КРУГЛАЯ ДВУСТОРОННЯЯ РЕЖУЩАЯ ВСТАВКА, ИМЕЮЩАЯ ПЕРИФЕРИЙНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ, СНАБЖЕННУЮ ВЫСТУПАЮЩИМИ ИНДЕКСИРУЮЩИМИ ФИКСАТОРАМИ, ДЕРЖАТЕЛЬ ВСТАВКИ ДЛЯ НЕЕ И РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ
ROUND TWO-SIDED CUTTING INSERT HAVING PERIPHERAL SURFACE EQUIPPED WITH PROTRUDING INDEXING RETAINERS, INSERT HOLDER, AND CUTTING TOOL

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к режущим инструментам такого типа, в котором режущая вставка, и в частности режущая вставка, имеющая круглую основную форму, и в частности режущая вставка, являющаяся двусторонней, выполнена с возможностью индексируемого размещения в гнезде держателя вставки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Размещение круглых режущих вставок в гнезде держателя вставки индексируемым образом может быть проблематичным, поскольку трудно различать режущие кромки. Следовательно, для индексируемого размещения режущей вставки в гнезде режущие инструменты могут быть снабжены индексирующим механизмом.
В некоторых таких индексирующих механизмах один элемент из режущей вставки и гнезда может содержать по меньшей мере один индексирующий паз (также называемый выемкой), а другой элемент из режущей вставки и гнезда может содержать по меньшей мере один индексирующий фиксатор (также называемый выступом). Правильное индексируемое размещение режущей вставки относительно гнезда является различимым в том случае, когда указанный по меньшей мере один индексирующий фиксатор расположен в указанном по меньшей мере одном индексирующем пазе.
В некоторых таких индексирующих механизмах один из указанного по меньшей мере одного индексирующего фиксатора и по меньшей мере одного индексирующего паза может быть расположен на нижней части режущей вставки, тогда как другой из указанного по меньшей мере одного индексирующего фиксатора и по меньшей мере одного индексирующего паза может быть расположен на базовой поверхности гнезда. Примеры таких режущих вставок раскрыты, например, в US 8,858,130 и US 9,011,049.
В других таких индексирующих механизмах один из указанного по меньшей мере одного индексирующего фиксатора и по меньшей мере одного индексирующего паза может быть расположен на периферии режущей вставки, тогда как другой из указанного по меньшей мере одного индексирующего фиксатора и по меньшей мере одного индексирующего паза может быть расположен на периферийной поверхности гнезда. Примеры таких режущих вставок раскрыты, например, в US 2013/330135 и US 9,289,834.http://www.freepatentsonline.com/y2013/0330135.html
Задача настоящего изобретения состоит в предложении новой круглой двусторонней режущей вставки, имеющей индексирующий фиксатор.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в предложении нового держателя вставки для прикрепления к нему с возможностью отсоединения двусторонней режущей вставки.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в предложении нового режущего инструмента, который содержит новый держатель вставки и новую круглую двустороннюю режущую вставку.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложена круглая индексируемая режущая вставка, имеющая центральную ось вставки и содержащая:
противоположные верхнюю и нижнюю поверхности вставки и периферийную поверхность вставки, проходящую между ними, при этом периферийная поверхность вставки проходит вокруг центральной оси вставки; и
верхнюю и нижнюю режущие кромки, образованные на пересечении периферийной поверхности вставки и верхней и нижней поверхностей вставки, соответственно, причем:
периферийная поверхность вставки содержит множество расположенных на угловом расстоянии друг от друга индексирующих фиксаторов, выступающих от нее, и множество боковых упорных поверхностей вставки, которые в окружном направлении чередуются с указанным множеством индексирующих фиксаторов; и
указанное множество боковых упорных поверхностей вставки лежит на внешней цилиндрической поверхности воображаемого цилиндра вставки, который соосен с режущей вставкой.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложен держатель вставки, содержащий:
основную поверхность держателя, которая пересекает торцевую поверхность держателя, и
гнездо держателя, выполненное в виде выемки в основной поверхности держателя и открывающееся к торцевой поверхности держателя у отверстия гнезда, при этом гнездо держателя имеет главную ось гнезда и содержит:
базовую поверхность гнезда и периферийную поверхность гнезда, ориентированную по существу перпендикулярно к ней и образующую ее частичную границу, при этом базовая поверхность гнезда не ограничена периферийной поверхностью гнезда у отверстия гнезда и содержит опорную поверхность гнезда; причем:
периферийная поверхность гнезда содержит:
проходящую в осевом направлении внутреннюю цилиндрическую боковую поверхность гнезда (pocket lateral surface), разделенную на множество расположенных на угловом расстоянии друг от друга цилиндрических боковых упорных поверхностей гнезда посредством по меньшей мере одного выполненного в виде выемки в ней небокового индексирующего паза (non-lateral indexing gap), при этом каждый небоковой индексирующий паз расположен между парой смежных цилиндрических боковых упорных поверхностей гнезда.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предложен режущий инструмент, содержащий:
режущую вставку описанного выше типа; и
держатель вставки описанного выше типа; причем:
режущий инструмент выполнен с возможностью настройки между высвобожденным и закрепленным положением; и
в закрепленном положении режущего инструмента:
режущая вставка удерживается с возможностью отсоединения в гнезде держателя;
каждая из указанного множества цилиндрических боковых упорных поверхностей гнезда упирается в соответствующую боковую упорную поверхность вставки;
опорная поверхность гнезда, расположенная на базовой поверхности гнезда, упирается в нижнюю несущую поверхность вставки, расположенную на нижней поверхности вставки; и
каждый небоковой индексирующий паз занят соответствующим индексирующим фиксатором.
