РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА СО СРЕДСТВОМ УДАЛЕНИЯ СТРУЖКИ
CUTTING PLATE WITH CHIP REMOVAL TOOL

Область техники, к которой относится изобретение
Предмет настоящей заявки относится к средству удаления стружки для режущей пластины. Такое средство удаления стружки может быть образовано на режущей пластине, предназначенной для, в числе прочего, операций точения. В частности, такое средство удаления стружки может быть образовано на режущей пластине, предназначенной для операций получистового и чистового точения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Режущие пластины могут быть обеспечены средством удаления стружки для управления потоком и/или управления формой и размером опилок и обрезков, возникающих в результате операций металлообработки.
Такие средства удаления стружки обычно состоят из выемок и/или выдающихся частей, расположенных вблизи режущей кромки режущей пластины. При столкновении с выемками и/или выдающимися частями могут образовываться металлические стружки с конкретными формами, и затем могут удаляться из них.
В средствах удаления стружки с выдающейся частью выдающаяся часть может продолжаться по биссектрисе угла. Различные средства удаления стружки раскрыты в US 5,743,681, US 7,182,555 и US 2013/0272808.
Задачей сущности настоящей заявки является обеспечение улучшенного средства удаления стружки для режущей пластины.
Дополнительной задачей сущности настоящей заявки является обеспечение средства удаления стружки, которое продлевает срок службы режущей пластины.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с сущностью настоящей заявки предложена режущая пластина, содержащая:
противоположные верхнюю и нижнюю торцевые поверхности и первую и вторую боковые поверхности, продолжающиеся между ними;
угловую поверхность, соединяющую первую и вторую боковые поверхности и пересекающую верхнюю торцевую поверхность, для образования угловой режущей кромки;
режущий угол, расположенный на верхней торцевой поверхности смежно с угловой режущей кромкой, причем режущий угол имеет биссектрису; и
средство удаления стружки, расположенное на режущем угле и содержащее:
выдающуюся часть, выступающую из верхней торцевой поверхности и продолжающуюся продольно в направлении, поперечном биссектрисе и к противоположным сторонам биссектрисы, причем выдающаяся часть содержит два противоположных края выдающейся части и удлиненную поверхность, продолжающуюся между ними, причем удлиненная поверхность отклоняется вверх от верхней торцевой поверхности в направлении от угловой режущей кромки; и
выступающую часть, выступающую из верхней торцевой поверхности и содержащую гребень выступающей части, который продолжается продольно от удлиненной поверхности в направлении к угловой режущей кромке; причем
выступающая часть ниже выдающейся части относительно направления вверх.
Следует понимать, что вышеприведенное описание представляет собой сущность изобретения, и что признаки, описанные ниже, могут быть применимыми в любой комбинации к сущности настоящего изобретения, например, любые из следующих признаков могут быть применимыми к режущей пластине или средству удаления стружки:
На виде сверху режущего угла выдающаяся часть может продолжаться продольно в направлении, перпендикулярном биссектрисе.
Выдающаяся часть и выступающая часть могут быть зеркально симметричными относительно биссектрисы.
Режущая пластина может дополнительно содержать первую и вторую боковые режущие кромки, образованные на пересечении верхней торцевой поверхности и первой и второй боковых поверхностей соответственно, образующие непрерывную режущую кромку с угловой режущей кромкой, и фаску, продолжающуюся вдоль режущей кромки на верхней торцевой поверхности.
На виде сверху режущего угла один край выдающейся части может быть расположен в средней области между первой боковой режущей кромкой и биссектрисой. Другой край выдающейся части может быть расположен в средней области между второй боковой режущей кромкой и биссектрисой.
Выступающая часть может не продолжаться до фаски.
Удлиненная поверхность может дополнительно содержать самую верхнюю область удлиненной поверхности, которая, относительно направления вверх, выше точки угловой режущей кромки на угловой режущей кромке.
Выдающаяся часть может дополнительно содержать отклоняющуюся поверхность, продолжающуюся между двумя краями выдающейся части и отклоняющуюся от удлиненной поверхности в направлении от угловой режущей кромки.
