ДВУХСТОРОННЯЯ ИНДЕКСИРУЕМАЯ РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА И РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ НЕЕ
DOUBLE-SIDED INDEXABLE CUTTING INSERT AND CUTTING TOOL THEREFOR

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение, в общем, относится к индексируемым режущим пластинам и режущим инструментам для них и в частности двухсторонним индексируемым режущим пластинам с шестью режущими частями и режущим инструментам для них.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Металлические режущие инструменты, такие как фрезерные резцы, пазовые фрезы и пилы содержат множество режущих пластин, удерживаемых на периферийной поверхности корпуса инструмента. Режущие пластины могут содержать множество режущих кромок, и каждая режущая пластина может быть оборотной (т.е. двухсторонней) и индексируемой для использования другой режущей кромки, когда одна режущая кромка изношена или повреждена. Индексируемые режущие пластины могут содержать множество режущих углов на каждой стороне пластины, приспособленных для резания металла при заданном расположении.
Корпус режущего инструмента содержит соответствующие гнезда, удерживающие пластины, приспособленные для приема режущих пластин и удерживания их во время операций резания металла. Описанные выше режущие пластины и режущие инструменты показаны, например, в US 3229349, US 4880338, US 7455483, US 8177460, WO 2009/121459, WO 2012/147924 и WO 2012/147923.
Задачей настоящего изобретения является создание новой двухсторонней индексируемой режущей пластины и режущего инструмента для операций фрезерования, причем режущая пластина содержит шесть режущих частей.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с объектом настоящей заявки предложена двухсторонняя индексируемая режущая пластина, имеющая центральную ось пластины, продолжающуюся перпендикулярно срединной плоскости пластины, и содержащая:
две торцевые поверхности и периферийную поверхность, продолжающуюся между ними, причем торцевые поверхности расположены на противоположных сторонах срединной плоскости, причем каждая торцевая поверхность содержит три первичные вершины и три вторичные вершины; и
шесть режущих частей, каждая образованная вдоль линии пересечения периферийной поверхности с одной из торцевых поверхностей в каждой первичной вершине, при этом каждая режущая часть содержит первую режущую кромку и вторую режущую кромку, продолжающуюся поперек первой режущей кромки, и концевую режущую кромку, продолжающуюся между ними;
при этом
периферийная поверхность содержит множество задних поверхностей, каждая из которых продолжается от одной из вторых режущих кромок в направлении срединной плоскости,
каждая из первых режущих кромок содержит основную часть, продолжающуюся от соответствующей концевой режущей кромки к срединной плоскости, и изогнутую часть, продолжающуюся от основной части и изгибающуюся от срединной плоскости,
каждая торцевая поверхность содержит опорную поверхность пластины на опорной плоскости, причем опорные плоскости параллельны срединной плоскости и равноудалены от нее, и
каждая из изогнутых частей расположена между смежной опорной плоскостью и смежной первичной вершиной, в направлении вдоль центральной оси пластины.