Следует понимать, что все, приведенное выше, является раскрытием сущности изобретения, и что признаки, описанные в настоящем документе, могут быть применимы в любой комбинации к настоящему изобретению, например, любой из следующих признаков может быть применим к режущей вставке, держателю вставки или режущему инструменту:
Указанное множество индексирующих фиксаторов может проходить за верхнюю и нижнюю режущую кромку в радиальном направлении наружу.
Каждый из указанного множества расположенных на угловом расстоянии друг от друга индексирующих фиксаторов может иметь выпуклую форму в осевом направлении.
Периферийная поверхность вставки может лежать на внешней цилиндрической поверхности.
Указанное множество индексирующих фиксаторов может быть расположено на расстоянии индексирующего фиксатора от верхней и нижней поверхностей вставки.
Расстояние индексирующего фиксатора может быть больше или равно 0,3 мм и меньше или равно 0,5 мм.
Указанное множество индексирующих фиксаторов может выступать от периферийной поверхности вставки в радиальном направлении наружу на расстояние выступания фиксатора. Расстояние выступания фиксатора может быть больше или равно 0,2 мм и меньше или равно 0,4 мм.
Каждый из указанного множества индексирующих фиксаторов может иметь угловой размер вокруг центральной оси вставки, заданный углом фиксатора. Угол фиксатора может быть больше или равен 11° и меньше или равен 25°.
Указанное множество индексирующих фиксаторов может быть расположено на угловом расстоянии друг от друга вокруг центральной оси вставки, определяемом углом разнесения фиксаторов. Угол разнесения (отстояния) фиксаторов может быть больше или равен 35° и меньше или равен 49°.
Каждый из указанного множества индексирующих фиксаторов может иметь угловой размер вокруг центральной оси вставки, заданный углом фиксатора. Указанное множество индексирующих фиксаторов может быть расположено на угловом расстоянии друг от друга, определяемом углом разнесения фиксаторов вокруг центральной оси вставки. Угол фиксатора может быть меньше угла разнесения фиксаторов.
Угол фиксатора может быть меньше половины угла разнесения фиксаторов.
Каждый индексирующий фиксатор может содержать противоположные в осевом направлении верхнюю и нижнюю центральные поверхности фиксатора, при этом верхняя центральная поверхность фиксатора расположена ближе к верхней поверхности вставки, чем нижняя центральная поверхность фиксатора и наоборот. Каждая из верхней и нижней центральных поверхностей фиксатора может иметь наклон радиально внутрь в направлении к своей смежной одной из верхней и нижней поверхностей вставки.
Все верхние центральные поверхности фиксатора могут лежать на воображаемом верхнем конусе фиксатора, который соосен с режущей вставкой. Все нижние центральные поверхности фиксатора могут лежать на воображаемом нижнем конусе фиксатора, который соосен с режущей вставкой.
Указанное множество индексирующих фиксаторов может выступать от периферийной поверхности вставки в радиальном направлении наружу на расстояние выступания фиксатора. Расстояние выступания фиксатора может быть больше или равно 0,2 мм и меньше или равно 0,4 мм.
Верхний конус фиксатора может иметь угол раствора верхнего конуса фиксатора. Нижний конус фиксатора может иметь угол раствора нижнего конуса фиксатора. Каждый из угла раствора верхнего конуса фиксатора и угла раствора нижнего конуса фиксатора может быть больше или равен 5° и меньше или равен 20°.
Режущая вставка может быть зеркально-симметричной относительно медианной плоскости вставки, которая ориентирована перпендикулярно к центральной оси вставки и проходит посередине между верхней и нижней поверхностями вставки.
Режущая вставка может быть вращательно-симметричной вокруг центральной оси вставки.
Указанное множество индексирующих фиксаторов может быть идентичным.
Режущая вставка может содержать сквозное отверстие вставки, проходящее между верхней и нижней торцевыми поверхностями вставки и открывающееся к ним вдоль центральной оси вставки.
Боковая поверхность гнезда может быть расположена на частично кольцевой приподнятой части гнезда, в окружном направлении проходящей по периферийной поверхности гнезда и выступающей от нее.
Каждый небоковой индексирующий паз может иметь угловой размер вокруг главной оси гнезда, заданный углом паза. Угол паза может быть больше или равен 12° и меньше или равен 26°.
Каждая из указанного множества цилиндрических боковых упорных поверхностей гнезда может иметь угловой размер вокруг главной оси гнезда, заданный углом боковой упорной поверхности гнезда. Угол боковой упорной поверхности гнезда может быть больше или равен 34° и меньше или равен 48°.
Каждый небоковой индексирующий паз может иметь угловой размер вокруг главной оси гнезда, заданный углом паза. Каждая из указанного множества цилиндрических боковых упорных поверхностей гнезда может иметь угловой размер вокруг главной оси гнезда, заданный углом боковой упорной поверхности гнезда. Угол паза может быть меньше угла боковой упорной поверхности гнезда.
Угол паза может быть меньше половины угла боковой упорной поверхности гнезда.
Проходящая в осевом направлении внутренняя цилиндрическая боковая поверхность гнезда может быть разделена ровно одним небоковым индексирующим пазом на ровно две цилиндрические боковые упорные поверхности гнезда.
Опорная поверхность гнезда может быть плоской и перпендикулярной к главной оси гнезда.
Гнездо держателя может содержать резьбовое отверстие гнезда, выполненное в виде выемки в базовой поверхности гнезда и открывающееся к ней вдоль оси резьбового отверстия.
