ДЕРЖАВКА И СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ РЕЖУЩЕЙ ПЛАСТИНЫ В НЕЙ
HOLDER AND CUTTING PLATE FASTENING METHOD THEREIN

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к державке для использования в основном в процессах резания металла и в операциях выполнения канавок, точения и отрезки, в частности.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В области державок, используемых в операциях выполнения канавок, точения и отрезки, много примеров закрепления режущих пластин в принимающем гнезде державки, имеющем верхнюю зажимную поверхность и нижнюю зажимную поверхность. Некоторые из таких державок имеют такую форму, что зажимное усилие активно приложено для закрепления режущей пластины между верхней зажимной поверхностью гнезда и нижней зажимной поверхностью гнезда.
Патент US 5,360,298 раскрывает такую державку, имеющую зажимной элемент в форме крепежного винта. Крепежный винт проходит через сквозное отверстие в верхней части державки, соединенной с верхней зажимной поверхностью гнезда, делит на две части зажимной паз, продолжающийся назад от принимающего гнезда под пластину, и взаимодействует с резьбовым отверстием в нижней части державки, соединенной с нижней опорной поверхностью гнезда. Крепежный винт затягивается для закрепления режущей платины в принимающем гнезде.
Патент US 6,814,526 также раскрывает такую державку, имеющую зажимной элемент в форме тяги и крепежный элемент в форме крепежного винта. Тяга включает головку и стержень, имеющий участок резьбового конца, удаленный от головки. Стержень делит на две части зажимной паз, продолжающийся назад от принимающего гнезда под пластину, и удерживается с помощью резьбы в верхней части державки, соединенной с верхней зажимной поверхностью гнезда. Головка расположена в нижней части державки, связанной с нижней опорной поверхностью гнезда, при этом крепежный винт функционально взаимодействует с головкой для закрепления режущей пластины в принимающем гнезде.
Патент US 6,139,227 также раскрывает такую державку, имеющую зажимной элемент в форме передающего штифта и крепежный элемент в форме эксцентрикового кулачка. Передающий штифт с возможностью перемещения удерживается в первом отверстии в нижней части державки, соединенной с нижней опорой поверхностью гнезда. Первое отверстие пересекает зажимной паз, расположенный позади принимающего гнезда под пластину, над которым расположена верхняя часть державки, связанная с верхней зажимной поверхностью гнезда. Эксцентриковый кулачок расположен во втором отверстии поперечном к первому отверстию в нижней части державки и функционально взаимодействует с передающим штифтом для закрепления режущей пластины в принимающем гнезде.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить улучшенную державку.
Задача настоящего изобретения состоит также в том, чтобы обеспечить державку, имеющую крепежный винт, размещенный на по меньшей мере одной боковой поверхности.
Кроме того, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить державку с оптимальной передачей зажимного усилия и эффективным активным закреплением режущей пластины.
Задача настоящего изобретения состоит также в том, чтобы обеспечить державку с преимущественно высоким уровнем стабильности позиционирования режущей пластины при зажиме.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с настоящим изобретением предложена державка, содержащая:
основное тело, имеющее головку, продолжающуюся от хвостовика в направлении вперед и имеющую на ее переднем конце принимающее гнездо под пластину с опорной поверхностью, по существу, обращенной в направлении вверх;
зажимной элемент, без резьбы удерживаемый в головке и расположенный полностью позади опорной поверхности; и
крепежный элемент, функционально взаимодействующий с единственной опорной поверхностью зажимного элемента,
причем опорная поверхность обращена, по существу, вверх и
державка выполнена с возможностью направления зажимного усилия к опорной поверхности гнезда и прижатия к ней режущей пластины.
Также в соответствии с настоящим изобретением предложен способ закрепления режущей пластины в державке, содержащей:
основное тело, имеющее головку, продолжающуюся от хвостовика в направлении вперед и имеющую на ее переднем конце принимающее гнездо под пластину с опорной поверхностью, по существу, обращенной в направлении вверх;
зажимной элемент, без резьбы удерживаемый в головке; и
крепежный элемент, функционально взаимодействующий с единственной опорной поверхностью зажимного элемента, причем опорная поверхность обращена, по существу, вверх,
режущую пластину, имеющую противолежащие первую и вторую поверхности и рабочую режущую кромку, соединенную с первой поверхностью,
при этом способ включает этапы:
позиционирования режущей пластины на переднем конце головки с контактом участка второй поверхности пластины с опорной поверхностью гнезда,
вдвигания режущей пластины в направлении назад в принимающее гнездо под пластину и
воздействия на крепежный элемент до приложения крепежного усилия между второй поверхностью пластины и опорной поверхностью гнезда.