В соответствии с объектом настоящей заявки описан также режущий инструмент, имеющий ось вращения и содержащий:
корпус инструмента, содержащий множество гнезд под пластины, образованных на его периферии, расположенных симметрично вокруг оси вращения; и
множество вышеописанных режущих пластин, удерживаемых в гнездах под пластины;
при этом:
периферийная поверхность каждой режущей пластины содержит множество боковых граней, каждая из которых продолжается между парой первичных вершин, расположенных в противоположных сторон срединной плоскости, и смежной парой вторичных вершин, расположенных на противоположных сторонах срединной плоскости, и
каждое гнездо под пластину содержит опорную поверхность гнезда и множество зажимных стенок, продолжающихся поперек опорной поверхности гнезда; и
при этом
для каждой режущей пластины, удерживаемой в соответствующем гнезде под пластину, боковые грани режущей пластины упираются в соответствующие зажимные стенки гнезда под пластину, и одна из опорных поверхностей пластины примыкает к опорной поверхности гнезда.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания настоящего изобретения и возможности его практического осуществления ниже будут сделаны ссылки на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе режущего инструмента в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе режущего инструмента, показанного на фиг. 1, в частично разобранном состоянии;
Фиг. 3 представляет собой вид сбоку режущего инструмента, показанного на фиг. 1;
Фиг. 4 представляет собой вид снизу режущего инструмента, показанного на фиг. 1;
Фиг. 5 представляет собой увеличенный вид части режущего инструмента, показанного на фиг. 1;
Фиг. 6 представляет собой увеличенный вид спереди гнезда под пластину режущего инструмента, показанного на фиг. 1;
Фиг. 7 представляет собой увеличенный вид в перспективе гнезда под пластину, показанного на фиг. 6;
Фиг. 8 представляет собой вид с торца режущей пластины в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 9 представляет собой первый вид в перспективе режущей пластины, показанной на фиг. 8;
Фиг. 10 представляет собой второй вид в перспективе режущей пластины, показанной на фиг. 8;
Фиг. 11 представляет собой первый вид сбоку режущей пластины, показанной на фиг. 8;
Фиг. 12 представляет собой второй вид сбоку режущей пластины, показанной на фиг. 8;
Фиг. 13 представляет собой разрез режущей пластины, показанной на фиг. 8, выполненный по линии XIII-XIII;
Фиг. 14 представляет собой увеличенный вид части режущей пластины, показанной на фиг. 8.
Следует понимать, что для простоты и ясности объяснения, элементы, показанные в чертежах, необязательно изображены в масштабе. Например, размеры некоторых элементов могут быть увеличены относительно других элементов для ясности, или несколько физических компонентов могут быть заключены в одном функциональном блоке или элементе. Кроме того, когда это целесообразно, ссылочные позиции могут повторяться в чертежах для обозначения соответствующих или аналогичных элементов.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В приведенном ниже описании будут описаны различные аспекты настоящего изобретения. В целях объяснения изложены конкретные конфигурации и детали, чтобы обеспечить полное понимание настоящего изобретения. Однако для специалиста в данной области техники будет также понятно, что настоящее изобретение может быть осуществлено без конкретных деталей, представленных в данном документе. Кроме того, общеизвестные элементы могут быть опущены или упрощены, чтобы не затруднять понимание настоящего изобретения.
Ниже сделана ссылка на фиг. 1-4, изображающие режущий инструмент 150 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Режущий инструмент 150 содержит корпус 152 инструмента с осью R вращения. Корпус 152 инструмента содержит множество гнезд 154 под пластины, образованных на его периферии, при этом гнезда 154 под пластины расположены симметрично вокруг оси R вращения. В гнездах 154 под пластины удерживается множество режущих пластин 100 в соответствии с настоящим изобретением. Каждая режущая пластина 100 прикреплена к соответствующему гнезду 154 под пластину при помощи зажимного элемента 164, который продолжается через зажимное отверстие 130 в режущей пластине 100 и через крепежное отверстие 162 в гнезде 154 под пластину.
С дополнительной ссылкой на фиг. 5-7, каждое гнездо 154 под пластину содержит опорную поверхность 156 гнезда и множество зажимных стенок 158, продолжающихся поперек опорной поверхности 156 гнезда. Крепежное отверстие 162 продолжается поперек опорной поверхности 156 гнезда и открывается к ней.
Далее сделана ссылка на фиг. 8-14, показывающие различные виды режущей пластины 100 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Режущая пластина 100 представляет собой двухстороннюю индексируемую режущую пластину 100, имеющую центральную ось А пластины и срединную плоскость Р, продолжающуюся перпендикулярно оси А пластины. Режущая пластина 100 содержит две торцевые поверхности 102 и периферийную поверхность 104, продолжающуюся между ними. Пересечение периферийной поверхности 104 с каждой из двух торцевых поверхностей 102 образует пару периферийных кромок 103. Торцевые поверхности 102 расположены на противоположных сторонах срединной плоскости Р и вращательно симметричны друг с другом относительно биссектрисы В, продолжающейся вдоль срединной плоскости Р. Каждая торцевая поверхность 102 имеет трехгранную форму с тремя первичными вершинами 106 и тремя вторичными вершинами 108, расположенными поочередно. Зажимное отверстие 130 продолжается вдоль оси А пластины и открывается по меньшей мере к одной из торцевых поверхностей 102. В варианте осуществления, показанном в чертежах, зажимное отверстие 130 представляет собой сквозное отверстие, открывающееся к обеим торцевым поверхностями 102.
