РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА

Область техники.
Настоящая полезная модель относится к устройствам, используемым в процессе обработки материалов резанием, в частности, к режущим пластинам, используемым в режущем инструменте с большим осевым передним углом резания, применяемом для обработки различных металлов и их сплавов, в том числе титановых сплавов.
Уровень техники.
Известны вращающиеся режущие инструменты, имеющие рабочую часть с гнездами, в которых установлены сменные режущие пластины и механически закреплены, например, с помощью винтов. При использовании такого режущего инструмента, в частности для обработки изделий из нержавеющей стали и титановых сплавов, возникает необходимость в установке сменных режущих пластин с большим осевым углом резания.
Увеличение осевого угла резания обеспечивает уменьшение сил резания, снижение вибраций и уменьшение нагрузки на станок. Достичь указанного технического результата возможно за счет увеличения углов наклона главных режущих кромок к базовым поверхностям режущих пластин с большим передним углом резания и закрепляемых в гнездах режущего инструмента с помощью винтов.
При этом режущие пластины обычно имеют высоко поднятые относительно базовых поверхностей угловые режущие кромки, что существенно изменяет схему нагружения режущих пластин, Для их надежного закрепления используют крепежные винты большого диаметра и специальную форму боковых базовых поверхностей с выборками (патент США №6142716).При этом в режущих пластинах выполнены отверстия большого диаметра для их закрепления, что ослабляет механическую прочность пластин особенно при приближения крепежных отверстий к их главным боковым поверхностям в местах выборок.
Снижение механической прочности и надежности закрепления режущих пластин в гнездах режущего инструмента приводит к снижению его эксплуатационных характеристик.
Поэтому необходимо обеспечить повышение механической прочности в зоне крепежных отверстий при сохранении высокой надежности закрепления режущей пластины в гнездах режущего инструмента
В патенте Швейцарии СН 681211 и РФ №148626 раскрыты конструкции режущих пластин, имеющих верхнюю или главную сторону и нижнюю или базовую плоскость, одну или более режущих кромок, образованных на пересечении верхней стороны с боковыми поверхностями. При этом боковые поверхности расположены к верхней поверхности под положительным задним углом и имеют, как минимум две зоны, соединенные вместе, ширины которых изменяются в противоположных направлениях одна относительно другой и имеют различный задний угол.
Данная конструкция режущей пластины позволяет устанавливать ее на вращающемся инструменте с большим осевым передним углом резания. При этом снижается риск затирания режущей пластины по задней поверхности. Однако для режущих пластин, имеющих высокоподнятые относительно базовых поверхностей угловые режущие кромки и значительно различающиеся между собой диагонали главных боковых поверхностей, данное техническое решение приводит к снижению механической прочности режущих пластин в сечении, проходящем через ось отверстия перпендикулярно главным режущим кромкам. Это обусловлено тем, что для таких режущих пластин главные боковые поверхности, являющиеся радиальными базами, воспринимают нагрузку от противолежащей главной режущей кромки, имеющей угол наклона обратный углу наклона наибольшей диагонали противолежащих радиальных баз. При этом не обеспечивается надежность закрепления пластин в гнездах корпуса режущего инструмента.
Предлагаемая полезная модель направлена на создание конструкции режущей пластины с большими углами наклона главных режущих кромок к базовым поверхностям, которая обеспечивает повышение механической прочности в зоне крепежных отверстий при сохранении высокой надежности закрепления режущей пластины в гнездах режущего инструмента.
Данный технический результат достигается посредством совокупности признаков, приведенных в соответствующих пунктах формулы полезной модели. В частности, в предложенной режущей пластине линия сопряжения плоскостей, проходящих через первые и вторые боковые поверхности не проходит через угловые режущие кромки, выполнена в зоне крепежных отверстий, угол ее наклона больше углов наклона главных режущих кромок к нижней базовой поверхности и выполнен обратным углу наклона смежного с ней участка главной режущей кромки, но совпадает с углом наклона противолежащего участка соответствующих главных режущих кромок, а площади первых боковых поверхностей не равны площадям вторых боковых поверхностей.