Режущая пластина может дополнительно содержать центральный участок, содержащий выступающую верхнюю поверхность участка, по меньшей мере частично окруженную наклонной поверхностью участка, причем центральный участок имеет удлиненный выступающий участок, направленный к угловой режущей кромке. Отклоняющаяся поверхность может продолжаться до наклонной поверхности участка.
Средство удаления стружки может дополнительно содержать удлиненное ребро, продолжающееся от отклоняющейся поверхности до выступающей верхней поверхности участка.
На виде сверху режущего угла ребро может продолжаться вдоль биссектрисы.
На виде в поперечном сечении в плоскости, перпендикулярной продольному протяжению выдающейся части и через продольное протяжение выдающейся части, удлиненная поверхность может содержать продолжающийся вверх выпуклый участок.
На виде в поперечном сечении в плоскости вдоль и через продольное протяжение выдающейся части удлиненная поверхность может содержать центральный линейный участок.
На виде в поперечном сечении в плоскости вдоль и через продольное протяжение выдающейся части каждый из краев выдающейся части может содержать соответствующий выпуклый участок края.
Удлиненная поверхность может дополнительно содержать самую верхнюю область удлиненной поверхности, которая, относительно направления вверх, ниже самой нижней точки центрального участка на выступающей верхней поверхности участка.
Выступающая часть может дополнительно содержать две боковые поверхности выступающей части с гребнем выступающей части, продолжающимся между ними. На виде в поперечном сечении в плоскости, перпендикулярной продольному протяжению гребня выступающей части и через продольное протяжение гребня выступающей части, каждая из двух боковых поверхностей выступающей части может содержать соответствующий вогнутый участок выступающей части.
На виде сверху режущего угла гребень выступающей части может продолжаться вдоль биссектрисы.
Выдающаяся часть имеет длину выдающейся части, которая измеряется в первом направлении, параллельном продольному протяжению выдающейся части. Выступающая часть имеет длину выступающей части, которая измеряется во втором направлении, параллельном продольному протяжению гребня выступающей части, причем первое и второе направления перпендикулярны друг другу. Длина выдающейся части может быть больше длины выступающей части.
Режущая пластина может представлять собой положительную режущую пластину.
На виде сверху режущего угла выдающаяся часть может иметь максимальную ширину выдающейся части, которая измеряется в направлении, перпендикулярном продольному протяжению выдающейся части, расположенной на каждом краю выдающейся части.
На виде в поперечном сечении в плоскости вдоль и через продольное протяжение гребня выступающей части гребень выступающей части может быть вогнуто изогнут.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания настоящей заявки и для демонстрации того, как она может быть осуществлена на практике, теперь будет сделана ссылка на сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе режущей пластины;
Фиг. 2 представляет собой вид сверху режущей пластины на Фиг. 1;
Фиг. 3 представляет собой вид сбоку режущей пластины на Фиг. 1 и 2;
Фиг. 4 представляет собой вид в перспективе режущего угла;
Фиг. 5 представляет собой вид сверху режущего угла;
Фиг. 6 представляет собой подробный вид Фиг. 5;
Фиг. 7 представляет собой вид в поперечном сечении в линии VII-VII, которая продолжается вдоль биссектрисы B на Фиг. 6;
Фиг. 8 представляет собой вид в поперечном сечении в линии VIII-VIII на Фиг. 6; и
Фиг. 9 представляет собой вид в поперечном сечении в линии IX-IX на Фиг. 6.
Будет принято во внимание, что для простоты и ясности иллюстрации элементы, показанные на фигурах, необязательно были нарисованы в масштабе. Например, размеры некоторых из элементов могут быть преувеличены относительно других элементов для ясности или некоторые физические компоненты могут быть включены в один функциональный блок или элемент. Там, где считается целесообразным, ссылочные позиции могут повторяться среди фигур для указания на соответствующие или аналогичные элементы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В нижеследующем описании будут описаны различные аспекты сущности настоящего изобретения. В целях объяснения конкретные конфигурации и подробности изложены достаточно подробно для обеспечения полного понимания сущности настоящей заявки. Однако специалисту в области техники также будет очевидно, что сущность настоящей заявки может быть осуществлена на практике без конкретных конфигураций и подробностей, представленных здесь.
