ПОВОРОТНАЯ РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА
ROTARY CUTTING PLATE

Область техники
Изобретение относится к области поворотной режущей пластины, режущего инструмента, в котором используется поворотная режущая пластина, а также способу изготовления поворотной режущей пластины.
Уровень техники
Общеизвестны треугольные или в целом имеющие треугольную форму режущие пластины с тремя режущими зубьями в углах пластины. Режущие пластины могут быть выполнены в виде поворотных режущих пластин, причем каждый из режущих зубьев имеет две режущие кромки, которые присоединены к верхней или нижней поверхности пластины. При этом в направлении отвода стружки на обеих сторонах поворотной режущей пластины могут быть предусмотрены направляющие для отвода стружки, формирующие стружку. Всего такая поворотная режущая пластина может иметь шесть сменных режущих кромок.
Из патента US 4572713 известна квадратная поворотная режущая пластина для нарезания резьбы. Квадратная поворотная режущая пластина имеет две смежные боковые поверхности, служащие контактными поверхностями, и две смежные, противоположные контактным поверхностям, боковые поверхности, на которых формируются режущие зубья. Поворотная режущая пластина имеет только две режущие кромки, расположенные на противоположных поверхностях пластины на режущих зубах таким образом, что при вращении поворотной режущей пластины на 180° режущая кромка может быть заменена.
Сущность изобретения
Задачей изобретения является создание поворотной режущей пластины и режущего инструмента, использующего поворотную режущую пластину, причем поворотная режущая пластина имеет высокую гибкость и высокую прочность, а также способа изготовления поворотной режущей пластины.
Эта задача решается согласно независимым пунктам формулы изобретения.
Согласно изобретению поворотная режущая пластина имеет первую и вторую поверхности пластины, в целом имеющие треугольную форму, три боковые поверхности и по меньшей мере один режущий выступ, размещенный в области угла, образовываемого первой и второй боковыми поверхностями. Согласно изобретению режущий выступ имеет в целом М-образную форму и имеет по меньшей мере первый и второй режущие зубья, при этом по меньшей мере на первом режущем зубе сформирована первая режущая кромка, размещенная в области перехода к первой поверхности пластины, и по меньшей мере на втором режущем зубе сформирована вторая режущая кромка, размещенная в области перехода ко второй поверхности пластины; первое направление отвода стружки, относящееся к первой режущей кромке, образует угол со вторым направлением для отвода стружки, относящимся ко второй режущей кромке. Согласно изобретению с первой и второй режущими кромками соотнесены первая или вторая направляющая для отвода стружки в соответствующем направлении отвода стружки, причем первая направляющая для отвода стружки по меньшей мере включает первую канавку на первой поверхности пластины, которая проведена в целом перпендикулярно первому направлению отвода стружки между первой и второй боковыми поверхностями, а вторая направляющая для отвода стружки по меньшей мере включает вторую канавку на второй поверхности пластины, которая проведена в целом перпендикулярно второму направлению отвода стружки между первой и второй боковыми поверхностями.
Такая поворотная режущая пластина является крайне гибкой, причем в зависимости от варианта исполнения путем вращения и/или поворота поворотной режущей пластины может быть использовано до шести режущих кромок.
Симметричный М-образный режущий выступ легко изготавливается подходящими инструментами с указанием конкретных геометрических характеристик. Режущие кромки формируются на переходах к первой и второй поверхностям пластины, причем к каждой режущей кромке присоединяется направляющая для отвода стружки, формирующая стружку. Направляющие для отвода стружки также могут быть легко и с высокой точностью изготовлены путем формирования канавок, проходящих между боковыми поверхностями. Канавки, в целом перпендикулярные пересекающимся направлениям отвода стружки, не являются параллельными, но пересекаются друг с другом. Это позволяет избежать ослабления поворотной режущей пластины в поперечном сечении.
Далее согласно изобретению поворотная режущая пластина в целом симметрична относительно медианы, проведенной через режущий выступ, то есть переворачиванием поворотной режущей пластины на 180° вокруг медианы получаем зеркальное отображение поворотной режущей пластины. В результате возможно простое изготовление детали с указанием минимума геометрических характеристик. Кроме того, перевернутая поворотная режущая пластина может использоваться без изменений зажимного приспособления и/или суппорта.