Периферийная поверхность гнезда дополнительно может содержать один или два боковых индексирующих паза (lateral indexing gaps), при этом указанный один или два боковых индексирующих паза образованы на пересечении боковой поверхности гнезда с основной поверхностью держателя и/или на пересечении боковой поверхности гнезда с торцевой поверхностью держателя.
Держатель вставки может содержать ровно два боковых индексирующих паза по одному на каждой стороне указанного по меньшей мере одного небокового индексирующего паза.
Указанный по меньшей мере один небоковой индексирующий паз может проходить по всей высоте боковой поверхности гнезда.
В закрепленном положении режущего инструмента каждый небоковой индексирующий паз может не зажимать в угловом или осевом направлении соответствующий индексирующий фиксатор.
В закрепленном положении режущего инструмента режущая вставка может удерживаться с возможностью отсоединения в держателе вставки посредством фиксирующего винта, расположенного в сквозном отверстии вставки и размещенного с помощью резьбы в резьбовом отверстии гнезда.
Режущий инструмент может быть выполнен с возможностью настройки между первым закрепленным положением и вторым закрепленным положением через первое промежуточное положение и второе промежуточное положение. В первом промежуточном положении режущего инструмента фиксирующий винт может быть расположен в сквозном отверстии вставки и частично размещен с помощью резьбы в резьбовом отверстии гнезда. Режущая вставка может быть расположена на удалении от указанного множества цилиндрических боковых упорных поверхностей гнезда. Каждый небоковой индексирующий паз может быть не занят соответствующим индексирующим фиксатором.
Периферийная поверхность гнезда дополнительно может содержать два боковых индексирующих паза, при этом один образован на пересечении боковой поверхности гнезда с основной поверхностью держателя, а другой образован на пересечении боковой поверхности гнезда с торцевой поверхностью держателя. В первом промежуточном положении режущего инструмента по меньшей мере один из двух боковых индексирующих пазов может быть не занят соответствующим индексирующим фиксатором.
Во втором промежуточном положении режущего инструмента режущая вставка может вращаться вокруг центральной оси вставки таким образом, что каждый небоковой индексирующий паз по углу (в окружном направлении) выровнен с соответствующей боковой упорной поверхностью вставки, а каждая цилиндрическая боковая упорная поверхность гнезда по углу выровнена с соответствующим индексирующим фиксатором.
Каждый из указанного множества индексирующих фиксаторов может иметь угловой размер вокруг центральной оси вставки, заданный углом фиксатора. Каждый небоковой индексирующий паз может иметь угловой размер вокруг главной оси гнезда, заданный углом паза. Угол паза может быть больше угла фиксатора не более чем на 1°.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания настоящей заявки и для того, чтобы показать, как указанное изобретение может быть выполнено на практике, ниже приведены сопроводительные чертежи, на которых:
на фиг. 1 показан вид в перспективе режущего инструмента;
на фиг. 2 показан вид в перспективе режущей вставки в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 3 показан вид сбоку режущей вставки по фиг. 2;
на фиг. 4 показан вид сверху режущей вставки по фиг. 2;
на фиг. 5 показан вид в перспективе гнезда держателя для держателя вставки по фиг. 1;
на фиг. 6 показан вид сверху гнезда держателя по фиг. 5;
на фиг. 7 показан вид сверху гнезда держателя по фиг. 6, когда режущий инструмент находится в закрепленном положении;
на фиг. 8 показан разрез, выполненный по линии XIII-XIII по фиг. 7; и
на фиг. 9 показан вид сверху гнезда держателя по фиг. 6, когда режущий инструмент находится в первом промежуточном положении; и
на фиг. 10 показан вид сверху гнезда держателя по фиг. 6, когда режущий инструмент находится во втором промежуточном положении.
Следует понимать, что для простоты и ясности иллюстрации, элементы, изображенные на чертежах, необязательно изображены в масштабе. Например, размеры некоторых из указанных элементов для ясности могут быть преувеличены относительно других элементов, или несколько физических компонентов могут содержаться в одном функциональном блоке или элементе. Там, где предполагается целесообразным, для указания на соответствующие или аналогичные элементы на чертежах могут повторяться ссылочные обозначения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В последующем описании будут описаны различные аспекты предмета настоящей заявки. В целях объяснения, для обеспечения глубокого понимания объекта настоящей заявки достаточно подробно изложены конкретные конфигурации и детали. Однако специалисту в данной области техники следует понимать, что объект настоящей заявки может быть выполнен на практике без конкретных конфигураций и деталей, представленных в настоящем документе.
Сначала следует обратить внимание на фиг. 1, где показан режущий инструмент 20 для удаления стружки в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Режущий инструмент 20 имеет режущую вставку 22, которая, как правило, может быть выполнена из спеченного карбида. Режущий инструмент 20 также имеет держатель 24 вставки, имеющий гнездо 26 держателя. Держатель 24 вставки, как правило, может быть выполнен из стали. В этом неограничивающем примере режущий инструмент 20 представляет собой вращающийся фрезерный инструмент, а режущая вставка 22 представляет собой вставку для фрезерования. Однако следует отметить, что настоящее изобретение также применимо к другим типам режущих инструментов и режущих вставок, например, среди прочего к токарным инструментам и вставкам для токарной обработки. Режущий инструмент 20 выполнен с возможностью настройки между высвобожденным и закрепленным положением. В закрепленном положении режущего инструмента 20 режущая вставка 22 прикреплена с возможностью отсоединения к держателю 24 вставки, например, посредством фиксирующего винта 28.