Сущность полезной модели.
В соответствии с настоящей полезной моделью предложена режущая пластина содержащая:
верхнюю рабочую и противолежащую ей нижнюю базовую поверхности, расположенную между ними периферийную боковую поверхность, включающую главные боковые и вспомогательные боковые поверхности, расположенные соответственно под острыми задними углами к нижней базовой поверхности.
Режущая пластина также содержит, по меньшей мере, одно фиксирующее сквозное отверстие, проходящее между верхней рабочей и нижней базовой поверхностями, режущие кромки, каждая из которых содержит переднюю и заднюю поверхности и последовательно сопряженные между собой участки главной и вспомогательной режущих кромок, направленные соответственно под острыми внутренними углами к нижней базовой поверхности с образованием на вершине режущих кромок угловых режущих кромок.
При этом главные боковые поверхности включают первые и вторые боковые поверхности, наклоненные под разными углами к нижней базовой поверхности и одна относительно другой, и ширины которых в противоположных направлениях имеют разную величину. Причем линия сопряжения между плоскостями, проходящими через первую и вторую боковые поверхности, на виде сбоку на режущую пластину проходит под острым углом к нижней базовой поверхности.
В соответствии с предложенной полезной моделью линия сопряжения не проходит через угловые режущие кромки, выполнена в зоне крепежных отверстий, угол ее наклона больше углов наклона главных режущих кромок к нижней базовой поверхности, а площади первых боковых поверхностей не равны площадям вторых боковых поверхностей.
В соответствии с одним предпочтительным исполнением угол наклона линии сопряжения выполнен обратным углу наклона смежного с ней участка главной режущей кромки и совпадает по направлению с углом наклона противолежащего участка соответствующей главной режущей кромки,
В соответствии с другим исполнением в месте сопряжения плоскостей, проходящих через первую и вторую боковые поверхности выполнен плавный переход.
В соответствии с другим исполнением площади первых боковых поверхностей больше площадей вторых боковых поверхностей, а их соотношение выбрано в диапазоне 1,4…2,0.
В соответствии с другим исполнением задняя поверхность режущих кромок выполнена выступающей относительно периферийной боковой поверхности.
В соответствии с другим исполнением на верхней рабочей поверхности расположены выступы и впадины.
В соответствии с другим исполнением режущие кромки выполнены округленными.
В соответствии с другим исполнением угловые режущие кромки имеют радиусные закругления.
В соответствии с другим исполнением режущие кромки выполнены округленными, а на их передних поверхностях выполнены защитные фаски.
В соответствии с другим исполнением защитные фаски в районе угловых режущих кромок на виде сверху на режущую пластину выполнены в виде части полумесяца.
В соответствии с другим исполнением главные боковые поверхности, расположены под острым внутренним углом к базовой поверхности, совпадающим с соответствующим углом наклона противоположной главной режущей кромки.
В соответствии с другим исполнением главные режущие кромки выполнены по винтовой линии.
В соответствии с другим исполнением в месте сопряжения плоскостей, проходящих через первую и вторую боковые поверхности выполнена фаска.
Краткое описание чертежей.
Для лучшего понимания, но только в качестве примера, полезная модель будет описана с отсылками к приложенным чертежам, на которых изображены режущая пластина и режущий инструмент для ее использования.
При этом:
на фиг. 1 показан вид в перспективе на режущую пластину в соответствии с настоящей полезной моделью;
на фиг. 2 показан вид сверху на режущую пластину, изображенную на фиг. 1;
на фиг. 3 показан вид с боку со стороны участка главной режущей кромки на режущую пластину, изображенную на фиг. 1;
на фиг. 3a и 3b показаны соответственно разрезы по линии I-I и II-II режущей пластины, изображенной на фиг. 3;
на фиг. 4 показан фрагмент вида сверху на режущую пластину, изображенную на фиг. 1;
на фиг. 5 показан вид снизу на режущую пластину, изображенную на фиг. 1;
на фиг. 6 показан вид в перспективе режущего инструмента (фрезы) в сборе с режущей пластиной, изображенной на фиг. 1;
на фиг. 7 показана в перспективе конструкция гнезда режущего инструмента, изображенного на фиг. 6, для закрепления режущей пластины, изображенной на фиг.1;
на фиг. 7a и 7b показаны сечения боковых контактных поверхностей соответственно по линиям IV-IV и V-V гнезда режущего инструмента, изображенного на фиг. 6.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления полезной модели.