В варианте изобретения основание первого режущего зуба, расположенное на первой боковой поверхности, и/или основание второго режущего зуба, расположенное на второй боковой поверхности, по меньшей мере частично выступают за область второй или первой направляющей для отвода стружки. Таким образом, основание первого режущего зуба по меньшей мере частично лежит в плоскости поверхности пластины, противоположной режущей кромке. Поэтому основание зуба может использоваться для крепления первого режущего зуба при его применении. В результате возможно крепление вблизи режущей кромки. То же самое справедливо для второго режущего зуба. Поэтому режущие зубья поворотной режущей пластины в ходе эксплуатации имеют особо надежное крепление.
В следующем варианте изобретения режущие зубья размещаются таким образом, что направление отвода стружки первого режущего зуба в целом параллельно второй боковой поверхности, а направление отвода стружки второго режущего зуба в целом параллельно первой боковой поверхности. Это обеспечивает особо простое формирование.
В следующем варианте изобретения первая направляющая для отвода стружки располагается в целом перпендикулярно второй боковой поверхности и/или вторая направляющая для отвода стружки располагается в целом перпендикулярно первой боковой поверхности. В таком варианте благодаря подходящему зажимному приспособлению возможно особенно выгодное изготовление поворотной режущей пластины.
В следующем варианте изобретения оконечности первого или второго режущего зуба в целом располагаются в плоскости первой или второй боковых поверхностей режущего выступа. За счет этого обеспечивается хорошее прилегание поворотной режущей пластины к инструменту или опорной пластине при резании. При этом поворотная режущая пластина может размещаться в зажимном патроне таким образом, что не прилегает только используемый в работе режущий зуб.
В следующем варианте изобретения первая и вторая боковые поверхности имеют по меньшей мере по одной контактной поверхности для держателя инструмента. Контактные поверхности обеспечивают надежное крепление в области режущей кромки. Благодаря использованию боковых поверхностей в качестве контактных поверхностей возможно изготовление детали с экономией места и/или материала.
В следующем варианте изобретения по меньшей мере одна направляющая для отвода стружки включает в себя скошенную направляющую, примыкающую к режущей кромке в направлении отвода стружки, и вогнутую направляющую. Такая направляющая для отвода стружки обеспечивает хорошую деформацию стружки. Угол скошенной плоскости по отношению к горизонтали и/или поверхности пластины составляет от 5° до 70°, предпочтительно - от 10° до 30°. Такие направляющие для отвода стружки обеспечивают отвод стружки, возникающей при резании заготовки, в виде непрерывной вытянутой спирали, состоящей из множества витков.
В следующем варианте изобретения между по меньшей мере одним режущим зубом и соответствующей боковой поверхностью формируется вспомогательный режущий зуб. Вспомогательный режущий зуб позволяет улучшить качество резания.
В предпочтительном варианте изобретения режущие кромки выполняются в виде профиля канавки, а предпочтительно - в виде профиля резьбы для нарезки резьбы при сверлении или фрезеровании.
Задача настоящего изобретения также решается режущим инструментом, включающим держатель и одну из вышеописанных поворотных режущих пластин, выполненным с возможностью расположения в рабочем положении первого режущего зуба или второго режущего зуба при переворачивании поворотной режущей пластины. В предпочтительном варианте исполнения возможен выбор между шестью рабочими положениями поворотной режущей пластины, осуществляемый посредством вращения и переворачивания поворотной режущей пластины.
В варианте изобретения поверхность поворотной режущей пластины, расположенная напротив режущей кромки, по меньшей мере частично прилегает к держателю инструмента и/или опоре в области основания режущего зуба в рабочем положении. Результатом является хорошее крепление используемого режущего зуба посредством прилегания вблизи режущей кромки.
В следующем варианте изобретения режущий инструмент включает в себя опору, имеющую в целом треугольную форму, причем угол опоры, относящийся к находящемуся в рабочем положении режущему зубу, притуплен. Опорная пластина обеспечивает хорошее крепление поворотной режущей пластины согласно изобретению.