Теперь делается ссылка на фиг. 2-4, на которых показана режущая вставка 22 в соответствии с настоящим изобретением, относящаяся к первому аспекту настоящего изобретения. Режущая вставка 22 содержит единую выполненную за одно целое цельную конструкцию. Режущая вставка 22 имеет центральную ось А вставки. Режущая вставка 22 содержит противоположные верхнюю и нижнюю поверхности 30, 32 вставки. Центральная ось А вставки проходит через верхнюю и нижнюю поверхности 30, 32 вставки. Режущая вставка дополнительно содержит периферийную поверхность 34 вставки, которая проходит между верхней и нижней поверхностями 30, 32 вставки. Периферийная поверхность 34 вставки проходит вокруг центральной оси А вставки. Режущая вставка 22 имеет медианную плоскость М вставки, которая ориентирована перпендикулярно к центральной оси А вставки и проходит посередине между верхней и нижней поверхностями 30, 32 вставки.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения режущая вставка 22 может быть вращательно-симметричной вокруг центральной оси А вставки. Режущая вставка 22 может быть зеркально-симметричной относительно медианной плоскости М вставки.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения периферийная поверхность 34 вставки может проходить вокруг центральной оси А вставки на постоянном расстоянии от нее. Иначе говоря, периферийная поверхность 34 вставки может лежать на внешней цилиндрической поверхности IC воображаемого цилиндра вставки, имеющего центральную ось А вставки в качестве оси цилиндра (т.е., цилиндр вставки и режущая вставка 22 соосны друг с другом).
Верхняя и нижняя поверхности 30, 32 вставки имеют круглую основную форму. Другими словами, режущая вставка 22 является круглой. Верхняя поверхность 30 вставки содержит верхнюю несущую поверхность 36 вставки. Аналогично, нижняя поверхность 32 вставки содержит нижнюю несущую поверхность 38 вставки. Верхняя и нижняя несущие поверхности 36, 38 вставки выполнены с возможностью осуществления контакта с соответствующей поверхностью в гнезде 26 держателя, когда режущая вставка 22 посажена в него. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения верхняя и нижняя несущие поверхности 36, 38 вставки могут быть плоскими и параллельным друг другу. Верхняя и нижняя несущие поверхности 36, 38 вставки могут быть расположены в центре на своих соответствующих верхней и нижней поверхностях 30, 32 вставки.
Режущая вставка 22 содержит верхнюю и нижнюю режущие кромки 40, 42, образованные на пересечении периферийной поверхности 34 вставки и верхней и нижней поверхностей 30, 32 вставки, соответственно. Таким образом, режущая вставка 22 является двусторонней и может быть посажена в гнездо 26 держателя на любую из верхней и нижней несущих поверхностей 36, 38 вставки. Другими словами, режущая вставка 22 является "реверсивной". Верхняя и нижняя режущие кромки 40, 42 могут быть круглыми и могут лежать на двух параллельных расположенных на расстоянии плоскостях, перпендикулярных к центральной оси А вставки.
Верхняя поверхность 30 вставки содержит верхнюю наклонную поверхность 44, которая проходит вдоль верхней режущей кромки 40. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения верхняя наклонная поверхность 44 может соединять верхнюю режущую кромку 40 с верхней несущей поверхностью 38 вставки. Часть верхней наклонной поверхности 44, прилегающая к верхней режущей кромке 40, может иметь наклон по направлению к медианной плоскости М вставки в направлении радиально внутрь. Аналогично, нижняя поверхность 32 вставки содержит нижнюю наклонную поверхность 46, которая может быть выполнена и ориентирована идентичным образом.
Периферийная поверхность 34 вставки содержит верхнюю и нижнюю отводные поверхности 48, 50, которые проходят вдоль верхней и нижней режущих кромок 40, 42, соответственно.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения режущая вставка 22 может содержать сквозное отверстие 52 вставки, выполненное с возможностью зажима режущей вставки 22 в гнезде 26 держателя с помощью фиксирующего винта 28. Сквозное отверстие 52 вставки проходит между верхней и нижней поверхностями 30, 32 вставки и открывается к ним. Сквозное отверстие 52 вставки может проходить по центральной оси А вставки, которая, следовательно, может служить в качестве оси Т сквозного отверстия. Сквозное отверстие 52 вставки выполнено для размещения фиксирующего винта 28 для того, чтобы прикреплять режущую вставку 22 к держателю 24 вставки.
Периферийная поверхность 34 вставки содержит множество расположенных на угловом расстоянии друг от друга ("в окружном направлении") индексирующих фиксаторов 54, которые выступают от нее в радиальном направлении наружу. Указанное множество индексирующих фиксаторов 54 служит для того, чтобы уведомлять о том, что режущая вставка 22 находится в правильном индексируемом положении в гнезде 26 держателя. Количество индексирующих фиксаторов 54 определяет то количество индексируемых положений, которое режущая вставка 22 имеет на каждой своей стороне при посадке в гнездо 26 держателя. В этом неограничивающем примере, показанном на чертежах, периферийная поверхность 34 вставки содержит ровно шесть индексирующих фиксаторов 54 и, следовательно, является 12-кратно индексируемой (шесть на сторону).
В отличие от пазов ("выемок") и сопутствующих поднутрений, образованных в периферийных поверхностях вставки двусторонних режущих вставок, раскрытых в упомянутых выше US 9,289,834 и US 2013/0330135, настоящая режущая вставка имеет выступы 54, образованные на периферийной поверхности 34 вставки. Таким образом, во время процесса изготовления настоящая вставка преимущественно может быть отштампована с использованием одноосного состоящего из двух частей штампа, половины которого встречаются в том месте, которое впоследствии станет медианной плоскостью М вставки. Таким образом, изготовление настоящей вставки потенциально помогает избежать дополнительных затрат, связанных с штампованием с помощью многоосного штампа или механической обработки пазов/выемок в периферийной поверхности вставки.