Периферийные кромки 103 режущей пластины 100 образуют шесть режущих частей 110, каждая образованная между периферийной поверхностью 104 и одной из торцевых поверхностей 102 в одной из ее первичных вершин 106. Каждая режущая часть 110 содержит первую режущую кромку 112 и вторую режущую кромку 114, продолжающуюся поперек первой режущей кромки 112. Концевая режущая кромка 116 (т.е. угловая режущая кромка), соответствующая первичной вершине 106, продолжается между первой и второй режущими кромками 112, 114, соединяя две кромки. Наклонная режущая кромка 118 продолжается между второй режущей кромкой 114 каждой режущей части 110 и первой режущей кромкой 112 смежной режущей части 110.
Периферийная поверхность 104 содержит множество задних поверхностей 120, каждая из которых продолжается от одной из вторых режущих кромок 114 в направлении срединной плоскости Р. Задние поверхности 120 обычно заканчиваются перед срединной плоскостью Р. Таким образом, каждая вторая режущая кромка 114 углублена внутрь от периферийной поверхности 104. Периферийная поверхность 104 содержит также множество затылованных поверхностей 134, каждая из которых продолжается вдоль одной из режущих частей 110. Каждая затылованная поверхность 134 продолжается вдоль соответствующей первой режущей кромки 112 и концевой режущей кромки 116 к срединной плоскости Р.
Периферийная поверхность 104 содержит шесть боковых граней 136, образованных на ней. Каждая боковая грань 136 продолжается между парой первичных вершин 106, расположенных на противоположных сторонах срединной плоскости Р, и смежной парой вторичных вершин 108, расположенных на противоположных сторонах срединной плоскости Р. Боковые грани 136 плоские и параллельны оси А пластины. В каждой первичной вершине 106, каждая пара смежных боковых граней 136 образует первый острый угол α между ними. Данный угол показан, например, в виде сверху на фиг. 8. В некоторых вариантах осуществления, первый острый угол α находится в пределах 82°-86° и в конкретном варианте осуществления первый острый угол α равен 84°.
Каждая из первых режущих кромок 112 содержит основную часть 122, продолжающуюся от соответствующей концевой режущей кромки 116 к срединной плоскости Р. В варианте осуществления, показанном в сопроводительных чертежах, основная часть 122 продолжается по существу перпендикулярно второй режущей кромке 114 той же режущей части 110, позволяя осуществлять вырезание по существу перпендикулярного угла в заготовке. Обычно основная часть 122 может быть расположена под углом в пределах 89°-91° к второй режущей кромке 114 той же режущей части 110, например, с учетом технологических допусков. В варианте осуществления, показанном в чертежах, основная часть 122 первой режущей кромки 112 длиннее второй режущей кромки 114. В некоторых вариантах осуществления, основная часть 122 первой режущей кромки 112 может быть выполнена в виде прямолинейной режущей кромки. Изогнутая часть 124 продолжается от основной части 122, загибаясь от срединной плоскости Р. Наклонная режущая кромка 118 продолжается от второй режущей кромки 114 каждой режущей части 110 к изогнутой части 124 другой режущей части 110.