Вначале обратим внимание на Фиг. 1 и 2, показывающие режущую пластину 20, которая может быть обычно изготовлена из цементированного карбида, с средством 22 удаления стружки. Средство 22 удаления стружки на режущей пластине 20 является подходящим для получистовой и чистовой обработки в, в том числе, операциях точения. В теории средство 22 удаления стружки может быть особенно подходящим для использования на заготовках, изготовленных из стали, но оно также является подходящим для использования на заготовках, изготовленных из других материалов.
L
Режущая пластина 20 включает в себя противоположные верхнюю и нижнюю торцевые поверхности 24, 26 и первую и вторую боковые поверхности 28А, 28B, обе из которых продолжаются между верхними и нижними торцевыми поверхностями 24, 26. Первая и вторая боковые поверхности 28А, 28B соединены угловой поверхностью 30A. Угловая режущая кромка 32 образована на пересечении верхней торцевой поверхности 24 и угловой поверхности 30A. В этом неограничивающем примере, который показан на Фиг. 6, угловая режущая кромка 32 является выпукло изогнутой. В частности, угловая режущая кромка 32 имеет постоянный радиус R режущей кромки. Первая и вторая боковые режущие кромки 34A, 34B образованы на пересечении верхней торцевой поверхности 24 и первой и второй боковых поверхностей 28А, 28B соответственно. Угловая режущая кромка 32 продолжается между первой и второй боковыми поверхностями 28А, 28B, тем самым образуя непрерывную режущую кромку 36. В соответствии с некоторыми вариантами выполнения сущности настоящей заявки, фаска 38 может продолжаться вдоль режущей кромки 36 на верхней торцевой поверхности 24. Фаска 38 может иметь постоянную ширину W фаски. Цель фаски 38 заключается в упрочнении режущей кромки 36.
F
R
F
R
Режущая пластина 20 включает в себя режущий угол 40А, расположенный на верхней торцевой поверхности 24 смежно с угловой режущей кромкой 32. Режущий угол 40А имеет биссектрису B. Биссектриса B образует направления D, D вперед и назад (смотри Фиг. 5). Из фигур следует понимать, что направление D вперед располагается в направлении «наружу» режущей пластины (от центра режущей пластины), при этом направление D назад располагается в направлении «внутрь» режущей пластины (по направлению к центру режущей пластины).
В этом неограничивающем примере, который показан на виде сверху режущей пластины 20 (Фиг. 2), режущая пластина 20 дополнительно включает в себя третью и четвертую боковые поверхности 28С, 28D, которые продолжаются между верхней и нижней торцевыми поверхностями 24, 26, для образования формы параллелограмма и, точнее, ромбоида, имеющего ровно два режущих угла 40А, 40B на верхней торцевой поверхности 24. Следует понимать, что вид сверху режущей пластины 20 представляет собой вид вдоль центральной оси С. Каждая из смежных пар первой, второй, третьей и четвертой боковых поверхностей 28А, 28B, 28С, 28D имеет соответственную угловую поверхность 30A, 30B, 30С, 30D, соединяющую элементы каждой указанной смежной пары. Углы, образованные между второй и третьей боковыми поверхностями 28B, 28С и первой и четвертой боковыми поверхностями 28А, 28D, могут не являться режущими углами. Следует понимать, что средство 22 удаления стружки, описанное ниже, может быть образовано на режущих пластинах, которые включают в себя различное число сторон или, на таком виде, другие формы, которые включают в себя по меньшей мере один режущий угол.
Также отмечено, что в этом неограничивающем примере режущая пластина 20 образована с зажимным отверстием 42, расположенным в ее середине (смотри Фиг. 2, например), которое выходит на верхнюю и нижнюю торцевые поверхности 24, 26 и сконфигурировано с возможностью приема зажимного элемента (не показан) через него. Следует понимать, что могут быть применены альтернативные способы закрепления режущей пластины в гнезде режущей пластины, например, зажимные губки, и в связи с этим такие режущие пластины могут быть лишены зажимного отверстия или могут включать в себя зажимное отверстие другой формы.