Со ссылкой на фиг. 3, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения указанное множество индексирующих фиксаторов 54 может проходить за верхнюю и нижнюю режущие кромки 40, 42 в радиальном направлении наружу. Указанное множество индексирующих фиксаторов 54 может выступать от периферийной поверхности 34 вставки в радиальном направлении наружу на расстояние Е выступания фиксатора. Расстояние Е выступания фиксатора может находиться в диапазоне 0,2 мм ≤ E ≤ 0,4 мм. Все из указанного множества индексирующих фиксаторов 54 могут быть идентичными друг другу. Указанное множество индексирующих фиксаторов 54 может быть равномерно расположено на расстоянии друг от друга. Указанное множество индексирующих фиксаторов 54 может быть расположено на расстоянии от верхней и нижней поверхностей 30, 32 вставки. Благодаря расположению указанного множества индексирующих фиксаторов 54 на расстоянии от верхней и нижней поверхностей 30, 32 вставки режущая вставка 22 является нейтральной с пазом 0°. Указанное множество индексирующих фиксаторов 54 может быть расположено на расстоянии D индексирующего фиксатора от верхней и нижней поверхностей 30, 32 вставки. Расстояние D индексирующего фиксатора может находиться в диапазоне 0,3 мм ≤ D ≤ 0,5 мм.
Со ссылкой на фиг. 3, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения каждый индексирующий фиксатор 54 может содержать две противоположные в окружном направлении боковые поверхности 56 фиксатора и центральную поверхность 58 фиксатора, проходящую между ними. Две боковые поверхности 56 фиксатора проходят в целом в радиальном направлении наружу от периферийной поверхности 34 вставки. Предпочтительно, на виде сверху режущей вставки 22 (т.е., на фиг. 4) для любого заданного индексирующего фиксатора 54 боковые поверхности 56 фиксатора могут сходиться по направлению друг к другу в радиальном направлении наружу. Таким образом, на виде сверху режущей вставки 22 каждый индексирующий фиксатор 54 является самым широким в своем основании (ближе всего к периферийной поверхности 34 вставки), а также является самым узким в радиально самой наружной части центральной поверхности 58 фиксатора.
Снова со ссылкой на фиг. 4, противоположные края в периферическом направлении каждого из указанного множества индексирующих фиксаторов 54 (например, две боковые поверхности 56 фиксатора) стянуты углом α фиксатора на центральной оси А вставки. Другими словами, каждый из указанного множества индексирующих фиксаторов 54 имеет угловой размер вокруг центральной оси А вставки, заданный углом α фиксатора. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения угол α фиксатора может находиться в диапазоне 11° ≤ α ≤ 25°.
Со ссылкой на фиг. 3, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения указанное множество индексирующих фиксаторов 54 находятся на угловом расстоянии друг от друга относительно центральной оси А вставки на угол β разнесения фиксаторов. Угол β разнесения фиксаторов может находиться в диапазоне 35° ≤ β ≤ 49°. Угол α фиксатора может быть меньше угла β разнесения фиксаторов. Предпочтительно, угол α фиксатора может быть меньше половины угла β разнесения фиксаторов. В случае вставки, имеющей расположенные на равном угловом расстоянии друг от друга индексирующие фиксаторы, имеющие углы фиксатора равного размера, 360°=(α+β)x (количество индексирующих положений).
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения каждый из указанного множества расположенных на угловом расстоянии друг от друга индексирующих фиксаторов 54 может иметь выпуклую форму в осевом направлении (т.е., на виде сбоку режущей вставки 22 - см. фиг. 3). Центральная поверхность 58 фиксатора может содержать противоположные в осевом направлении верхнюю и нижнюю центральные поверхности 60, 62 фиксатора. Верхняя и нижняя центральные поверхности 60, 62 фиксатора могут быть расположены на расстоянии друг от друга посредством промежуточной поверхности 63 фиксатора. Промежуточная поверхность 63 фиксатора может лежать на цилиндре, соосном с периферийной поверхностью 34 вставки, и может образовывать радиально самую наружную часть центральной поверхности 58 фиксатора. Верхняя центральная поверхность 60 фиксатора расположена ближе к верхней поверхности 30 вставки, чем нижняя центральная поверхность 62 фиксатора, и наоборот, т.е. нижняя центральная поверхность 62 фиксатора расположена ближе к нижней поверхности 32 вставки, чем верхняя центральная поверхность 60 фиксатора. Верхняя центральная поверхность 60 фиксатора может иметь наклон радиально внутрь в направлении к верхней поверхности 30 вставки, а нижняя центральная поверхность 62 фиксатора может иметь наклон радиально внутрь в направлении к нижней поверхности 32 вставки. Иначе говоря, каждая из верхней и нижней центральных поверхностей 60, 62 фиксатора может иметь наклон радиально внутрь в направлении к своей смежной одной из верхней и нижней поверхностей 30, 32 вставки. Таким образом, на виде сбоку режущей вставки 22 (т.е., на фиг. 3) для любого заданного индексирующего фиксатора 54 верхняя и нижняя центральные поверхности 60, 62 фиксатора могут сходиться по направлению друг к другу в радиальном направлении наружу под углом ε схождения фиксатора. Предпочтительно, угол ε схождения фиксатора может находиться в диапазоне 70° ≤ ε ≤ 84°. Следует отметить, что такая конфигурация в комбинации с упомянутым выше диапазоном расстояния Е выступания фиксатора обеспечивает, что индексирующие фиксаторы 54 вблизи активной режущей кромки не являются помехой для заготовки при выполнении операции обработки металлов резанием.
