ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВКИ РЕЗАНИЕМ
TOOL FOR BILLET MACHINING

[0001] Настоящее изобретение относится к инструменту для обработки заготовки резанием, причем инструмент содержит держатель, имеющий первый внутренний канал для охлаждающего вещества, режущую вставку и первый крепежный элемент для прикрепления режущей вставки к держателю с возможностью разъединения.
[0002] Инструменты такого типа, содержащие сменную режущую вставку и внутренний канал для охлаждающего вещества, уже широко представлены в известном уровне техники. Внутренний канал для охлаждающего вещества служит для направления охлаждающего вещества и/или смазочного материала (для удобства называемых охлаждающим веществом в последующем тексте) внутри держателя инструмента и для проведения ее в область режущей вставки или по меньшей мере вблизи режущей вставки. Часто для этой цели в продольном направлении в держателе выполнен центральный канал для охлаждающего вещества, по которому охлаждающее вещество проводят во внутренней части держателя.
[0003] Охлаждающее вещество служит по существу для охлаждения и смазки режущей вставки при ее использовании. В дополнение к снижению износа режущей вставки охлаждающее вещество также помогает улучшить стружкообразование и, таким образом, повышает качество обработки поверхности обрабатываемой заготовки.
[0004] Для обеспечения надлежащего режима работы необходимо, чтобы струя охлаждающего вещества была как можно точнее направлена на область режущей кромки режущей вставки, чтобы как можно ближе подходить к точкам режущей вставки, которые находятся в контакте с обрабатываемой заготовкой.
[0005] Частой проблемой в инструментах с внутренним охлаждением является то, каким образом канал для охлаждающего вещества расположен внутри держателя инструмента. По вышеуказанным причинам в особенности важно расположение выпускного отверстия для охлаждающего вещества, через которое охлаждающее вещество покидает внутренний канал для охлаждающего вещества.
[0006] В случае инструмента, известного из DE 103 31 077 B3, выпускное отверстие для охлаждающего вещества расположено на башнеобразной конструкции держателя, которая расположена позади и выше режущей вставки. Таким образом, охлаждающее вещество подают в направлении главной режущей кромки режущей вставки под наклоном сверху от ее задней стороны. Тем не менее, в этом случае выпускное отверстие для охлаждающего вещества расположено относительно далеко от главной режущей кромки режущей вставки. Это обычно является недостатком с учетом вышеупомянутых требований.
[0007] Еще один инструмент, в котором выпускное отверстие для охлаждающего вещества расположено аналогично далеко от главной режущей кромки режущей вставки, известен из ЕР 152382 А1. Здесь также струю охлаждающего вещества направляют на переднюю поверхность режущей вставки наклонно сверху из точки позади режущей вставки.
[0008] В случае инструмента, известного из WO 2010/095124 А1, охлаждение сравнительно близко к режущей кромке обеспечено за счет использования трубчатого сопла, которое выполнено с возможностью перемещения в осевом направлении для обеспечения возможности требуемого расположения выпускного отверстия для охлаждающего вещества. Однако такое трубчатое сопло является нежелательным по многим причинам. Во-первых, оно может легко сломаться. Кроме того, для установки сопла необходима относительно высокая конструкция на держателе, что является недостатком, в частности, в условиях ограниченной установки в станках.
[0009] В случае инструмента, известного из DE 11 2011 102 930 T5, охлаждающее вещество направляется через центральное отверстие, выполненное в режущей вставке, и выходит из внутреннего канала для охлаждающего вещества на верхней стороне режущей вставки между режущей вставкой и зажимным приспособлением. Хотя, таким образом, может быть обеспечено охлаждение очень близко к режущей кромке, конструкция, показанная в DE 11 2011 102 930 T5, является относительно сложной. Из-за зажимного приспособления замена режущей вставки является относительно трудоемкой, поскольку всю конструкцию вместе с зажимным приспособлением необходимо отсоединить от держателя для отделения режущей вставки от держателя и обеспечения возможности ее замены.
[0010] С учетом этого, задачей настоящего изобретения является создание инструмента, содержащего внутреннее направляющее приспособление для охлаждающего вещества, в котором устранены вышеупомянутые проблемы. В этом случае, в частности, задачей является обеспечение охлаждения как можно ближе к режущей кромке и в то же время обеспечение возможности простой замены режущей вставки.
[0011] В соответствии с изобретением эта задача решена на основе типа инструмента, упомянутого вначале, в котором инструмент содержит по существу пластинчатое направляющее приспособление для охлаждающего вещества, содержащее второй внутренний канал для охлаждающего вещества и второй крепежный элемент для прикрепления направляющего приспособления для охлаждающего вещества к держателю с возможностью разъединения. В собранном состоянии инструмента первый внутренний канал для охлаждающего вещества соединен по текучей среде со вторым внутренним каналом для охлаждающего вещества, и направляющее приспособление для охлаждающего вещества перекрывает по меньшей мере часть режущей вставки. Направляющее приспособление для охлаждающего вещества содержит первое отверстие, которое выполнено в виде углубления или сквозного отверстия и обеспечивает возможность доступа к первому крепежному элементу, так что режущая вставка выполнена с возможностью отдельного отсоединения от держателя посредством отсоединения первого крепежного элемента, даже когда направляющее приспособление для охлаждающего вещества прикреплено к держателю, а направляющее приспособление для охлаждающего вещества выполнено с возможностью отдельного отсоединения от держателя посредством отсоединения второго крепежного элемента, даже когда режущая вставка прикреплена к держателю, причем второй внутренний канал для охлаждающего вещества содержит первое выпускное отверстие для охлаждающего вещества и второе выпускное отверстие для охлаждающего вещества, через которые обеспечена возможность выпуска охлаждающего вещества из второго внутреннего канала для охлаждающего вещества, при этом первое и второе выпускные отверстия для охлаждающего вещества расположены на передней стороне, обращенной к главной режущей кромке, направляющего приспособления для охлаждающего вещества на противоположных сторонах первого отверстия, причем первое выпускное отверстие для охлаждающего вещества расположено на первом расстоянии от воображаемой базовой плоскости, которая ориентирована перпендикулярно продольной оси держателя, и в которой расположена центральная ось второго крепежного элемента, второе выпускное отверстие для охлаждающего вещества расположено на втором расстоянии от воображаемой базовой плоскости, центральная ось первого крепежного элемента расположена на третьем расстоянии от воображаемой базовой плоскости, и по меньшей мере одна точка на главной режущей кромке расположена на четвертом расстоянии от воображаемой базовой плоскости, и при этом применимо следующее: третье расстояние ≤ второе расстояние ≤ первое расстояние < четвертое расстояние.