Рассмотрим фиг. 1-5, где изображена режущая пластина.
В соответствии с настоящей полезной моделью предложенная режущая пластина 10 выполнена многогранной и индексируемой. Ее предпочтительно изготавливают путем фасонного или инжекционного прессования и спекания порошков карбидов.
Режущая пластина 10 содержит:
верхнюю рабочую 12 и противолежащую ей нижнюю базовую 14 поверхности, расположенную между ними периферийную боковую поверхность, включающую главные боковые 16 и вспомогательные боковые 18 поверхности, расположенные соответственно под острыми задними углами к нижней базовой поверхности 14.
Пластина также содержит, по меньшей мере, одно фиксирующее сквозное отверстие 20, проходящее между верхней рабочей 12 и нижней базовой 14 поверхностями, режущие кромки 22, каждая из которых содержит переднюю 12а и заднюю 36 поверхности и последовательно сопряженные между собой участки главной 24 и вспомогательной 26 режущих кромок, направленные соответственно под острыми внутренними углами β1, и β1 к нижней базовой поверхности 14 с образованием на вершине режущих кромок 22 угловых режущих кромок 28.
При этом главные боковые поверхности 16 включают первые 30 и вторые 32 боковые поверхности, наклоненные под разными углами α1 и α2 к нижней базовой поверхности 14 и одна относительно другой, и ширины которых в противоположных направлениях имеют разную величину.
Причем линия сопряжения 34 (в данном случае пунктиром указана мнимая линия) между плоскостями, проходящими через первую 30 и вторую 32 боковые поверхности, на виде сбоку на режущую пластину 10 проходит под острым углом α4 к нижней базовой поверхности 14.
В соответствии с предложенной полезной моделью линия сопряжения 34 не проходит через угловые режущие кромки 28, выполнена в зоне крепежных отверстий 20, угол ее наклона α4 больше углов наклона β1 и β2 главных режущих кромок 24 и 24a к нижней базовой поверхности 14, а площади первых боковых поверхностей 30 не равны площадям вторых боковых поверхностей 32.
При этом (см., например, фиг. 5) первые 30 и вторые 32 боковые поверхности, расположены на главных боковых поверхностях 16 диагонально противоположно, а углы наклона л α4 линий их сопряжения 34 направлены в противоположные стороны один относительно другого.
Указанные выше конструктивные особенности позволяют увеличить механическую прочность режущих пластин 10 в зоне крепежных отверстий 20 и сохранить при этом надежность крепления их в гнездах 48 режущего инструмента 40.
В соответствии с одним предпочтительным исполнением угол наклона α4 линии сопряжения 34 выполнен обратным углу наклона, например, β1 (фиг. 3) смежного с ней участка главной режущей кромки 24 и совпадает по направлению с углом наклона β2 противолежащего участка соответствующей главной режущей кромки 24а,
В соответствии с другим предпочтительным исполнением в месте сопряжения плоскостей, проходящих через первую 30 и вторую 32 боковые поверхности, выполнен плавный переход.
В соответствии с другим предпочтительным исполнением площади первых боковых поверхностей 30 больше площадей вторых боковых поверхностей 32, а их соотношение выбрано в диапазоне 1,4…2,0.
В соответствии с другим предпочтительным исполнением задняя поверхность 36 режущих кромок 22 выполнена выступающей относительно периферийной боковой поверхности 16.
В соответствии с другим предпочтительным исполнением на верхней рабочей поверхности 12 расположены выступы и впадины.
В соответствии с другим предпочтительным исполнением режущие кромки 22 выполнены округленными.
В соответствии с другим предпочтительным исполнением угловые режущие кромки 28 имеют радиусные закругления.