Кроме того, задача настоящего изобретения решается способом изготовления поворотной режущей пластины с первой и второй поверхностями пластины, имеющими в целом треугольную форму, и тремя боковыми поверхностями, причем в области по меньшей мере одного угла между первой и второй боковыми поверхностями сформирован режущий выступ, включающий в себя первую режущую кромку, расположенную в области перехода к первой поверхности пластины, и вторую режущую кромку, расположенную в области перехода ко второй поверхности пластины. Согласно изобретению режущий выступ имеет в целом М-образную форму и по меньшей мере первый и второй режущие зубья. При этом по меньшей мере на первом режущем зубе сформирована первая режущая кромка, размещенная в области перехода к первой поверхности пластины, и по меньшей мере на втором режущем зубе сформирована вторая режущая кромка, размещенная в области перехода ко второй поверхности пластины; первое направление отвода стружки, относящееся к первой режущей кромке, образует угол со вторым направлением для отвода стружки, относящимся ко второй режущей кромке. С первой и второй режущими кромками соотнесены первая или вторая направляющая для отвода стружки в направлении отвода стружки. Первая направляющая для отвода стружки формируется по меньшей мере с первой канавкой на первой поверхности пластины, которая проведена в целом перпендикулярно первому направлению отвода стружки между первой и второй боковыми поверхностями, а вторая направляющая для отвода стружки формируется по меньшей мере со второй канавкой на второй поверхности пластины, которая проведена в целом перпендикулярно второму направлению отвода стружки между первой и второй боковыми поверхностями.
Указанные и прочие признаки изобретения следуют из пунктов формулы изобретения с описанием варианта исполнения, подробно поясняемого чертежами, причем отдельные признаки могут выгодным образом реализовываться как по отдельности, так и в комбинации друг с другом в одном из вариантов изобретения, а также в других областях, образуя независимые патентоспособные варианты исполнения. Разделение описания на отдельные главы с промежуточными заголовками не ограничивает общеупотребительности содержащихся в них высказываний.
Краткое описание чертежей
Вариант исполнения изобретения показан на чертежах и подробно разъясняется ниже.
На чертежах изображено:
Фигура 1: Перспективный вид поворотной режущей пластины согласно изобретению.
Фигура 2: Вид сверху на поворотную режущую пластину согласно фигуре 1.
Фигура 3: Режущий инструмент, включающий поворотную режущую пластину, согласно фигуре 1, в разрезе.
Фигура 4: Перспективный вид инструмента согласно фигуре 3.
Фигура 5: Детальный вид инструмента согласно фигуре 4.
Осуществление изобретения
На фигурах 1 и 2 схематично показан перспективный вид и вид сверху поворотной режущей пластины 1. При этом речь идет о режущей пластине с профильной режущей кромкой, в частности об инструменте для нарезки резьбы при сверлении или фрезеровании. Поворотная режущая пластина включает в себя первую, в целом треугольную поверхность пластины 10а и вторую, в целом треугольную поверхность пластины 10b, не показанную на фигурах 1 и 2. Кроме того, поворотная режущая пластина 1 включает в себя три боковые поверхности 11, 12 и 13, а также размещенные между боковыми поверхностями 11, 12, 13 М-образные режущие выступы 2, 2а, 2b. Каждый из режущих выступов 2, 2а, 2b включает в себя первый режущий зуб 21 и второй режущий зуб 22, которые расположены в целом симметрично относительно не показанной плоскости, проходящей вдоль медианы S, проведенной через соответствующий режущий выступ 2, перпендикулярно поверхностям пластины 10а, 10b. В показанном варианте исполнения между режущими зубами 21, 22 и соответствующими боковыми поверхностями 11, 12 сформировано по одному вспомогательному режущему зубу 23, 24.
На первом режущем зубе 21 в области перехода к первой поверхности пластины 10а сформирована первая режущая кромка 31. Также и на втором режущем зубе 22 в области перехода ко второй поверхности пластины 10b сформирована вторая режущая кромка 32. В показанном варианте исполнения режущие кромки 31, 32 охватывают также вспомогательные режущие зубья 23, 24.
При использовании поворотной режущей пластины 1 стружка с не показанной обрабатываемой детали после своего отделения первым режущим зубом 21 отводится в направлении отвода стружки А1. После отделения вторым режущим зубом 22 стружка отводится в направлении отвода стружки А2 вдоль скрытой поверхности пластины 10b. Направления отвода стружки А1, А2 пересекаются на медиане с углом α. В других, не показанных на чертежах вариантах исполнения режущие зубья размещены иным образом, причем направления отвода стружки также образуют угол друг с другом. Режущие зубья 21, 22 в показанном варианте расположены таким образом, что направление отвода стружки А1 первого режущего зуба 21 в целом параллельно второй боковой поверхности 12. Равным образом направление отвода стружки А2 второго режущего зуба 22 в целом параллельно первой боковой поверхности 11.