[0012] Решение в соответствии с изобретением имеет преимущество, заключающееся в том, что вследствие направляющего приспособления для охлаждающего вещества, которое предпочтительно установлено над режущей вставкой и по меньшей мере частично перекрывает режущую вставку, возможно осуществление охлаждения очень близко к режущей кромке. Направляющее приспособление для охлаждающего вещества установлено на держателе над режущей вставкой и расположено на режущей вставке в виде отдельной пластины. Направляющее приспособление для охлаждающего вещества содержит по меньшей мере два выпускных отверстия для охлаждающего вещества, называемых в данном случае первым и вторым выпускными отверстиями для охлаждающего вещества, через которые охлаждающее вещество выходит из второго внутреннего канала для охлаждающего вещества. Вследствие расположения над режущей вставкой и его пластинчатой конфигурации это выпускное отверстие для охлаждающего вещества может быть расположено очень близко к области режущей кромки или очень близко к главной режущей кромке режущей вставки. Тем не менее, обеспечена компактная конструкция инструмента.
[0013] Поскольку два выпускных отверстия для охлаждающего вещества расположены на противоположных сторонах первого отверстия, которое обеспечивает доступ к первому крепежному элементу, можно подавать охлаждающее вещество к главной режущей кромке вдоль большей части ее длины или даже по всей ее длине, несмотря на то, что первое отверстие в направляющем приспособлении для охлаждающего вещества расположено фактически на пути.
[0014] Вышеупомянутые соотношения между первым, вторым, третьим и четвертым расстояниями означают, иными словами, что главная режущая кромка расположена на большем расстоянии от второго крепежного элемента, с помощью которого направляющее приспособление для охлаждающего вещества прикреплено к держателю, по сравнению с первым крепежным элементом, с помощью которого режущая вставка прикреплена к держателю, и по сравнению с двумя выпускными отверстиями для охлаждающего вещества. Кроме того, два выпускных отверстия для охлаждающего вещества расположены по меньшей мере на той же высоте, что и центральная ось первого крепежного элемента, или даже расположены дальше от второго крепежного элемента или воображаемой базовой плоскости, чем центральная ось первого крепежного элемента. Это, в свою очередь, означает, наоборот, что два выпускных отверстия для охлаждающего вещества расположены ближе к главной режущей кромке, чем первый крепежный элемент, или расположены по меньшей мере так же близко к главной режущей кромке, как и первый крепежный элемент. Таким образом, направляющее приспособление для охлаждающего вещества по меньшей мере частично окружает первое отверстие или даже выступает в поперечном направлении вперед за центральную ось первого крепежного элемента в направлении главной режущей кромки. Это обеспечивает охлаждение очень близко к режущей кромке и приводит к оптимальным характеристикам охлаждения главной режущей кромки и, таким образом, также к как можно меньшему износу главной режущей кромки.
[0015] Кроме того, вышеупомянутые соотношения расстояний означают, что режущая вставка прикреплена сравнительно ближе к главной режущей кромке режущей вставки, чем направляющее приспособление для охлаждающего вещества. Следовательно, нет необходимости в направлении второго крепежного элемента, с помощью которого закреплено направляющее приспособление для охлаждающего вещества, через режущую вставку. Это дополнительно облегчает возможность раздельной разборки режущей вставки и направляющего приспособления для охлаждающего вещества.
[0016] Воображаемая базовая плоскость представляет собой плоскость, которая используется здесь только в качестве плоскости отсчета для описания пространственного расположения, но физически не присутствует. Эта воображаемая базовая плоскость задана центральной осью второго крепежного элемента и осью, ориентированной перпендикулярно продольной оси держателя. Таким образом, она пересекает второй крепежный элемент по центру вдоль его центральной оси и ориентирована перпендикулярно продольной оси держателя.
[0017] Еще одним преимуществом решения в соответствии с изобретением является то, что направляющее приспособление для охлаждающего вещества прикреплено к держателю отдельно от режущей вставки. Термин "отдельно" здесь не означает отдельное местоположение. Точнее, это означает, что два элемента (режущая вставка и направляющее приспособление для охлаждающего вещества) соединены с держателем отдельно друг от друга, в каждом случае индивидуально посредством отдельных крепежных элементов, предпочтительно напрямую, так что и режущая вставка, и направляющее приспособление для охлаждающего вещества могут быть установлены на держатель и сняты с держателя независимо друг от друга.
[0018] Таким образом, например, режущая вставка, которая представляет собой основную изнашивающуюся часть инструмента в соответствии с изобретением, может быть отсоединена от держателя и заменена новой режущей вставкой без необходимости снятия с этой целью направляющего приспособления для охлаждающего вещества с держателя. Вследствие наличия первого отверстия, выполненного в виде углубления или сквозного отверстия в направляющем приспособлении для охлаждающего вещества, в любой момент времени обеспечен доступ к первому крепежному элементу, с помощью которого режущая вставка прикреплена к держателю.