Фиг. 11 показывает вид сбоку режущей пластины 100, полученный вдоль срединной плоскости П и вдоль биссектрисы В, продолжающейся через одну из вторичных вершин 108 и одну из первичных вершин 106 (см. фиг. 8), и если смотреть из вторичной вершины 108. В данном виде, основная часть 122 каждой из первых режущих кромок 112 образует со срединной плоскостью Р второй острый угол β. В некоторых вариантах осуществления, второй острый угол β находится в пределах 11°-14°, и в конкретном варианте осуществления второй острый угол β равен 13°. Как также показано в данном виде сбоку, наклонная режущая кромка 118 образует со срединной плоскостью Р третий острый угол γ. Третий острый угол γ такой же как второй острый угол β. В некоторых вариантах осуществления, третий острый угол γ находится в пределах 11°-14°, и в конкретном варианте осуществления третий острый угол γ равен 13°. Кроме того, фиг. 12 показывает другой вид сбоку режущей пластины 100, полученный вдоль срединной плоскости Р и вдоль биссектрисы В, если смотреть из первичной вершины 106.
Наклонная режущая кромка 118 является рабочей во время операций обработки наклонных поверхностей на металлической заготовке (например, фрезерования наклонной поверхности, винтовой интерполяции, круговой обработки наклонной поверхности и др.), когда режущий инструмент 150 продвигается вперед вдоль оси R вращения (т.е. в продольном направлении, возможно в сочетании с другими направлениями). Таким образом, боковые грани 136 размещают соответствующую наклонную режущую кромку 118 под первым острым углом α относительно основной части 122 соответствующей первой режущей кромки 112. Таким образом, когда режущая пластина 100 задействована в операции обработки наклонной поверхности, наклонная режущая кромка 118 имеет достаточный зазор для срезания металлической стружки с поверхности заготовки. Это позволяет режущей пластине 100 выполнять операции обработки наклонных поверхностей на металлической заготовке с участием наклонной режущей кромки 118, которое было бы невозможно, если бы угол α был неострым. Понятно, что во время операций фрезерования ненаклонных поверхностей (например, лобовое фрезерование, фрезерование заплечиков, торцовое фрезерование, контурное фрезерование, токарно-фрезерная обработка и др.) наклонная режущая кромка 118 является бездействующей, удерживаемая на расстоянии от заготовки.
Каждая торцевая поверхность 102 содержит опорную поверхность 126 пластины для примыкания к опорной поверхности 156 гнезда 154 под пластину. Каждая опорная поверхность 126 пластины содержит соответствующую опорную плоскость АР. Опорные плоскости АР опорных поверхностей 126 пластин параллельны срединной плоскости Р и равноудалены от нее. Каждая опорная плоскость АР расположена на первом расстоянии D1 от срединной плоскости Р (см. фиг. 11). Как показано в частности на фиг. 11 и 14, каждая опорная плоскость АР расположена между срединной плоскостью Р и изогнутыми частями 124 соответствующих первых режущих кромок 112, т.е. первых режущих кромок 112, которые расположены на той же стороне срединной плоскости Р, что и опорная поверхность АР. В показанном варианте осуществления каждая периферийная кромка 103 целиком расположена дальше от срединной плоскости Р, чем опорная плоскость АР на связанной, соответствующей стороне срединной плоскости Р. Таким образом, понятно, что продолжение первой режущей кромки 112 отходит от срединной плоскости Р и соответствующей опорной плоскости АР и не пересекается с опорной плоскостью АР. Другими словами, каждая из изогнутых частей 124 (и соответственно вся первая режущая кромка 112) расположена между смежной опорной плоскостью АР и смежной первичной вершиной 106, в направлении, параллельном центральной оси А пластины.
В точках, максимально удаленных от срединной плоскости Р, первичные вершины 106 на каждой торцевой поверхности 102 образуют концевую плоскость ТР, которая параллельна соответствующей смежной опорной плоскости АР и удалена от нее на втором расстоянии D2. В точках, ближайших к срединной плоскости Р, вторичные вершины 108 на каждой торцевой поверхности 102 образуют угловую плоскость СР, которая параллельна соответствующей смежной опорной плоскости АР и удалена от нее на третьем расстоянии D3, при этом третье расстояние D3 меньше чем второе расстояние D2 (т.е. D3<D2). Концевая плоскость ТР и угловая плоскость СР обе расположены на одной стороне соответствующей им опорной плоскости АР. Соотношение между третьим расстоянием D3 и вторым расстоянием D2 (т.е. D3:D2) находится в пределах 0,04-0,1. В особенно предпочтительном варианте осуществления отношение D3:D2 примерно равно 0,06.