Также в соответствии с настоящим изобретением предложена сборная державка, содержащая:
основное тело, имеющее головку, продолжающуюся от хвостовика в направлении вперед и имеющую верхнюю поверхность, по меньшей мере одну боковую поверхность, имеющую образованное в ней крепежное отверстие и на ее переднем конце принимающее гнездо под пластину, включающее опорную поверхность гнезда и противолежащую зажимную поверхность гнезда;
зажимной элемент, выполненный с возможностью принятия в головку, расположенный полностью позади опорной поверхности гнезда и имеющий опорную поверхность; и
крепежный элемент, выполненный с возможностью принятия в крепежное отверстие, образованное в боковой поверхности головки, и взаимодействия с опорной поверхностью зажимного элемента, чтобы посредством этого приложить упорное усилие, которое поджимает зажимную поверхность гнезда в направлении опорной поверхности гнезда, когда зажимной элемент размещен на верхней поверхности головки и без резьбы удерживается в головке посредством упомянутого крепежного элемента.
Режущий инструмент в соответствии с настоящим изобретением может, таким образом, включать вышеупомянутую сборную державку и режущую пластину, удерживаемую посредством зажима в принимающем гнезде под пластину между опорной поверхностью гнезда и зажимной поверхностью гнезда, причем:
зажимной элемент без резьбы удерживается в головке и
крепежный элемент размещен в крепежном отверстии и взаимодействует с опорной поверхностью зажимного элемента, чтобы посредством этого приложить упомянутое упорное усилие.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания, но только в качестве примера, изобретение будет описано с отсылкой к приложенным чертежам, на которых штрихпунктирные линии представляют границы вырезов частичных видов элемента и на которых:
на фиг. 1 представлен вид в перспективе на режущий инструмент в соответствии с некоторыми вариантами настоящего изобретения;
на фиг. 2 представлен вид сбоку на режущий инструмент, показанный на фиг. 1;
на фиг. 3 представлен вид сбоку на державку в соответствии с некоторыми вариантами настоящего изобретения;
на фиг. 4 представлен вид сверху на державку, показанную на фиг. 3, без зажимного элемента;
на фиг. 5 частично представлено поперечное сечение державки, показанной на фиг. 4, взятое по линии V-V;
на фиг. 6 представлен детализированный вид державки, показанной на фиг. 5;
на фиг. 7 представлен вид сбоку на зажимной элемент в соответствии с некоторыми вариантами настоящего изобретения и
на фиг. 8 представлен вид сбоку на крепежный элемент в соответствии с некоторыми вариантами настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вначале обратим внимание на фиг. 1 и 2, показывающие режущий инструмент 20 в соответствии с некоторыми вариантами настоящего изобретения. Режущий инструмент 20 включает державку 22 и режущую пластину 24, закрепленную с возможностью удаления на державке 22.
Как показано на фиг. 3 и 4, державка 22, которая может быть изготовлена из закаленной стали, имеет основное тело 26 с головкой 28, продолжающейся от хвостовика 30 в направлении F вперед и имеющей на ее переднем конце 34 принимающее гнездо 32 под пластину с опорной поверхностью 36, по существу, обращенной в направлении U вверх.
В некоторых вариантах настоящего изобретения головка 28 может быть жестко закреплена на хвостовике 30.
Как показано на фиг. 5, опорная поверхность 36 гнезда может иметь, по существу, V-образную форму на виде спереди на принимающее гнездо 32 под пластину.
Как показано на фиг. 1 и 2, режущая пластина 24, которая может быть изготовлена путем фасонного прессования и спекания твердого сплава, имеет противолежащие первую и вторую поверхности 38, 40 и рабочую кромку 42, соединенную с первой поверхностью 38 пластины, при этом вторая поверхность 40 пластины находится в зажимном контакте с опорной поверхностью 36 гнезда.
Державка 22 выполнена по форме так, чтобы направлять зажимное усилие f к опорной поверхности 36 гнезда и прижимать к ней режущую пластину 24.
В некоторых вариантах настоящего изобретения принимающее гнездо 32 может включать зажимную поверхность 44, по существу, обращенную в направлении D вниз и выполняющую зажимной контакт с первой поверхностью 38 пластины.
Следует понимать, что в описании и формуле настоящего изобретения направление D вниз, по существу, противоположно направлению U вверх, а направление F вперед, по существу, перпендикулярно как направлению U вверх, так и направлению D вниз.
Как показано на фиг. 3, зажимная прорезь 46 продолжается от принимающего гнезда 32 под пластину в направлении R назад, при этом опорная поверхность 36 гнезда и зажимная поверхность 44 гнезда разделены плоскостью Р1, разделяющей зажимную прорезь 46 на две части в продольном направлении.