[0019] При использовании винта в качестве первого крепежного элемента средство взаимодействия с инструментом этого винта является в данном случае легко доступным для ключа инструмента, когда направляющее приспособление для охлаждающего вещества перекрывает большую часть режущей вставки. Поскольку направляющее приспособление для охлаждающего вещества и режущая вставка не прикреплены совместно к держателю, также возможно и наоборот, чтобы направляющее приспособление для охлаждающего вещества было снято с держателя без необходимости снятия режущей вставки.
[0020] В конструкции этого типа форма направляющего приспособления для охлаждающего вещества в противном случае может быть оптимально адаптирована к условиям, то есть, например, к форме режущей вставки и/или требуемой цели применения охлаждающего вещества.
[0021] Следовательно, вышеуказанная задача полностью решена.
[0022] В соответствии с вариантом осуществления, первое расстояние равно второму расстоянию. Соответственно, два выпускных отверстия для охлаждающего вещества находятся на одинаковом расстоянии от центральной оси второго крепежного элемента или воображаемой плоскости. И наоборот, два выпускных отверстия для охлаждающего вещества в результате предпочтительно также находятся на одинаковом расстоянии от главной режущей кромки. Особенно предпочтительно, когда главная режущая кромка является прямой режущей кромкой, которая ориентирована перпендикулярно продольному направлению держателя. В этом случае предпочтительно применимо следующее: третье расстояние < второе расстояние = первое расстояние < четвертое расстояние.
[0023] Однако, если главная режущая кромка является режущей кромкой, которая расположена под углом или является по меньшей мере частично криволинейной со сравнительно сложной геометрией, то первое и второе расстояния также могут быть выбраны таким образом, чтобы отличаться друг от друга, так что одно выпускное отверстие для охлаждающего вещества расположено впереди другого. Однако условие, что первое и второе расстояния равны третьему расстоянию или превышают его, также применимо для этой альтернативной конфигурации. В этом случае было бы применимо следующее: третье расстояние < второе расстояние < первое расстояние < четвертое расстояние.
[0024] В соответствии с вариантом осуществления изобретения второй внутренний канал для охлаждающего вещества содержит впускное отверстие для охлаждающего вещества, через которое охлаждающее вещество поступает во второй внутренний канал для охлаждающего вещества, причем впускное отверстие для охлаждающего вещества расположено на пятом расстоянии от воображаемой плоскости, которое меньше, чем третье расстояние.
[0025] Следовательно, охлаждающее вещество проходит внутри направляющего приспособления для охлаждающего вещества от задней части к передней. Это является предпочтительным, в частности, с точки зрения динамики текучей среды, поскольку охлаждающее вещество чрезмерно не отклоняется и почти не теряет скорость.
[0026] Впускное отверстие для охлаждающего вещества предпочтительно расположено на нижней стороне направляющего приспособления для охлаждающего вещества, причем указанная нижняя сторона обращена к внешней стороне держателя в собранном состоянии инструмента. Первое и второе выпускные отверстия для охлаждающего вещества расположены предпочтительно на передней стороне направляющего приспособления для охлаждающего вещества, причем указанная передняя сторона обращена к главной режущей кромке режущей вставки в смонтированном состоянии инструмента и проходит в поперечном направлении к нижней стороне. В данном случае термин "в поперечном направлении" не обязательно означает перпендикулярно, а скорее означает любую непараллельную ориентацию.
[0027] Хотя в настоящем документе упомянуто только одно впускное отверстие для охлаждающего вещества, само собой разумеется, что направляющее приспособление для охлаждающего вещества может также содержать множество отдельных впускных отверстий для охлаждающего вещества. Однако предпочтительно, чтобы направляющее приспособление для охлаждающего вещества содержало только одно впускное отверстие для охлаждающего вещества, поскольку это упрощает перенос охлаждающего вещества между первым внутренним каналом для охлаждающего вещества, расположенным в держателе, и вторым внутренним каналом для охлаждающего вещества, расположенным в направляющем приспособлении для охлаждающего вещества. Поскольку два канала для охлаждающего вещества (первый внутренний канал для охлаждающего вещества и второй внутренний канал для охлаждающего вещества) соединены друг с другом по текучей среде в смонтированном состоянии инструмента, они в этом случае образуют общий связный канал для охлаждающего вещества.
[0028] Однако тот факт, что канал для охлаждающего вещества является общим связным каналом для охлаждающего вещества, не означает, что этот связный канал для охлаждающего вещества не имеет множества ответвлений. В предпочтительном варианте осуществления изобретения второй внутренний канал для охлаждающего вещества, расположенный в направляющем приспособлении для охлаждающего вещества, разветвляется на множество частей канала, ведущих в разные выпускные отверстия для охлаждающего вещества, через которые охлаждающее вещество выходит из направляющего приспособления для охлаждающего вещества.
[0029] В соответствии еще с одним вариантом осуществления второй внутренний канал для охлаждающего вещества проходит внутри направляющего элемента для охлаждающего вещества вокруг по меньшей мере части первого отверстия.
[0030] Это первое отверстие, которое выполнено в виде углубления или сквозного отверстия, служит, как уже упоминалось, в качестве доступа для ключа инструмента к первому крепежному элементу, с помощью которого режущая вставка прикреплена с возможностью разъединения к держателю. Второй внутренний канал для охлаждающего вещества проходит по меньшей мере частично мимо этого отверстия и не пересекает его.
[0031] В предпочтительном варианте осуществления изобретения первое отверстие ограничено в окружном направлении внутренней стенкой, часть которой, находящаяся ближе всего к воображаемой базовой плоскости (Е) по сравнению с другими частями внутренней стенки, расположена на шестом расстоянии от воображаемой базовой плоскости, которое меньше третьего расстояния.