Фиг. 13 показывает вид режущей пластины 100 в разрезе, выполненном по линии XIII-XIII разреза, показанной на фиг. 8, продолжающейся через одну из первичных вершин 106 и противоположную вторичную вершину 108. Каждая торцевая поверхность 102 содержит три разнесенных опорных углубления 128, каждое из которых образовано смежно одной из вторичных вершин 108, между вторичной вершиной 108 и осью А пластины (т.е. расположенные симметрично вокруг оси А пластины).
Каждая режущая часть 110 режущей пластины 100 включает в себя переднюю поверхность 132, продолжающуюся вдоль соответствующих первой, второй, концевой и используемой для обработки наклонных поверхностей режущих кромок 112, 114, 116, 118 и наклонно скошенную к срединной плоскости Р. Передняя поверхность 132 представляет собой поверхность, по которой скользит стружка, снимаемая с заготовки. В частности, передняя поверхность 132 продолжается вдоль основной части 122 и изогнутой части 124 первой режущей кромки 112, а также вдоль наклонной режущей кромки 118 данной режущей части 110. Каждое опорное углубление 128 расположено рядом с соответствующей изогнутой частью 124, позволяя металлической стружке, снимаемой посредством изогнутой части 124, плавно переходить на него, тем самым обеспечивая более быстрый стружкоотвод режущей части 110.
Режущая пластина 100 удерживается в соответствующем гнезде 154 под пластину, при этом опорная поверхность 126 пластины примыкает к (т.е. размещается около) опорной поверхности 156 гнезда. Боковые грани 136 режущей пластины 100 упираются в (т.е. размещаются около) зажимные стенки 158 гнезда 154 под пластину. Зажимные стенки 158 могут представлять собой плоские поверхности, образующие острый угол с плоскостью опорной поверхности 156 гнезда. Это обеспечивает контакт с боковыми гранями 136 режущей пластины 100 в заданном требуемом участке.
Для того чтобы обеспечить плотное прилегание между опорной поверхностью 126 пластины и опорной поверхностью 156 гнезда, каждая опорная поверхность 156 гнезда содержит три разнесенных углубления гнезда, образованных в нем, расположенные на расстоянии от крепежного отверстия 162. Как видно на фиг. 6, углубления 160 гнезд также расположены на расстоянии от внешней периферийной поверхности 153 корпуса 152 инструмента. Когда режущая пластина 100 расположена в гнезде 154 под пластину, каждое углубление 160 гнезда перекрывается, по меньшей мере частично, с одним из опорных углублений 128 режущей пластины 100. Такое размещение с перекрытием углубление в углубление образует три полости, в результате чего образуются три отдельных опорных участка между опорной поверхностью 126 пластины и опорной поверхностью 156 гнезда, обеспечивающие плотное прилегание между ними.
Как показано на фиг. 1, 3 и 5, когда режущая пластина 100 установлена в гнезде 154 под пластину, одна из режущих частей 110 (т.е. рабочая режущая часть 110) выступает за пределы периферии корпуса 152 инструмента, таким образом готовая к использованию в операции резания металла. В корпусе 152 инструмента образовано множество охлаждающих каналов, прием каждый охлаждающий канал открывается на выпуске 166 хладоагента к одному из гнезд 154 под пластину. Таким образом, охлаждающая текучая среда, подаваемая через охлаждающие каналы, может разбрызгиваться на рабочую режущую часть 110.
Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на один или более конкретных вариантов осуществления, описание следует рассматривать как пояснительное, а не как ограничивающее изобретение показанными вариантами осуществления. Следует понимать, что специалисты в данной области техники могут придумать различные модификации, которые хотя и не показаны конкретно в данном документе, тем не менее, находятся в рамках объема настоящего изобретения.