U
D
D
Центральная ось С продолжается через верхнюю и нижнюю торцевые поверхности 24, 26. Как показано на Фиг. 3, центральная ось С образует направления D, D вверх и вниз. В этом неограничивающем примере центральная ось С является соосной с зажимным отверстием 42, и каждая из первой, второй, третьей и четвертой боковых поверхностей 28А, 28B, 28С, 28D может быть отклонена относительно центральной оси С. В частности, каждая из первой, второй, третьей и четвертой боковых поверхностей 28А, 28B, 28С, 28D может сходиться по направлению к центральной оси С в направлении D вниз. Ссылки, сделанные ниже на высоту, являются измеряемыми в направлении, параллельном центральной оси С.
В этом неограничивающем примере режущая пластина 20 является односторонней с ее двумя противоположными режущими углами 40А, 40B, образованными с идентичным средством 22 удаления стружки. Режущая пластина 20 имеет двойную вращательную симметрию относительно центральной оси С. Режущая пластина 20 может не быть зеркально симметричной относительно медианной плоскости М, которая перпендикулярна центральной оси С и которая продолжается посередине между верхней и нижней торцевыми поверхностями 24, 26. Следует понимать, что режущая пластина 20 в соответствии с сущностью настоящей заявки может включать в себя один или более режущих углов с таким средством 22 удаления стружки и другие режущие углы, которые могут быть лишены какого-либо средства удаления стружки или образованы с другим средством удаления стружки. Если, например, режущая пластина 20 имеет только одно средство 22 удаления стружки, режущая пластина 20 не будет иметь двойную вращательную симметрию относительно центральной оси С.
Теперь со ссылкой на Фиг. 4-6, средство 22 удаления стружки расположено на режущем угле 40А и включает в себя выдающуюся часть 44. Выдающаяся часть 44 выступает из верхней торцевой поверхности 24 и продолжается продольно в направлении, поперечном биссектрисе B и к противоположным сторонам биссектрисы B. Выдающаяся часть 44 включает в себя два противоположных края 46А, 46B выдающейся части и удлиненную поверхность 48, которая продолжается между двумя противоположными краями 46А, 46B выдающейся части. Два края 46А, 46B выдающейся части представляют собой наиболее разнесенные области или концы выдающейся части 44. Удлиненная поверхность 48 отклоняется вверх от верхней торцевой поверхности 24 в направлении от угловой режущей кромки 32. Как видно на виде сверху режущего угла 40А (т.е. Фиг. 5), в соответствии с некоторыми вариантами выполнения сущности настоящей заявки, при измерении в направлении, перпендикулярном биссектрисе B, один край 46А выдающейся части может быть расположен в средней области между первой боковой режущей кромкой 34A и биссектрисой B. Другой край 46B выдающейся части может быть расположен в средней области между второй боковой режущей кромкой 34B и биссектрисой B. Таким образом, выдающаяся часть 44 может быть разнесена от фаски 38. Как видно на Фиг. 6, выдающаяся часть 44 может иметь максимальную ширину W выдающейся части, которая измеряется в направлении, перпендикулярном продольному протяжению выдающейся части 44, на каждом краю 46А, 46B выдающейся части. Верхняя торцевая поверхность 24 может включать в себя отводящую стружку поверхность 49, которая продолжается между фаской 38 и выдающейся частью 44. Как видно на Фиг. 7, отводящая стружку поверхность 49 может продолжаться вниз от фаски 38. Выдающаяся часть 44 может включать в себя отклоняющуюся поверхность 66, которая продолжается между краями 46A, 46B выдающейся части и отклоняется от удлиненной поверхности 48 в направлении от угловой режущей кромки 32.
В соответствии с некоторыми вариантами выполнения сущности настоящей заявки, на виде сверху режущего угла 40А выдающаяся часть 44 может продолжаться продольно в направлении, перпендикулярном биссектрисе B. В такой конфигурации удлиненная поверхность 48 отклоняется вверх от верхней торцевой поверхности 24 в направлении от угловой режущей кромки 32 и параллельно биссектрисе B. Выдающаяся часть 44 и, таким образом, удлиненная поверхность 48 могут быть зеркально симметричными относительно биссектрисы B.