[0032] Следовательно, в смонтированном состоянии инструмента первое и второе выпускные отверстия для охлаждающего вещества, расположенные на направляющем приспособлении для охлаждающего вещества, предпочтительно расположены ближе к главной режущей кромке режущей вставки, чем по меньшей мере одна часть внутренней стенки первого отверстия. Кроме того, это положительно влияет на вышеупомянутое преимущество охлаждения как можно ближе к режущей кромке, причем в то же время можно просто заменить режущую вставку без необходимости отсоединения направляющего приспособления для охлаждающего вещества от держателя.
[0033] В соответствии еще с одним предпочтительным вариантом осуществления второй внутренний канал для охлаждающего вещества имеет по меньшей мере один криволинейный участок. Этот криволинейный участок служит для направления охлаждающего вещества мимо первого отверстия.
[0034] Предпочтительно этот участок изогнут дугообразным образом. По сравнению с угловой конфигурацией второго внутреннего канала для охлаждающего вещества дугообразная кривая имеет преимущества с точки зрения динамики текучей среды, поскольку в этом случае охлаждающее вещество не испытывает никаких "резких" отклонений с повышенным сопротивлением потоку во внутренней части направляющего приспособления для охлаждающего вещества.
[0035] Такой криволинейный направляющий канал для охлаждающего вещества может быть легче всего изготовлен при помощи аддитивного производства направляющего приспособления для охлаждающего вещества. Аддитивное производство, также часто называемое генеративным производством, является собирательным понятием для всех производственных способов, которые обеспечивают быстрое и экономически эффективное изготовление деталей и осуществляются на основании моделей автоматизированных данных (например, моделей данных САПР) из аморфного или бесформенного материала при помощи химических и/или физических процессов. Примерами таких способов аддитивного производства являются 3D-печать, стереолитография, селективная лазерная плавка, селективное лазерное спекание и т.п.
[0036] Традиционным способом, т.е. путем создания внутренних отверстий в направляющем приспособлении для охлаждающего вещества, такие криволинейные участки канала едва ли могут быть выполнены. Следовательно, изготовление направляющего приспособления для охлаждающего вещества с помощью аддитивного производства обеспечивает возможность изготовления канала для охлаждающего вещества с оптимальной конструкцией с точки зрения динамики текучей среды. Кроме того, второй внутренний канал для охлаждающего вещества, таким образом, может быть относительно легко выполнен с возможностью обхода первого отверстия. Более того, это приводит к значительному положительному экономическому эффекту при производстве направляющего приспособления для охлаждающего вещества.
[0037] Второй внутренний канал для охлаждающего вещества предпочтительно содержит первую часть канала, которая открывается в первое выпускное отверстие для охлаждающего вещества, и вторую часть канала, которая открывается во второе выпускное отверстие для охлаждающего вещества, причем и первая, и вторая части канала соединены по текучей среде с впускным отверстием для охлаждающего вещества. Таким образом, две части канала предпочтительно разветвляются друг от друга внутри направляющего приспособления для охлаждающего вещества и проходят по разные стороны первого отверстия.
[0038] Вместо только двух выпускных отверстий для охлаждающего вещества также может быть выполнено большее количество выпускных отверстий для охлаждающего вещества на направляющем приспособлении для охлаждающего вещества, которые расположены по разные стороны первого отверстия.
[0039] В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения первое отверстие, расположенное на направляющем приспособлении для охлаждающего вещества, выполнено в виде паза.
[0040] Конфигурация в виде паза обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что направляющее приспособление для охлаждающего вещества может быть расположено в разных положениях относительно держателя без потери доступа к первому крепежному элементу, с помощью которого режущая вставка прикреплена к держателю.
[0041] В предпочтительном варианте паз содержит центральную ось, которая проходит параллельно продольной оси держателя. Таким образом, направляющее приспособление для охлаждающего вещества в этом случае может быть перемещено в поперечном направлении к главной режущей кромке режущей вставки для установки по меньшей мере одного выпускного отверстия для охлаждающего вещества, расположенного на направляющем приспособлении для охлаждающего вещества, на требуемом расстоянии от главной режущей кромки режущей вставки.
[0042] В этом варианте осуществления предпочтение аналогичным образом отдается тому факту, что второй крепежный элемент, с помощью которого направляющее приспособление для охлаждающего вещества прикреплено к держателю, также прикреплен к держателю посредством паза, выполненного в направляющем приспособлении для охлаждающего вещества. Центральная ось этого второго паза проходит предпочтительно параллельно центральной оси первого отверстия, выполненного в виде паза.
[0043] В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения инструмент в дополнение к первому крепежному элементу содержит третий крепежный элемент для крепления режущей вставки к держателю, причем направляющее приспособление для охлаждающего вещества содержит второе отверстие, которое выполнено в виде углубления или сквозного отверстия и обеспечивает возможность доступа к третьему крепежному элементу.
[0044] Этот вариант осуществления является предпочтительным, в частности, при использовании относительно широких режущих вставок, которые крепятся с помощью двух крепежных элементов. Кроме того, в этом случае направляющее приспособление для охлаждающего вещества в соответствии с изобретением обеспечивает доступ ключа инструмента к обоим крепежным элементам (первому и третьему крепежным элементам), с помощью которых режущая вставка прикреплена к держателю. Таким образом, и в этом варианте осуществления режущая вставка может быть снята с держателя отдельно от направляющего приспособления для охлаждающего вещества. Указанное второе отверстие также может быть выполнено в виде паза, что приводит к вышеупомянутым преимуществам.