Со ссылкой на фиг. 3, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения верхняя и нижняя центральные поверхности 60, 62 фиксатора могут быть расположены на противоположных сторонах медианной плоскости М вставки. Все верхние центральные поверхности 60 фиксатора могут лежать на воображаемом верхнем конусе CU фиксатора, который соосен с режущей вставкой 22. Верхний конус фиксатора имеет угол 2γ раствора верхнего конуса фиксатора. Угол 2γ раствора верхнего конуса фиксатора может находиться в диапазоне 5° ≤ 2γ ≤ 20°. Все нижние центральные поверхности 62 фиксатора могут лежать на воображаемом нижнем конусе CL фиксатора, который соосен с режущей вставкой 22. Нижний конус CL фиксатора имеет угол 2θ раствора нижнего конуса фиксатора. Угол 2θ раствора нижнего конуса фиксатора может находиться в диапазоне 5° ≤ 2θ ≤ 20°. Угол 2γ раствора верхнего конуса фиксатора и угол 2θ раствора нижнего конуса фиксатора могут быть равны. Верхний и нижний конусы CU, CL фиксатора направлены друг от друга.
Периферийная поверхность 34 вставки содержит множество боковых упорных поверхностей 64 вставки. Указанное множество боковых упорных поверхностей 64 вставки в окружном направлении чередуются с указанным множеством индексирующих фиксаторов 54. Каждая боковая упорная поверхность 64 вставки расположена между парой смежных индексирующих фиксаторов 54. Каждая боковая упорная поверхность 64 вставки не обязательно может проходить к этой паре смежных индексирующих фиксаторов 54 (т.е., указанное множество боковых упорных поверхностей 64 вставки могут быть расположены на расстоянии от указанного множества индексирующих фиксаторов 54). Указанное множество боковых упорных поверхностей 64 вставки лежит на внешней цилиндрической поверхности IC. Указанное множество боковых упорных поверхностей 64 вставки выполнено с возможностью осуществления контакта с соответствующей поверхностью в гнезде 26 держателя, когда режущая вставка 22 посажена в него.
Второй аспект настоящего изобретения относится к держателю 24 вставки. Обратим внимание на фиг. 5 и 6. Держатель 24 вставки содержит основную поверхность 66 держателя, которая пересекает торцевую поверхность 68 держателя. Держатель 24 вставки содержит гнездо 26 держателя для прикрепления к нему режущей вставки 22 с возможностью отсоединения. В этом неограничивающем примере, показанном на чертежах, гнездо 26 держателя расположено на конце выемки 69 держателя, которая выполнены в виде выемки в гнезде 26 держателя и открывается к торцевой поверхности 68 держателя.
Гнездо 26 держателя имеет главную ось В гнезда. Гнездо 26 держателя имеет единую выполненную за одно целое цельную конструкцию. Гнездо 26 держателя выполнено в виде выемки в основной поверхности 66 держателя. Гнездо 26 держателя открывается к торцевой поверхности 68 держателя у отверстия 70 гнезда. Гнездо 26 держателя содержит базовую поверхность 72 гнезда и периферийную поверхность 74 гнезда. Периферийная поверхность 74 гнезда проходит от основной поверхности 66 держателя к торцевой поверхности 68 держателя. Периферийная поверхность 74 гнезда ориентирована по существу перпендикулярно к базовой поверхности 72 гнезда и образует частичную границу базовой поверхности 72 гнезда. Базовая поверхность 72 гнезда не ограничена периферийной поверхностью 74 гнезда у отверстия 70 гнезда. Базовая поверхность 72 гнезда пересекается главной осью В гнезда.
Со ссылкой на фиг. 5-6, базовая поверхность 72 гнезда содержит опорную поверхность 76 гнезда. Опорная поверхность 76 гнезда выполнена с возможностью осуществления контакта с соответствующей поверхностью в режущей вставке 22, когда эта режущая вставка 22 посажена на нее. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения опорная поверхность 76 гнезда может быть плоской и перпендикулярной к главной оси В гнезда. Опорная поверхность 76 гнезда может быть расположена в центре на базовой поверхности 72 гнезда.
Периферийная поверхность 74 гнезда содержит боковую поверхность 80 гнезда. Боковая поверхность 80 гнезда проходит вокруг главной оси В гнезда на постоянном расстоянии и обращена к ней. Иначе говоря, периферийная поверхность 74 гнезда проходит по главной оси В гнезда и лежит на внутренней цилиндрической поверхности РС воображаемого цилиндра гнезда, имеющего главную ось В гнезда в качестве оси цилиндра (т.е., цилиндр гнезда и гнездо 26 держателя соосны друг с другом). В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения диаметр цилиндра гнезда может быть равен диаметру цилиндра вставки. Боковая поверхность 80 гнезда может быть расположена на частично кольцевой приподнятой части 82 гнезда, в окружном направлении проходящей по периферийной поверхности 74 гнезда и выступающей от нее.
Боковая поверхность 80 гнезда прерывается по меньшей мере одним индексирующим пазом 84. Указанный по меньшей мере один индексирующий паз 84 выполнен с возможностью размещения соответствующего одного из индексирующих фиксаторов 54. Указанный по меньшей мере один индексирующий паз 84 выполнен в виде выемки в боковой поверхности 80 гнезда. Указанный по меньшей мере один индексирующий паз 84 образован выемкой в поверхности 86 паза, по меньшей мере часть которой выполнена с возможностью службы в качестве вращательного стопора для индексирующего фиксатора 54.