Снова со ссылкой на Фиг. 7, дополнительно в соответствии с некоторыми вариантами выполнения сущности настоящей заявки, на виде в поперечном сечении в плоскости, перпендикулярной продольному протяжению выдающей части 44 и через продольное протяжение выдающейся части 44, удлиненная поверхность 48 может включать в себя продолжающийся вверх выпуклый участок 50. Теперь со ссылкой на Фиг. 8, на виде в поперечном сечении в плоскости вдоль и через продольное протяжение выдающейся части 44 удлиненная поверхность 48 может включать в себя центральный линейный участок 52. Более того, на этом же виде каждый из краев 46A, 46B выдающейся части может включать в себя соответствующий выпуклый участок 54 края.
U
U
В соответствии с некоторыми вариантами выполнения сущности настоящей заявки, удлиненная поверхность 48 может включать в себя первый и второй края 56, 58 с удлиненным средним участком 60, который продолжается между ними. Первый и второй края 56, 58 представляют собой наиболее разнесенные области или концы удлиненной поверхности 48. Продолжающийся вверх выпуклый участок 50 может быть расположен на удлиненном среднем участке 60 удлиненной поверхности 48. Удлиненная поверхность 48 может дополнительно включать в себя самую верхнюю область 62 удлиненной поверхности, которая представляет собой участок удлиненной поверхности 48, самый дальний от верхней торцевой поверхности 24 в направлении D вверх. Самая верхняя область 62 удлиненной поверхности, относительно направления D вверх, может быть выше точки 64 угловой режущей кромки на угловой режущей кромке 32.
U
U
Средство удаления стружки включает в себя выступающую часть 68, которая выступает из верхней торцевой поверхности 24. Выступающая часть 68 включает в себя гребень 70 выступающей части, который продолжается продольно от удлиненной поверхности 48 в направлении к угловой режущей кромке 32. На любом виде в поперечном сечении в плоскости, перпендикулярной продольному протяжению гребня 70 выступающей части и через продольное протяжение гребня 70 выступающей части, гребень 70 выступающей части образует наивысший участок выступающей части 68 относительно направления D вверх. В соответствии с некоторыми вариантами выполнения сущности настоящей заявки, гребень 70 выступающей части может представлять собой кромку. На виде в поперечном сечении в плоскости вдоль и через продольное протяжение гребня 70 выступающей части (т.е. Фиг. 7) гребень 70 выступающей части может быть вогнуто изогнут. Выступающая часть 68 может включать в себя две боковые поверхности 72 выступающей части. Гребень 70 выступающей части продолжается между двумя боковыми поверхностями 72 выступающей части. Гребень 70 выступающей части может продолжаться от удлиненного среднего участка 60 выдающейся части 44 в направлении к угловой режущей кромке 32. В этом неограничивающем примере самый задний участок гребня 70 выступающей части образует самую верхнюю область 71 гребня выступающей части, которая может быть смежна с продолжающимся вверх выпуклым участком 50 в направлении к угловой режущей кромке 32, где самая верхняя область 71 гребня выступающей части представляет собой участок гребня 70 выступающей части, самый дальний от верхней торцевой поверхности 24 относительно направления D вверх. Выступающая часть 68 может продолжаться до отводящей стружку поверхности 49. Другими словами, выступающая часть 68 и, таким образом, гребень 70 выступающей части, может не продолжаться до фаски 38. На виде сверху режущего угла 40А гребень 70 выступающей части может продолжаться вдоль биссектрисы B. На виде в поперечном сечении в плоскости, перпендикулярной продольному протяжению гребня 70 выступающей части и через продольное протяжение гребня 70 выступающей части, каждая из двух боковых поверхностей 72 выступающей части может включать в себя соответствующий вогнутый участок 74 выступающей части. Выступающая часть 68 может быть зеркально симметрична относительно биссектрисы B.
Как видно на Фиг. 2, угловой участок 73 верхней торцевой поверхности 24 ограничен первой и второй боковыми поверхностями 28А, 28B, угловой поверхностью 30A и ограничивающей линией L, которая продолжается перпендикулярно биссектрисе B и пересекает биссектрису B в точке, равной одной пятой пути от угловой режущей кромки 32 до центральной оси С. Выдающаяся часть 44 и выступающая часть 68 могут быть расположены в угловом участке 73.