[0045] В дополнительной модификации вышеупомянутого варианта осуществления второй внутренний канал для охлаждающего вещества содержит первую часть канала, которая открывается в первое выпускное отверстие для охлаждающего вещества, вторую часть канала, которая открывается во второе выпускное отверстие для охлаждающего вещества, и третью часть канала, которая открывается в третье выпускное отверстие для охлаждающего вещества, причем первое отверстие расположено между первой и второй частями канала, а второе отверстие расположено между второй и третьей частями канала.
[0046] Таким образом, второй внутренний канал для охлаждающего вещества содержит в соответствии с этой модификацией множество частей канала, которые проходят по разные стороны отверстий, выполненных в направляющем приспособлении для охлаждающего вещества. Таким образом, несмотря на наличие множества крепежных элементов, также можно в соответствии с этой модификацией направлять охлаждающее вещество в различных точках вдоль главной режущей кромки режущей вставки.
[0047] Для крепления режущей вставки внутри нее предпочтительно выполнено первое крепежное отверстие. Для крепления направляющего приспособления для охлаждающего вещества в нем предпочтительно выполнено второе крепежное отверстие. Первый крепежный элемент вставлен в держатель через первое крепежное отверстие в собранном состоянии инструмента. В собранном состоянии инструмента второй крепежный элемент вставлен в держатель через второе крепежное отверстие.
[0048] В предпочтительном варианте первый крепежный элемент выполнен в виде первого винта, а второй крепежный элемент выполнен в виде второго винта. Соответственно, держатель предпочтительно содержит первую внутреннюю резьбу для ввинчивания первого винта и вторую внутреннюю резьбу для ввинчивания второго винта.
[0049] Как уже упомянуто, вместо одного крепежного элемента или одного винта также может быть использовано множество крепежных элементов или множество винтов для крепления режущей вставки. Аналогичным образом, вместо одного крепежного элемента или одного винта также может быть использовано множество крепежных элементов или множество винтов для крепления направляющего приспособления для охлаждающего вещества.
[0050] Само собой разумеется, что признаки, упомянутые выше и описанные ниже, могут быть использованы не только в комбинации, приведенной в каждом случае, но также в других комбинациях или сами по себе в пределах объема настоящего изобретения.
[0051] Приведенные в качестве примера варианты осуществления изобретения изображены на чертежах и объяснены в нижеследующем описании. На чертежах:
На Фиг. 1 изображен перспективный вид первого примерного варианта осуществления инструмента в соответствии с изобретением;
На Фиг. 2 изображен вид с пространственным разделением деталей инструмента, показанного на Фиг. 1;
На Фиг. 3 изображен первый вид в продольном разрезе инструмента, показанного на Фиг. 1;
На Фиг. 4 изображен вид сверху инструмента, показанного на Фиг. 1, без направляющего приспособления для охлаждающего вещества;
На Фиг. 5 изображен второй вид в продольном разрезе инструмента, показанного на Фиг. 1;
На Фиг. 6 изображено множество видов направляющего приспособления для охлаждающего вещества в соответствии с одним примерным вариантом осуществления;
На Фиг. 7 изображено множество видов направляющего приспособления для охлаждающего вещества в соответствии с другим примерным вариантом осуществления;
На Фиг. 8 изображен перспективный вид второго примерного варианта осуществления инструмента в соответствии с изобретением;
На Фиг. 9 изображен вид с пространственным разделением деталей инструмента, показанного на Фиг. 8;
На Фиг. 10 изображен вид сверху инструмента, показанного на Фиг. 8, без направляющего приспособления для охлаждающего вещества;
На Фиг. 11 изображен вид в продольном разрезе инструмента, показанного на Фиг. 10, без направляющего приспособления для охлаждающего вещества; и
Фиг. 12 изображает множество видов направляющего приспособления для охлаждающего вещества в соответствии с третьим примерным вариантом осуществления.
[0052] Инструмент, предложенный в соответствии с изобретением, обозначен в целом на чертежах ссылочной позицией 10.
[0053] Инструмент 10 содержит держатель 12 инструмента, к которому прикреплены с возможностью отсоединения режущая вставка 14 и направляющее приспособление 16 для охлаждающего вещества. Держатель 12 инструмента называется держателем 12 в нижеследующем тексте для удобства.
[0054] В настоящем примерном варианте осуществления изобретения держатель 12 содержит по существу стержнеобразный удлиненный основной корпус, на переднем конце которого расположено гнездо 18 режущей вставки для приема режущей вставки 14. В области противоположного заднего конца держателя 12 расположен патрубок 20 для охлаждающего вещества/смазочного материала. Обычно стержнеобразный основной корпус держателя 12 зажат на своем месте в станке. Патрубок 20 для охлаждающего вещества/смазочного материала соединен с подачей охлаждающего вещества/смазочного материала для пропускания охлаждающего вещества через внутреннюю часть держателя 12 в область режущей вставки 14.
[0055] Режущая вставка 14 и направляющее приспособление 16 для охлаждающего вещества прикреплены с возможностью разъединения к держателю 12 отдельно друг от друга. Для крепления режущей вставки 14 использован первый крепежный элемент 22, который выполнен в виде винта в настоящем примерном варианте осуществления. Для крепления направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества использован второй крепежный элемент 24, который аналогичным образом выполнен в виде винта в настоящем примерном варианте осуществления. В собранном состоянии инструмента 10 два винта 22, 24 вставлены в держатель 12. Держатель 12 содержит первую внутреннюю резьбу 26 для ввинчивания первого винта 22 и вторую внутреннюю резьбу 28 для ввинчивания второго винта 24. Первый винт 22 ввинчен в первую внутреннюю резьбу 26 через первое крепежное отверстие 27, выполненное в режущей вставке 14. Второй винт 24 ввинчен во вторую внутреннюю резьбу 28 через второе крепежное отверстие 29, выполненное в направляющем приспособлении 16 для охлаждающего вещества.
