней поверхности 52, а единственная рабочая опорная зона 66 может быть расположена на нижней поверхности 54.
В некоторых вариантах настоящего изобретения, как показано на фиг. 7, режущая пластина 22 может включать множество V-образных контактных выступов 68, равное числу режущих частей 28, каждый V-образный контактный выступ 68, расположенный на нижней поверхности 54, примыкает к соответствующей режущей части 28. Каждый V-образный контактный выступ 68 может иметь две боковые поверхности 70 и ось А3 наклона пластины, причем две боковые поверхности 70 параллельно вытянуты в направлении оси А3 наклона пластины. На каждом V-образном контактном выступе 68 может быть выделена более, чем одна отдельная контактная часть и только один из V-образных контактных выступов 68 может стыковаться с соответствующей V-образной канавкой 73 на части 30, 130 державки для размещения пластины.
Каждая опорная зона 66 может быть расположена на единственной контактной части каждого V-образного контактного выступа 68 на поверхности, разделяющей две боковые поверхности 70.
Также, в некоторых вариантах настоящего изобретения, как показано на фиг.2, часть 30, 130 державки для размещения пластины может иметь первую плоскость Р1, и ось А3 наклона пластины рабочего V-образного контактного выступа 68 может быть перпендикулярна первой плоскости Р1 для каждого значения угла α резания пластины. Может быть понятно также, что ось А3 наклона пластины рабочего V-образного контактного выступа 68 может быть перпендикулярна первой плоскости Р1 для каждого поворотного положения регулировочного элемента 26, 126.
Первая плоскость Р1 может быть параллельна центральной оси С вращающейся обрабатываемой детали 36.
В некоторых вариантах настоящего изобретения режущий угол α пластины может иметь диапазон R регулирования, который может быть достигнут менее, чем за один оборот регулировочного элемента 26, 126 вокруг его первой оси А1. Диапазон R регулирования может иметь величину по меньшей мере 6° и может формировать диапазон угла наклона от -1,5° до +4,5°.
В первом варианте настоящего изобретения, как показано на фиг. 4 и 5, регулировочная опорная поверхность 50 может быть образована на верхней поверхности 46 регулировочного элемента 26. Регулировочная опорная поверхность 50 может иметь винтовую ступенчатую форму с осью А4 соосной с первой осью А1, при этом высота Н регулирования от базовой поверхности 42 увеличивается или уменьшается вокруг оси А4 опорной поверхности. Винтовая ступенчатая форма регулировочной опорной поверхности 50 может включать множество ступенчатых сегментов 74, причем каждый ступенчатый сегмент 74 перпендикулярен первой оси А1 и представляет отдельное значение угла α резания пластины.
В первом варианте настоящего изобретения верхняя поверхность 46 может быть обращена в основном в том же направлении, как передняя поверхность 58 рабочей режущей части 28, а боковая поверхность 48 может быть цилиндрической.
Во втором варианте настоящего изобретения, как показано на фиг. 10 и 11 боковая поверхность 148 регулировочного элемента 126 может быть нецилиндрической и регулировочная опорная поверхность 150 может быть образована на боковой поверхности 148, имеющей радиальное регулировочное расстояние D от первой оси А1, которое непрерывно увеличивается или уменьшается вокруг первой оси А1.
Во втором варианте настоящего изобретения верхняя поверхность 146 может быть обращена в основном в поперечном направлении к передней поверхности 58 рабочей режущей части 28.
В обоих вариантах первая часть опорной поверхности 50, 150 регулировочного элемента воздействует на режущую пластину 22 в активной опорной области 66, удаленной от оси А3 наклона пластины, относящейся к рабочей режущей части 28. Поворот регулировочного элемента 26, 126 вокруг первой оси А1 и относительно части 30, 130 державки для размещения пластины приводит к воздействию второй части опорной поверхности 50, 150 на режущую пластину 22. Это приводит к изменению как подъема закрепленной режущей пластины 22 в активной опорной области 66, так и к качанию закрепленной режущей пластины 22 вокруг оси А3 наклона пластины по отношению к части 30, 130 державки для размещения пластины.
В некоторых вариантах настоящего изобретения регулировочный элемент 26, 126 может быть приведен в действие непосредственно оператором вручную посредством осевого инструмента, например посредством торцового ключа (не показан).
Хотя, в некоторых вариантах настоящего изобретения регулировочный элемент 26, 126 может быть плавно повернут вокруг первой оси А1 визуальные индикаторы или механические защелки на регулировочном элементе 126 могут быть применены, чтобы определить отдельную ступень увеличения или уменьшения угла α резания пластины и, таким образом помочь оператору.
В первом варианте настоящего изобретения, как показано на фиг. 2, режущий инструмент 20 может быть выполнен так, чтобы физически предотвратить приведение в действие регулировочного элемента 26 и его частичный поворот оператором, пока режущая пластина 22 не раскреплена посредством освобождения крепежного элемента 34.
В некоторых вариантах настоящего изобретения регулировочный элемент 26, 126 может включать нерезьбовую удерживающую часть 82, которая удерживает регулировочный элемент 26, 126, установленный на части 30, 130 державки для размещения пластины, в тоже время, позволяя оператору приводить в действие регулировочный элемент 26, 126. К тому же безрезьбовая удерживающая часть 82 может удерживать базовую поверхность 42, 142 в контакте с опорной поверхностью 44, 144 части 30, 130 державки для размещения пластины.
Как показано на фиг. 3, 5, 9 и 11, безрезьбовая удерживающая часть 82 вставляется в часть 30, 130 державки для размещения пластины и может включать множество упругих лапок 76, вытянутых от базовой поверхности 42, 142 и входящих в контакт с цилиндрической стенкой 78, удерживающей полости 80 на опорной поверхности 44, 144. Вторая ось А2 может быть соосной с цилиндрической стенкой 78, удерживающей полости 80.
Хотя, настоящее изобретение было описано с определенной степенью конкретности, следует понимать, что могут быть выполнены различные изменения и дополнения, не выходящие за рамки сущности и объема изобретения, определенного в приведенной ниже формуле изобретения.