Со ссылкой на Фиг. 6, на виде сверху режущего угла 40А выдающаяся часть 44 имеет длину Lʹ выдающейся части, которая измеряется в первом направлении вдоль выдающейся части 44 и поперечно биссектрисе B. На виде сверху режущего угла 40А выступающая часть 68 имеет длину Lʹʹ выступающей части, которая измеряется во втором направлении вдоль гребня 70 выступающей части, причем второе направление перпендикулярно первому направлению. Длина Lʹ выдающейся части может быть больше длины Lʹʹ выступающей части.
U
U
Со ссылкой на Фиг. 7, самая верхняя область 71 гребня выступающей части ниже самой верхней области 62 удлиненной поверхности относительно направления D вверх. Таким образом, выступающая часть 68 ниже выдающейся части 44 относительно направления D вверх. Дополнительно, самая верхняя область 62 удлиненной поверхности разнесена от самой верхней области 71 гребня выступающей части вдоль биссектрисы B удлиненным средним участком 60 выдающейся части 44.
Конфигурация выдающейся части 44 и выступающей части 68 спроектирована с возможностью образования стружек с размером и формой, которые могут быть благоприятными для их удаления из области резки. Отмечено, что в этом неограничивающем примере средство 22 удаления стружки включает в себя ровно одну выдающуюся часть 44 и одну выступающую часть 68.
U
В соответствии с некоторыми вариантами выполнения сущности настоящей заявки, режущая пластина 20 может включать в себя центральный участок 76. Центральный участок 76 может включать в себя выступающую верхнюю поверхность 78 участка, которая может быть по меньшей мере частично окружена наклонной поверхностью 80 участка. Наклонная поверхность 80 участка продолжается вверх по направлению к выступающей верхней поверхности 78 участка. Центральный участок 76 может включать в себя удлиненный выступающий участок 82, направленный к режущему углу 40А. Самая верхняя область 62 удлиненной поверхности, относительно направления D вверх, может быть ниже самой нижней точки 84 центрального участка на выступающей верхней поверхности 78 участка центрального участка 76.
В соответствии с некоторыми вариантами выполнения сущности настоящей заявки, отклоняющаяся поверхность 66 может продолжаться до наклонной поверхности 80 участка. Средство 22 удаления стружки может включать в себя удлиненное ребро 86, которое продолжается от отклоняющейся поверхности 66 до выступающей верхней поверхности 78 участка. На виде сверху режущего угла 40А ребро 86 может продолжаться вдоль биссектрисы B.
Средство 22 удаления стружки может быть зеркально симметричным относительно биссектрисы B. Возможное преимущество симметрии относительно биссектрисы B заключается в том, что режущая пластина 20 может иметь равные свойства удаления стружки независимо от того, в левосторонней или правосторонней конфигурации используется режущая пластина 20.
Следует отметить, что признак сущности настоящей заявки заключается в том, что средство 22 удаления стружки производит стружки, имеющие форму и размер, благоприятные для удаления из области резки. Это уменьшает возможность повреждения режущей кромки 36 режущей пластины 20 вследствие неудаления стружек и также продлевает срок службы режущей пластины 20. Такое применение может быть достигаемым с вышеописанной конструкцией даже без дополнительных признаков или компонентов конструкций.
Дополнительно следует отметить, что обнаружено, что средство 22 удаления стружки является особенно эффективным, когда режущая пластина 20 имеет «положительную» геометрию режущей пластины. Другими словами, рельефные поверхности, расположенные на первой и второй боковых поверхностях 28А, 28B, отклонены внутрь в направлении от верхней торцевой поверхности 24.
Хотя настоящее изобретение было описано с некоторой степенью конкретности, следует понимать, что в нем могут быть выполнены различные изменения и дополнения, не выходящие за рамки сущности или объема изобретения, который определен ниже. Например, несмотря на то, что было обнаружено, что примерные диапазоны, значения и местоположения элементов, описанные выше, представляют собой предпочтительную конфигурацию для режущих пластин для точения, особенно для получистовой обработки и чистовой обработки, другие диапазоны, значения и местоположения элементов для различных типов операций и/или материалов заготовок также возможны.