[0056] В собранном состоянии инструмента 10 направляющее приспособление 16 для охлаждающего вещества расположено над режущей вставкой 14, причем направляющее приспособление 16 для охлаждающего вещества перекрывает по меньшей мере часть режущей вставки 14. В принципе, направляющее приспособление 16 для охлаждающего вещества может быть размещено непосредственно на режущей вставке 14, так что нижняя сторона направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества контактирует с верхней стороной режущей вставки 14. Однако предпочтительно, чтобы между нижней стороной направляющего приспособления для охлаждающего вещества и верхней стороной режущей вставки 14 был небольшой воздушный зазор, так чтобы направляющее приспособление 16 для охлаждающего вещества не находилось в непосредственном контакте с режущей вставкой 14. Это обеспечивает возможность более простой замены режущей вставки 14, которая после отсоединения первого крепежного элемента 22 может быть легко извлечена из-под направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества. Это, конечно, также возможно в случае контакта между режущей вставкой 14 и направляющим приспособлением 16 для охлаждающего вещества. Однако в этом случае направляющее приспособление 16 для охлаждающего вещества не должно давить на режущую вставку 14 с чрезмерной силой.
[0057] В области переднего конца направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества расположено отверстие 30, которое в данном случае называется первым отверстием 30. Это первое отверстие 30 выполнено в виде углубления в первом примерном варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг. 1 и 2. Первое отверстие 30 служит в качестве доступа к первому крепежному элементу 22, с помощью которого режущая вставка 14 прикреплена к держателю 12. Более точно, первое отверстие 30 обеспечивает возможность доступа к первому крепежному элементу 22 для ключа инструмента, чтобы можно было отсоединить первый крепежный элемент 22 и, таким образом, также режущую вставку 14 от держателя 12 даже при установленном направляющем приспособлении 16 для охлаждающего вещества. Таким образом, режущая вставка 14 выполнена с возможностью отдельного отсоединения от держателя 12 посредством снятия первого крепежного элемента 22, даже когда направляющее приспособление 16 для охлаждающего вещества прикреплено к держателю 12. И наоборот, направляющее приспособление 16 для охлаждающего вещества выполнено с возможностью отдельного отсоединения от держателя 12 посредством снятия второго крепежного элемента 24, даже когда режущая вставка 14 прикреплена к держателю 12.
[0058] Охлаждающее вещество, подаваемое в инструмент 10 через патрубок 20 для охлаждающего вещества, проходит через внутреннюю часть держателя 12 в направляющее приспособление 16 для охлаждающего вещества и в приведенном здесь примерном варианте осуществления, в конечном итоге, выходит из направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества через два выпускных отверстия 32, 34 для охлаждающего вещества. Для лучшего их различения выпускные отверстия 32, 34 для охлаждающего вещества называются в настоящем случае первым выпускным отверстием 32 для охлаждающего вещества и вторым выпускным отверстием 34 для охлаждающего вещества. Конечно, может быть также выполнено более двух выпускных отверстий для охлаждающего вещества в направляющем приспособлении 16 для охлаждающего вещества.
[0059] Для направления охлаждающего вещества внутри инструмента 10 во внутренней части держателя 12 расположен первый внутренний канал 36 для охлаждающего вещества (см. Фиг. 3 и 5). В собранном состоянии инструмента 10 этот первый внутренний канал для охлаждающего вещества открывается во второй внутренний канал 38 для охлаждающего вещества, который расположен во внутренней части направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества (см. Фиг. 6 и 7). Для облегчения понимания чертежей следует отметить, что виды в продольном разрезе, представленные на Фиг. 3 и 5, отличаются друг от друга тем, что на Фиг. 3 показан центрально расположенный продольный разрез, а на Фиг. 5 показан эксцентрично расположенный продольный разрез. Эти два разреза обозначены на Фиг. 4, на которой не показано направляющее приспособление 16 для охлаждающего вещества.
[0060] Первый внутренний канал 36 для охлаждающего вещества, расположенный во внутренней части держателя 12, заканчивается у выпускного отверстия 40 для охлаждающего вещества, которое расположено на внешней стороне 46 держателя 12 (см. Фиг. 2 и 4). В этом месте в собранном состоянии инструмента 10 охлаждающее вещество проходит из первого внутреннего канала 36 для охлаждающего вещества во второй канал 38 для охлаждающего вещества. Второй внутренний канал 38 для охлаждающего вещества, расположенный во внутренней части направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества, содержит впускное отверстие 42 для охлаждающего вещества, которое расположено на нижней стороне 44 направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества, причем указанная нижняя сторона 44 обращена к внешней стороне 46 держателя 12 в собранном состоянии инструмента 10 (см. Фиг. 6 и 7). В отношении продольной оси 48 инструмента 10 охлаждающее вещество течет внутри направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества, то есть от задней части к передней. Внешняя сторона 46, как показано здесь, предпочтительно является верхней стороной держателя 12. Однако это не обязательно должно иметь место, поскольку в зависимости от условия установки режущей вставки 14 выпускное отверстие 40 для охлаждающего вещества также может быть в принципе расположено на другой стороне держателя 12. В противном случае настоящая формулировка "обращена к внешней стороне 46 держателя 12" не исключает возможности размещения дополнительного элемента, например шайбы, между держателем 12 и направляющим приспособлением 16 для охлаждающего вещества в этой точке.