В соответствии с другим предпочтительным исполнением режущие кромки 22 выполнены округленными, а на их передних поверхностях 12а выполнены защитные фаски 38.
В соответствии с другим предпочтительным исполнением защитные фаски 38 в районе угловых режущих кромок 28 на виде сверху на режущую пластину 10 выполнены в виде части полумесяца.
В соответствии с другим предпочтительным исполнением главные боковые поверхности 16, расположены под острым внутренним углом β3 к базовой поверхности 14, совпадающим с соответствующим углом наклона β1 или β2 противоположной главной режущей кромки 24 или 24а.
В соответствии с другим предпочтительным исполнением главные режущие кромки 24 и 24а выполнены по винтовой линии.
В соответствии с другим предпочтительным исполнением в месте сопряжения плоскостей, проходящих через первую 30 и вторую 32 боковые поверхности выполнена фаска.
Использование полезной модели.
Рассмотрим использование предпочтительного исполнения предложенной режущей пластины для режущего инструмента, в частности, фрезы 40, изображенной на фиг. 6 и содержащей корпус 42 с круговой наружной рабочей поверхностью 44, расположенной вокруг оси вращения 46, с гнездами 48, выполненными непосредственно в корпусе 42 или в кассетах, установленных в корпусе 42.
При этом каждое гнездо 48, изображенное на фиг. 7, имеет одну опорную поверхность 52, контактирующую с нижней базовой поверхностью 14 режущей пластины 10.
В радиальном направлении (фиг. 7a и 7b) каждое гнездо 48 имеет, по меньшей мере, одну боковую базовую поверхность 56, выполненную под острым углом φ2 к опорной поверхности 52, равным углу наклона α1 первой боковой поверхности 30 режущей пластины 10 к ее нижней базовой поверхности 14 и вторую боковую базовую поверхность 58, выполненную под другим острым углом φ1 к опорной поверхности 52, равным углу наклона α2 второй боковой поверхности 32 режущей пластины 10 к ее нижней базовой поверхности 14.
В осевом направлении каждое гнездо 48 имеет, по меньшей мере, одну боковую базовую поверхность 60, контактирующую со вспомогательной боковой поверхностью 18 режущей пластины 10.
На фиг. 7, 7a и 7b изображен один из наиболее предпочтительных вариантов конструкции гнезда 48. При этом контактные поверхности гнезда 48 в радиальном направлении выполнены в виде двух 56 и 58 поверхностей под разными углами соответственно к опорной поверхности 52 и разделены канавкой, а в осевом направлении выполнена одна поверхность 60 под одним углом.
Для использования предложенной режущей пластины 10 ее устанавливают в гнезда 48 фрезы 40 и крепят с помощью винтов 50, вкручиваемых в отверстие 62 опорной поверхности гнезда 48.
При этом первая боковая поверхность 30 и вторая боковая поверхность 32 режущей пластины 10 контактируют соответственно с боковыми базовыми поверхностями 56 и 58 гнезда 48, а вспомогательная боковая поверхность 18 контактирует с боковой базовой поверхностью 60.
Кроме того, так как режущая пластина 10 имеет усиление конструкции в зоне крепежных отверстий за счет разных углов наклона первой 30 и второй 32 боковых поверхностей и контактирует с боковыми контактными поверхностями 56 и 58 гнезда 48, имеющими соответствующие также разные углы наклона относительно опорной поверхности 52 гнезда фрезы, то с учетом распределения усилий закрепления от винтов 50 и реакций контактирующих базовых поверхностей режущая пластина 10 имеет повышенную механическую прочность в зоне крепежных отверстий и надежное закрепление, препятствующее ее сдвигу в процессе резания.
Это особенно важно для режущих пластин с большими углами наклона участков их главных режущих кромок при обработке изделий из труднообрабатываемых материалов.
Хотя настоящая полезная модель была описана с определенной степенью детализации, различные изменения и ее модификации могут быть выполнены без отхода от существа и объема полезной модели, изложенных в приведенной ниже формуле полезной модели.