Указанный по меньшей мере один индексирующий паз 84 также может содержать по меньшей мере один небоковой индексирующий паз 85, расположенный на расстоянии от основной поверхности 66 держателя и торцевой поверхности 68 держателя. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения указанный по меньшей мере один индексирующий паз 84 может содержать ровно один небоковой индексирующий паз 85. В конфигурации, содержащей более одного небокового индексирующего паза 85, эти небоковые индексирующие пазы 85 могут быть идентичными. Каждый небоковой индексирующий паз 85 имеет угловой размер вокруг главной оси В гнезда, заданный углом δ паза. Угол δ паза может находиться в диапазоне 12° ≤ δ ≤ 26°. Угол δ паза может быть больше угла α фиксатора не более чем на 1°. В этом неограничивающем примере, показанном на чертежах, поверхность 86 паза указанного по меньшей мере одного небокового индексирующего паза вогнутым образом изогнута на виде вдоль главной оси В гнезда. Указанный по меньшей мере один небоковой индексирующий паз 85 может проходить по всей высоте боковой поверхности 80 гнезда.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения по меньшей мере один индексирующий паз 84 может дополнительно содержать один или два боковых индексирующих паза 90. Указанный один или два боковых индексирующих паза 90 образованы на противоположных периферических концах боковой поверхности 80 гнезда, расположенных на пересечении боковой поверхности 80 гнезда с основной поверхностью 66 держателя и/или на пересечении боковой поверхности 80 гнезда с торцевой поверхностью 68 держателя. Как видно на чертежах, боковые индексирующие пазы 90 образованы в виде вырезов на упомянутых выше пересечениях и, таким образом, различаются по форме от небоковых индексирующих пазов 85. В этом неограничивающем примере, показанном на чертежах, указанный по меньшей мере один индексирующий паз 84 содержит ровно два боковых индексирующих паза 90, причем первый боковой индексирующий паз 90а пересекает торцевую поверхность 68 держателя, а второй боковой индексирующий паз 90b пересекает основную поверхность 66 держателя. Первый и второй боковые индексирующие пазы 90а, 90b могут не быть идентичными. Указанные ровно два боковых индексирующих паза 90 расположены на каждой стороне указанного по меньшей мере одного небокового индексирующего паза 85.
Указанный по меньшей мере один индексирующий паз 84 задает множество расположенных на угловом расстоянии друг от друга боковых упорных поверхностей 88 гнезда, которые в окружном направлении чередуются с указанным по меньшей мере одним небоковым индексирующим пазом 85 вокруг главной оси В гнезда. В частности, проходящая в осевом направлении внутренняя цилиндрическая боковая поверхность 80 гнезда разделена на указанное множество расположенных на угловом расстоянии друг от друга цилиндрических боковых упорных поверхностей 88 гнезда посредством одного или более небоковых индексирующих пазов 85. Указанное множество боковых упорных поверхностей 88 расположено на боковой поверхности 80 гнезда и, таким образом, является цилиндрическим. Каждый небоковой индексирующий паз 85 расположен между парой смежных боковых упорных поверхностей 88 гнезда. Таким образом, небоковые индексирующие пазы 85 расположены на расстоянии от основной поверхности 66 держателя и торцевой поверхности 68 держателя. К каждой боковой упорной поверхности 88 гнезда на одной или обоих ее сторонах в периферическом направлении может прилегать соответствующий один из указанного по меньшей мере одного небокового индексирующего паза 85. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения боковая поверхность 80 гнезда может содержать ровно две боковые упорные поверхности 88 гнезда.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения каждая из указанного множества боковых упорных поверхностей 88 гнезда может иметь угловой размер вокруг главной оси В гнезда, заданный углом μ боковой упорной поверхности гнезда. Угол μ боковой упорной поверхности гнезда может находиться в диапазоне 34° ≤ μ ≤ 48°. Угол δ паза может быть меньше угла μ боковой упорной поверхности гнезда. Предпочтительно, угол δ паза может быть меньше половины угла μ боковой упорной поверхности гнезда.
Со ссылкой на фиг. 5, 6 и 8, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения гнездо 26 держателя может содержать резьбовое отверстие 78 держателя, выполненное с возможностью резьбового размещения фиксирующего винта 28 для того, чтобы прикреплять режущую вставку 22 к держателю 24 вставки. Резьбовое отверстие 78 гнезда может быть выполнено в виде выемки в базовой поверхности 72 гнезда и, предпочтительно, в опорную поверхность 76 гнезда, и может открываться к ним. Резьбовое отверстие 78 гнезда проходит вдоль оси S резьбового отверстия. Ось S резьбового отверстия и главная ось В гнезда могут быть не параллельны друг другу. Ось S резьбового отверстия и главная ось В гнезда могут лежать в плоскости Р резьбового отверстия, которая пересекает один из указанного по меньшей мере одного небокового индексирующего паза 85. Ось S резьбового отверстия может быть наклонена относительно главной оси В гнезда. В частности, ось S резьбового отверстия и главная ось В гнезда могут задавать угол λ резьбового отверстия в плоскости Р резьбового отверстия. Угол λ резьбового отверстия может находиться в диапазоне 1° ≤ λ ≤ 10°. Преимущественно, угол λ резьбового отверстия обеспечивает прочную посадку режущей вставки 22 в гнездо 26 держателя, когда зажимающая сила направлена к опорной поверхности 76 гнезда и указанному множеству боковых упорных поверхностей 88 гнезда.
Посадка и опора режущей вставки 22 в гнезде 26 держателя будут описаны со ссылкой на фиг. 1, 7 и 8. В закрепленном положении режущего инструмента 20 режущая вставка 22 удерживается с возможностью отсоединения в гнезде 26 держателя указанного держателя 24 вставки. В этом неограничивающем примере, показанном на чертежах, режущая вставка 22 удерживается в гнезде 26 держателя посредством фиксирующего винта 28, расположенного в сквозном отверстии 52 вставки и размещенного с помощью резьбы в резьбовом отверстии 78 гнезда. Центральная ось А вставки и главная ось В гнезда могут быть совмещены.