[0061] В первом примерном варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг. 1-7, второй внутренний канал 38 для охлаждающего вещества содержит две части 50, 52 канала, которые ответвляются друг от друга. Первая часть 50 канала открывается в первое выпускное отверстие 32 для охлаждающего вещества. Вторая часть 52 канала открывается во второе выпускное отверстие 34 для охлаждающего вещества. Соответственно, два выпускных отверстия 32, 34 для охлаждающего вещества соединены по текучей среде с впускным отверстием 42 для охлаждающего вещества. Передняя сторона 54 направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества, на которой расположены выпускные отверстия 32, 34 для охлаждающего вещества, проходит в поперечном направлении к нижней стороне 44, на которой расположено впускное отверстие 42 для охлаждающего вещества.
[0062] Кроме того, как показано на Фиг. 6 и 7, две части 50, 52 канала являются дугообразно изогнутыми, т.е. не угловыми каналами, которые проходят по меньшей мере частично вокруг первого отверстия 30. Кривизна этих каналов, в отличие от угловых каналов для охлаждающего вещества, обеспечивает возможность оптимального направления охлаждающего вещества мимо первого отверстия 30 с точки зрения динамики текучей среды и возможность ее направления до выпускных отверстий 32, 34 для охлаждающего вещества. Таким образом, два выпускных отверстия 32, 34 для охлаждающего вещества могут быть также расположены на противоположных сторонах первого отверстия 30 и, тем не менее, соединять по текучей среде выпускные отверстия 32, 34 для охлаждающего вещества во внутренней части направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества с одним и тем же впускным отверстием 42 для охлаждающего вещества.
[0063] Такие части 50, 52 канала вряд ли могут быть изготовлены традиционным способом, т.е. посредством последовательного выполнения отверстий в направляющем приспособлении 16 для охлаждающего вещества. Поэтому направляющее приспособление 16 для охлаждающего вещества предпочтительно изготавливают при помощи аддитивного производства. Выполнение дугообразно изогнутых частей канала не вызывает никаких проблем при аддитивном производстве направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества.
[0064] Несмотря на доступ, обеспечиваемый первым отверстием 30 к первому крепежному элементу 22, вышеупомянутый тип конфигурации второго внутреннего канала 38 для охлаждающего вещества, тем не менее, обеспечивает возможность охлаждения режущей вставки 14 очень близко к месту резки. Выпускные отверстия 32, 34 для охлаждающего вещества могут быть очень точно направлены на переднюю поверхность 56 и/или главную режущую кромку 58 режущей вставки 14. Вследствие дугообразной кривизны каналов 50, 52 для охлаждающего вещества охлаждающее вещество также не обязательно должно выходить из направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества параллельно продольной оси 48 инструмента. Кроме того, в зависимости от кривизны частей 50, 52 канала может быть образована струя охлаждающего вещества, расположенная под углом к продольной оси 48. Таким образом, практически все части передней поверхности 56 и/или главной режущей кромки 58 могут быть оптимально снабжены охлаждающим веществом. Следует отметить, что, хотя главная режущая кромка 58 выполнена в виде прямой режущей кромки в настоящем примерном варианте осуществления, она в принципе может иметь любую возможную форму и размер.
1
2
3
[0065] Для предпочтительного относительного расположения вышеупомянутых элементов инструмента 10 можно отметить следующее: выпускные отверстия 32, 34 для охлаждающего вещества расположены по меньшей мере на той же высоте, что и центральная ось 23 первого крепежного элемента 22. В предпочтительном варианте осуществления выпускные отверстия 32, 34 для охлаждающего вещества расположены даже ближе к главной режущей кромке 58, чем центральная ось 23 первого крепежного элемента 22. Что касается воображаемой базовой плоскости E, которая ориентирована перпендикулярно продольной оси 48 держателя 12 и разделяет второй крепежный элемент 24 на две равные половины, выпускные отверстия 32, 34 для охлаждающего вещества предпочтительно расположены на расстоянии d или d от базовой плоскости Е, которое равно или больше расстояния d, на котором расположена центральная ось 23 первого крепежного элемента 22 от этой базовой плоскости отсчета E.
[0066] Где в настоящей заявке указаны расстояния от или до выпускных отверстий 32, 34 для охлаждающего вещества, это может относиться к любой требуемой точке выпускных отверстий 32, 34 для охлаждающего вещества. Однако предпочтительно, но не обязательно, ссылка делается на геометрический центр выпускных отверстий 32, 34 для охлаждающего вещества.
1
2
[0067] В примерном варианте осуществления изобретения, представленном в настоящем случае, два выпускных отверстия 32, 34 для охлаждающего вещества расположены на одной и той же высоте. Однако это не обязательно должно иметь место. В зависимости от формы главной режущей кромки 58 они также могут быть расположены на разных расстояниях от главной режущей кромки 58 и от базовой плоскости E соответственно, так что в этом случае применимо следующее: d ≠ d.
3
2
1
4
4
[0068] Однако в соответствии с изобретением предпочтительно применимо следующее: d ≤ d ≤ d < d, где d обозначает расстояние от главной режущей кромки 58 до воображаемой базовой плоскости E.
5
6
5
6
6
5
6
3
[0069] Кроме того, на Фиг. 3 и 5 также указаны расстояния d и d. Расстояние d обозначает расстояние между впускным отверстием 42 для охлаждающего вещества и базовой плоскостью E. Расстояние d обозначает расстояние, на котором находится часть внутренней стенки 60 первого отверстия 30, расположенная ближе всего к воображаемой базовой плоскости E по сравнению с другими частями внутренней стенки 60, от базовой плоскости E. Это расстояние d предпочтительно больше, чем расстояние d. Однако особенно предпочтительно, чтобы расстояние d было меньше, чем расстояние d. Соответственно, предпочтительно возникает следующее соотношение расстояний:
5
6
3
2
1
4
d < d < d ≤ d ≤ d < d
[0070] В примерном варианте осуществления направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества, который показан на Фиг. 7, первое отверстие 30 выполнено не в виде углубления, а в виде сквозного отверстия. Кроме того, по сравнению с примерным вариантом осуществления, показанным на Фиг. 6, передняя торцевая поверхность 54 направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества имеет несколько иную форму. Однако два примерных варианта осуществления направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества могут быть использованы аналогичным образом в инструменте 10, показанном на Фиг. 1-5.