Следует понимать, что в описании и формуле настоящего изобретения направление R назад, по существу, противоположно направлению F вперед.
В некоторых вариантах настоящего изобретения зажимная поверхность 44 гнезда может быть образована на удлиненной зажимной губке 48, имеющей упругую ось А1 поворота вблизи заднего конца 74 зажимной прорези 46, при этом режущая пластина 24 активно закреплена между зажимной поверхностью 44 гнезда и опорной поверхностью 36 гнезда.
Следует понимать, что в описании и формуле настоящего изобретения термин «активно закреплена» означает применение зажимного усилия f, которое должно преодолевать упругость удлиненной зажимной губки 48 и смещать ее вокруг оси А1 поворота перед тем, как произойдет закрепление режущей пластины 24.
Также в некоторых вариантах настоящего изобретения режущая пластина 24 может иметь форму резца и подходит для операций выполнения канавок, точения и отрезки.
Зажимной элемент 50 без резьбы удерживается в головке 28 посредством ее верхней поверхности 29 и расположен полностью позади опорной поверхности 36 гнезда.
Крепежный элемент 52 функционально взаимодействует с единственной опорной поверхностью 54 зажимного элемента 50, при этом опорная поверхность 54 обращена, по существу, вверх, термин «по существу, вверх» означает направление, имеющее угол менее чем 45° с направлением U вверх.
Способ закрепления режущей пластины 24 в державке 22 включает этапы:
позиционирования режущей пластины 24 на переднем конце 34 головки 28 с контактом участка второй поверхности 40 пластины с опорной поверхностью 36 гнезда,
вдвигания режущей пластины 24 в направлении R назад в принимающее гнездо 32 под пластину и
воздействия на крепежный элемент 52 до приложения крепежного усилия f между второй поверхностью 40 пластины и опорной поверхностью 36 гнезда.
Следует понимать, что в описании и формуле настоящего изобретения термин «воздействие» означает действие начала движения крепежного элемента 52 в заранее определенном направлении или вдоль заранее определенного пути.
Как показано на фиг. 5 и 7, крепежный элемент 50 может быть в форме крепежного штифта 56, имеющего стержень 58 и головку 60, при этом стержень 58 штифта с возможностью перемещения удерживается в сквозном отверстии 62 в головке 28. Таким образом, сквозное отверстие 62 головки открыто на верхнюю поверхность 29 головки и продолжается в первом направлении поперечно к направлению F вперед, при этом сквозное отверстие имеет форму для приема зажимного элемента 50.
В некоторых вариантах настоящего изобретения сквозное отверстие 62 может иметь ось А2, продолжающуюся в направлении U вверх.
Также в некоторых вариантах настоящего изобретения стержень 58 штифта может быть цилиндрической формы с радиусом r и продолжаться от головки 60 штифта вдоль его оси А3.
Как показано на фиг. 5, ось А3 стержня может быть соосной с осью А2 сквозного отверстия, а головка 60 штифта может быть расположена в удлиненной зажимной губке 48.
В некоторых вариантах настоящего изобретения головка 60 штифта может быть расположена с поднутрением в выемке 64 удлиненной зажимной губки 48 и имеет единственное фиксированное поворотное положение в упомянутой выемке 64 губки.
Как также показано на фиг. 5, головка 60 штифта может иметь нижнюю поверхность 66, непосредственно смежную со стержнем 58 штифта и обращенную в направлении D вниз, при этом опорная поверхность 54 может образовывать участок выемки 68 в стержне 58 штифта, причем опорная поверхность 54 и нижняя поверхность 66 головки разделены зажимной прорезью 46.
Удерживание с возможностью перемещения зажимного штифта 56 в головке 28 приводит к тому, что головка 60 штифта имеет фиксированное переходное положение по отношению к удлиненной зажимной губке 48, когда крепежный элемент 52 функционально взаимодействует с опорной поверхностью 54, которая благотворно обеспечивает высокий уровень стабильности позиционирования при зажиме.
Как показано на фиг. 3 и 4, нижняя поверхность 66 головки может взаимодействовать с удлиненной зажимной губкой 48 в единственной зажимной зоне 70, расположенной полностью впереди оси А2 сквозного отверстия.
Расположение единственной зажимной зоны 70 только на участке выемки 64 губки благотворно способствует высокому уровню стабильности позиционирования при зажиме.
Расположение единственной зажимной зоны полностью впереди оси А2 сквозного отверстия обеспечивает оптимальную передачу зажимного усилия f через продолжающуюся зажимную губку 48.
Как показано на фиг. 5 и 6, опорная поверхность 54 может быть продолжается внутрь к внутреннему концу 72 выемки 68 стержня, при этом внутренний конец 72 расположен на расстоянии d1 по перпендикуляру от плоскости Р2, совпадающей с осью А3 стержня.