Со ссылкой на фиг. 8, где показан разрез, выполненный в плоскости, содержащей центральную ось А вставки и главную ось В гнезда и проходящей через один из небоковых индексирующих пазов 85, в закрепленном положении режущего инструмента 20 опорная поверхность 78 гнезда упирается в нижнюю несущую поверхность 38 вставки. Каждая из указанного множества цилиндрических боковых упорных поверхностей 88 гнезда упирается в соответствующую цилиндрическую боковую упорную поверхность 64 вставки. В каждом небоковом индексирующем пазе 85 расположен соответствующий индексирующий фиксатор 54. Таким образом, вращение режущей вставки 22 вокруг центральной оси А вставки в обоих направлениях вращения предотвращается посредством контакта между соответствующей одной из боковых поверхностей 56 фиксатора и поверхностью 86 паза каждого небокового индексирующего паза 85. В конфигурации, содержащей один или два боковых индексирующих паза 90, в одном или обоих из них может быть расположен соответствующий фиксатор 54. Следует отметить, что боковые индексирующие пазы 90 предотвращают вращение вокруг центральной оси А вставки только в одном направлении вращения. В частности, первый боковой индексирующий паз 90а предотвращает вращение режущей вставки 22 только в направлении по часовой стрелке (на виде сверху гнезда 26 держателя), а второй боковой индексирующий паз 90b предотвращает вращение режущей вставки 22 только в направлении против часовой стрелки.
Следует понимать, что в индексирующем пазе 84 расположен соответствующий индексирующий фиксатор 54 тогда, когда на виде сверху гнезда 26 держателя (т.е., на фиг. 7) индексирующий фиксатор 54 проходит за внутреннюю цилиндрическую поверхность PC в индексирующий паз 84. В таком случае индексирующий паз 84 считается занятым этим индексирующим фиксатором 54. Аналогично, индексирующий паз 84 является пустым от соответствующего индексирующего фиксатора 54 тогда, когда на том же виде индексирующий фиксатор 54 не проходит за внутреннюю цилиндрическую поверхность PC в индексирующий паз 84. В таком случае индексирующий паз 84 считается не занятым индексирующим фиксатором 54.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения каждый небоковой индексирующий паз 85 и, необязательно, каждый боковой индексирующий паз 90, когда присутствует, расположен на расстоянии от соответствующего индексирующего фиксатора 54. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения по большей мере одна из двух боковых поверхностей 56 фиксатора может упираться в поверхность 86 паза. Во всех конфигурациях каждый небоковой индексирующий паз 85 и, необязательно, каждый боковой индексирующий паз 90, когда присутствует, может не зажимать в угловом или осевом направлении соответствующий индексирующий фиксатор 54. Здесь следует понимать, что "упирание" не ведет за собой неизбежно "зажимание" и, таким образом, первая часть может упираться во вторую часть без зажима этой второй части.
При пошаговом перемещении режущей вставки 20 режущий инструмент 20 настраивают между двумя различными закрепленными положениями, первым закрепленным положением и вторым закрепленным положением, через первое промежуточное положение и второе промежуточное положение. Со ссылкой на фиг. 9, из первого закрепленного положения фиксирующий винт 28 частично вывинчен из резьбового отверстия 78 гнезда. Радиальный размер фиксирующего винта 28 меньше радиального размера сквозного отверстия 52 вставки. Таким образом, режущая вставка 22 может быть расположена вдали от указанного множества боковых упорных поверхностей 88 гнезда таким образом, что каждый небоковой индексирующий паз 85 не занят соответствующим индексирующим фиксатором 54. В первой необязательной конфигурации, имеющей два боковых индексирующих паза 90, по меньшей мере один из боковых индексирующих пазов 90 не занят соответствующим индексирующим фиксатором 54. Во второй необязательной конфигурации, имеющей только один боковой индексирующий паз 90, этот боковой индексирующий паз 90 может быть занят или может быть не занят. В таких вышеизложенных состояниях режущий инструмент 20 находится в первом промежуточном положении. Если нет боковых индексирующих пазов 90, занятых индексирующим фиксатором 54, режущая вставка 22 выполнена с возможностью свободного вращения в обоих направлениях вокруг центральной оси А вставки. В противном случае, режущая вставка 22 выполнена с возможностью свободного вращения только в одном направлении вокруг центральной оси А вставки. В этом неограничивающем примере, показанном на чертежах, только первый боковой индексирующий паз 90а не занят соответствующим индексирующим фиксатором 54.
Со ссылкой на фиг. 10, во втором промежуточном положении режущего инструмента 20 режущая вставка 22 повернута вокруг центральной оси А вставки таким образом, что каждый небоковой индексирующий паз 85 по углу выровнен с соответствующей боковой упорной поверхностью 64 вставки, а каждая боковая упорная поверхность 88 гнезда по углу выровнена с соответствующим индексирующим фиксатором 54. Очевидно, что ни в каких индексирующих пазах 84 не расположены индексирующие фиксаторы 54. Дальнейшее вращение режущей вставки 22 вокруг центральной оси А приводит выравниванию каждого небокового индексирующего паза 85 с соответствующим индексирующим фиксатором 54, на этой стадии каждый индексирующий фиксатор 54 свободно попадает в соответствующий небоковой индексирующий паз 85. Последующее затягивание фиксирующего винта 28 достигает второго закрепленного положения режущего инструмента 20.
Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано до определенной степени подробности, следует понимать, что различные изменения и модификации настоящего изобретения могут быть осуществлены без отступления от сущности или объема настоящего изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.