[0071] На Фиг. 8-12 изображен второй примерный вариант осуществления инструмента 10 в соответствии с изобретением; Этот второй примерный вариант осуществления настоящего изобретения также следует принципу и структуре изобретения, которые описаны выше со ссылкой на первый примерный вариант осуществления, показанный на Фиг. 1-7. Таким образом, в нижеследующем тексте для удобства подробно описаны только различия двух примерных вариантов осуществления изобретения.
[0072] Инструмент 10 в соответствии с примерным вариантом осуществления, показанным на Фиг. 8-12, выполнен сравнительно более широким (не обязательно в абсолютных размерах). Соответственно, режущая вставка 14 и направляющее приспособление 16 для охлаждающего вещества также имеют сравнительно более широкую конструкцию. Патрубок 20 для охлаждающего вещества/смазочного материала также выполнен немного другим образом. Однако, главным образом, различие состоит в конструкции направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества и в креплении режущей вставки 14 и направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества к держателю 12.
[0073] Режущая вставка 14 в дополнение к первому крепежному элементу 22 прикреплена с возможностью отсоединения к держателю 12 с помощью третьего крепежного элемента 62. Направляющее приспособление 16 для охлаждающего вещества в дополнение ко второму крепежному элементу 24 прикреплена с возможностью отсоединения к держателю 12 с помощью четвертого крепежного элемента 64. В этом примерном варианте осуществления изобретения все четыре крепежных элемента 22, 24, 62, 64 также предпочтительно выполнены в виде натяжных винтов.
[0074] Помимо первого крепежного отверстия 27 в режущей вставке 14 выполнено третье крепежное отверстие 67, причем третий крепежный элемент 62 вставлен в держатель 12 через указанное третье крепежное отверстие 67. Помимо второго крепежного отверстия 29 в направляющем приспособлении 16 для охлаждающего вещества выполнено четвертое крепежное отверстие 67, через которое в держатель 12 вставлен четвертый крепежный элемент 64.
[0075] Кроме того, направляющее приспособление 16 для охлаждающего вещества содержит в дополнение к первому отверстию 30 второе отверстие 66, которое обеспечивает возможность доступа к третьему крепежному элементу 62. Таким образом, в этом примерном варианте осуществления изобретения также возможна раздельная замена направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества и режущей вставки 14.
[0076] Второе крепежное отверстие 29, четвертое крепежное отверстие 69, первое отверстие 30 и второе отверстие 66 выполнены в виде пазов в этом примерном варианте осуществления. Это обеспечивает возможность регулировки направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества параллельно продольной оси 48 инструмента 10. Независимо от установленного положения направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества вследствие наличия отверстий 30, 66, которые аналогичным образом выполнены в виде пазов, режущая вставка 14 также может быть отсоединена от держателя 12 даже при смонтированном направляющем приспособлении 16 для охлаждающего вещества.
[0077] Для обеспечения возможности подачи охлаждающего вещества в любых устанавливаемых положениях направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества выпускное отверстие 40 для охлаждающего вещества первого внутреннего канала 36 для охлаждающего вещества ведет в паз 70. Впускное отверстие 42 для охлаждающего вещества, расположенное на нижней стороне 44 направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества, во второй внутренний канал 38 для охлаждающего вещества выполнено в этом примерном варианте осуществления в виде глухого отверстия, к окружности которого примыкает множество частей 50, 52, 72, 74, 76 второго внутреннего канала 38 для охлаждающего вещества (см. Фиг. 12).
[0078] Две части канала, обозначенные ссылочными позициями 50, 52 на Фиг. 12, по своему расположению соответствуют частям 50, 52 канала, показанным на Фиг. 6 и 7, по обе стороны первого отверстия 30, и по этой причине условные обозначения и ссылочные позиции сохраняются. Эти две части 50, 52 канала ведут в соответствующие первое и второе выпускные отверстия 32, 34 для охлаждающего вещества. Третья часть 72 канала открывается в третье выпускное отверстие 78 для охлаждающего вещества. Четвертая часть 74 канала открывается в четвертое выпускное отверстие 80 для охлаждающего вещества. Пятая часть 76 канала открывается в пятое выпускное отверстие 82 для охлаждающего вещества.
[0079] Первая часть 50 канала и третья часть 72 канала выполнены в виде по меньшей мере частично дугообразных частей канала в этом примерном варианте осуществления. Вторая часть 34 канала не является криволинейной в этом примерном варианте осуществления, а имеет прямую форму. Четвертая часть 74 канала и пятая часть 76 канала аналогичным образом выполнены частично криволинейными в этом примерном варианте осуществления, но в принципе также могут быть выполнены как некриволинейные, т.е. прямые части канала. Аналогичным образом, в конструкции направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества такого типа было бы можно полностью исключить четвертую часть 74 канала и пятую часть 76 канала. Однако предпочтительно, чтобы в конструкции направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества такого типа по меньшей мере одна часть канала была расположена между двумя отверстиями 30, 76, и в каждом случае по меньшей мере одна часть канала была расположена по бокам отверстий 30, 66, которые расположены напротив середины.
[0080] Сравнение двух представленных в настоящей заявке примерных вариантов осуществления инструмента 10, предложенного в соответствии с изобретением, кроме того, показывает специалистам в данной области техники различные дополнительные возможные модификации конструкции направляющего приспособления 16 для охлаждающего вещества и его крепления к держателю в пределах объема настоящего изобретения.