К режущим кромкам 31, 32 в соответствующих направлениях отвода стружки А1, А2 присоединяются направляющие для отвода стружки 41, 42, которые придают соответствующую форму стружке с не показанной на чертеже обрабатываемой детали. Направляющие для отвода стружки 41, 42 формируются на первой или второй поверхности пластины 10а, 10b в виде канавок. Первая направляющая для отвода стружки 41 в показанном варианте проложена в целом перпендикулярно ко второй боковой поверхности 12. Вторая направляющая для отвода стружки 42, скрытая на фигурах 1 и 2 и показанная пунктиром на фигуре 2, проложена в целом перпендикулярно к первой боковой поверхности 11. Направляющие для отвода стружки 41, 42 особенно легко изготавливаются посредством подобных канавок. Так как направляющие для отвода стружки 41, 42 не параллельны друг другу, поворотная режущая пластина 1 не ослабляется в поперечном сечении на обеих поверхностях пластины 10а, 10b. В показанном варианте направляющие для отвода стружки 41, 42 включают в себя скошенную направляющую 410, примыкающую к режущим кромкам 31, 32 в направлении отвода стружки, а также примыкающую к ней вогнутую направляющую 412, 422. Подобным образом оформленные направляющие для отвода стружки 41, 42 обеспечивают хорошую деформацию стружки.
Как показано на фигурах 1 и 2, направляющие для отвода стружки 41, 42 проложены таким образом, что основание Z1 первого режущего зуба 21 по меньшей мере частично расположено вне второй направляющей для отвода стружки 42, а основание Z2 второго режущего зуба 22 по меньшей мере частично расположено вне первой направляющей для отвода стружки 41. Таким образом, основание зуба Z1 и основание зуба Z2 по меньшей мере частично располагаются в плоскости второй или первой поверхности пластины 10а, 10b. Режущие зубья 21, 22 могут, таким образом, по меньшей мере частично опираться на плоскую подложку основаниями зубов Z1, Z2.
Оконечности первого и второго режущих зубов 21, 22 в показанном варианте располагаются в целом в плоскости первой или второй боковой поверхности 11, 12 режущего выступа 2. Таким образом, оконечности не используемых режущих зубов могут быть защищены.
Показанная на чертеже поворотная режущая пластина 1 представляет собой в целом равносторонний треугольник, причем боковые поверхности 11, 12, 13 в целом прямолинейны. В других вариантах исполнения боковые поверхности могут иметь выпуклые или вогнутые участки. Каждая из боковых поверхностей 11, 12, 13 может служить контактной поверхностью для держателя инструмента, показанного на фигуре 3.
На фигурах 3, 4 и 5 показан схематичный вид в разрезе, монтаж и детальный вид режущего инструмента 6, включающего в себя показанную на фигурах 1 и 2 поворотную режущую пластину 1, а также держатель 61 инструмента, опору 62 и затяжные винты 63, 64. Поворотная режущая пластина 1 соединяется с держателем 61 инструмента с помощью опоры 62 и затяжного винта 64. Соединение выполняется обычным образом, причем, как показано на чертеже, винт 64 может быть посажен как эксцентрик.
Как лучше всего показано на фигуре 5, поворотная режущая пластина 1 прилегает боковыми поверхностями 11, 13 к держателю инструмента 61. Опора 62 имеет в целом треугольную форму, причем область угла 620 опорной пластины 62 затуплена. Поворотная режущая пластина 1 размещается на опоре 62 таким образом, что предназначенный для использования режущий зуб 21 выступает над опорой 62.
Задняя кромка скрытой направляющей для отвода стружки 42, сформированной на второй поверхности пластины 10b согласно фигурам 1 и 2, на фигуре 5 обозначена пунктирной линией. Как следует из траектории пунктирной линии, положение направляющей для отвода стружки 42 позволяет режущему зубу 21 прилегать к опоре 62 основанием зуба Z1. Тем самым создается надежная опора режущего зуба 21 при работе.
Второй, не используемый в показанном варианте исполнения режущий зуб 22, а также прочие не используемые режущие зубья полностью располагаются в области опоры 62. Таким образом, режущий зуб 22 и прочие режущие зубья надежно защищены от повреждений.
Показанная опора 62 в области затупленного угла 620 имеет показанный на фигуре 3 выступ 621, на который в показанном варианте исполнения опирается вспомогательный режущий зуб 23.
Как показано на фигурах 3-5, представленная поворотная режущая пластина 1 посредством переворачивания и/или вращения может крепиться на держателе 61 инструмента в шести различных положениях, причем в каждом положении работает другой режущий зуб.