В некоторых вариантах настоящего изобретения d1 меньше, чем r/2, предпочтительно d1 меньше, чем r/5.
Также в некоторых вариантах настоящего изобретения стержень 58 штифта может иметь зеркальную симметрию относительно плоскости Р2.
Как показано на фиг. 5 и 6, выемка 68 стержня может быть конической формы, продолжающейся вдоль ее оси А4, пересекающей ось А3 стержня.
Опорная поверхность 54, таким образом, образует вогнутый участок конической выемки 68 стержня.
В некоторых вариантах настоящего изобретения ось А4 выемки может быть перпендикулярна оси А3 стержня, при этом опорная поверхность 54 образует внешний острый опорный угол α с осью А4 выемки.
Также в некоторых вариантах настоящего изобретения опорный угол α может быть менее чем 45° и больше чем 20°.
Расстояние d1 выемки 68 штифта менее чем r/2 и предпочтительно менее чем r/5 обеспечивает преимущественно большую длину пути крепежного элемента 52 для функционального взаимодействия с опорной поверхностью 54, которая позволяет выбрать наиболее удобный опорный угол α для преобразования движения крепежного элемента 52 в изгиб удлиненной зажимной губки 48 и достичь эффективного активного зажима режущей пластины 24.
Крепежный элемент 52 может иметь центральную ось А5, в соответствии с чем вращение крепежного элемента в одном направлении вокруг центральной оси А5 вызывает перемещение зажимного элемента 50 в направлении D вниз и уменьшает зажимное расстояние d2 между зажимной поверхностью 44 гнезда и опорной поверхностью 36 гнезда до приложения зажимного усилия f между второй поверхностью 40 пластины и опорной поверхностью 36 гнезда, а вращение крепежного элемента 52 в противоположном направлении вокруг центральной оси А5 вызывает увеличение зажимного расстояния d2.
Как показано на фиг. 8, крепежный элемент 52 может быть в форме крепежного винта 76, имеющего резьбовой участок 78 и безрезьбовой участок 80.
Как показано на фиг. 5 и 6, резьбовой участок 78 крепежного винта 76 может взаимодействовать с отверстием 82 («крепежным отверстием») под винт в головке 28, продолжающимся в направлении и открытым наружу на по меньшей мере одну из боковых поверхностей 84, 86 и имеющим ось А6, поперечную к направлению U вверх.
Для вариантов настоящего изобретения, в которых стержень 58 штифта имеет зеркальную симметрию относительно плоскости Р2, отверстие 82 под винт, хотя «прерывается» сквозным отверстием 62, продолжается в направлении и открыто на противоположные боковые поверхности 84, 86, позволяя, таким образом, крепежному винту 76 функционально взаимодействовать с каждой из двух зеркально-симметричных опорных поверхностей 54, а оператору - иметь доступ к крепежному винту 76 как с первой, так и со второй боковых поверхностей 84, 86.
Также, как показано на фиг. 5 и 6, безрезьбовой участок 80 крепежного винта 76 может включать упирающуюся поверхность 88, имеющую, по существу, форму усеченного конуса, участок которой контактирует с опорной поверхностью 54 зажимного элемента 50.
Упирающаяся поверхность 88, имеющая, по существу, форму усеченного конуса, и опорная поверхность 54, образующая вогнутый участок конической формы выемки 68 стержня, приводят при функциональном взаимодействии между собой к центрированию в отношении воображаемой линии контакта L1 выемки 68 стержня, которое благотворно способствует высокому уровню стабильности позиционирования при зажиме.
Таким образом, крепежный элемент 52 имеет такую форму, чтобы быть принятым в крепежное отверстие 82, образованное в боковой поверхности 84, 86 головки, и взаимодействовать с опорной поверхностью 54 зажимного элемента, чтобы посредством этого приложить упорное усилие G, которое поджимает зажимную поверхность 44 гнезда в направлении к опорной поверхности 42 гнезда, когда зажимной элемент 50 размещен на верхней поверхности 29 головки и без резьбы удерживается в головке 28 посредством упомянутого крепежного элемента 52. По существу, крепежное отверстие 82 продолжается во втором направлении, поперечном направлению F, вперед и пересекает сквозное отверстие 62.
Воображаемая линия контакта L1 может содержаться в контактной плоскости Р3, перпендикулярной плоскости Р2 стержня. В некоторых вариантах настоящего изобретения упирающаяся поверхность 88 может быть выпуклой наружу на виде сбоку на крепежный винт 76, что приводит к оптимально короткой длине одновременного контакта вдоль воображаемой линии контакта L1.