РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА, ИМЕЮЩАЯ УГЛОВОЕ УГЛУБЛЕНИЕ
CUTTING PLATE WITH ANGULAR RECESS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к режущей пластине, а более конкретно к режущей пластине, имеющей конструкцию, способную эффективно отводить стружку, образующуюся на обрабатываемом изделии во время резания обрабатываемого изделия.
Уровень техники
Обычно обрабатывающий инструмент используется в области режущей обработки, такой как сверление, фрезерование, обточка. В областях сверления и фрезерования инструмент, имеющий вращающийся элемент, используется для обработки закрепленного и подвижного обрабатываемого изделия.
Наоборот, обрабатывающий инструмент для токарной обработки закреплен и предназначен для обработки вращающегося обрабатываемого изделия. Обычно обрабатывающий инструмент содержит державку инструмента и режущую пластину, прикрепленную к несущей поверхности державки инструмента посредством зажима и контактирующую с обрабатываемым изделием.
Когда осуществляется токарная обработка, при которой используется обрабатывающий инструмент, стружка, образующаяся на обрабатываемом изделии режущей пластиной, должна быть естественно отделена и удалена от вращающегося обрабатываемого изделия. Если между режущей пластиной и обрабатываемым изделием есть стружка, поверхность вращающегося обрабатываемого изделия подвергается влиянию стружки. Вышеупомянутое явление описано более подробно ниже.
Эффективное удаление образуемой стружки в большей степени зависит от конструкции режущей пластины для эффективного отведения стружки. Предпочтительно, чтобы образуемая стружка отводилась от зоны резания деформацией, разделением и разрушением в относительно короткую стружку с минимальным потреблением энергии и с эффективной теплоотдачей.
Для этого предусмотрена режущая пластина с соответствующими углублениями и выемками или режущая пластина с выступами вблизи режущей кромки, которая предназначена для деформации, разделения или разрушения стружки с минимальным потреблением энергии и с эффективной теплоотдачей.
Однако эффективное управление направлением стружки зависит от положения режущей пластины в инструменте вследствие особой формы выемки, образующей стружку, и плавного перехода между различными участками выемки, образующей стружку.
Таким образом, стружка, образованная режущей пластиной, будет отводиться к обрабатываемому изделию, а не от него, благодаря режущей пластине, расположенной на инструменте под отрицательным передним углом. Следовательно, обрабатываемое изделие и инструмент могут быть повреждены стружкой.
В частности, для обработки низкоуглеродистой стали, образующей стружку, которую трудно отводить (то есть которую трудно согнуть), требуется зубчатая режущая пластина. Кроме того, требуется режущая пластина, которая может легко удалять стружку и уменьшать до минимума нагрузку при резании в режимах обработки при низкой скорости подачи и большой глубине резания.
Раскрытие изобретения
Таким образом, настоящее изобретение предназначено для решения вышеупомянутых проблем, вызванных конструкцией режущей пластины обрабатывающего инструмента. Целью настоящего изобретения является создание режущей пластины для обрабатывающего инструмента, имеющей конструкцию, которая способна эффективно отводить стружку, образуемую на обрабатываемом изделии.
Режущая пластина согласно настоящему изобретению содержит верхнюю поверхность, нижнюю поверхность, множество боковых поверхностей, соединяющих верхнюю и нижнюю поверхности, и центральное отверстие, выполненное в ее центральной части, при этом боковые поверхности лежат на воображаемом многоугольнике. В режущей пластине плоская опорная поверхность образована на наиболее высоком участке верхней поверхности, множество участков боковой режущей кромки образованы на границе верхней поверхности и боковой поверхности, при этом каждый участок боковой режущей кромки имеет боковую режущую кромку, образованную на его верхнем конце, участок угловой режущей кромки образован на границе двух смежных участков боковой режущей кромки, причем участок угловой режущей кромки имеет режущую кромку, образованную на его переднем конце, поясок, наклоненная вниз поверхность, угловая нижняя поверхность, первая наклоненная вверх поверхность, первый выступ, вторая наклоненная вверх поверхность, второй выступ, проходящая вверх углубленная поверхность и опорная поверхность образованы последовательно на участке угловой режущей кромки вдоль диагональной линии, направленной от угловой режущей кромки к центральному отверстию, а угловая нижняя поверхность имеет наименьшую высоту вдоль диагональной линии.
При этом высота первого выступа меньше, чем высота угловой режущей кромки, а высота второго выступа больше, чем высота угловой режущей кромки.
В режущей пластине согласно настоящему изобретению боковая режущая кромка многократно опускается и поднимается, начиная от угловой режущей кромки так, что боковая режущая кромка имеет зубчатую форму, в которой поочередно расположены выпуклые и вогнутые участки.
Выпуклые участки и вогнутые участки боковой режущей кромки проходят от боковой режущей кромки внутрь, за которыми следуют поясок, наклоненная вниз поверхность, боковая нижняя поверхность и проходящая вверх углубленная поверхность, расположенные последовательно на участке боковой режущей кромки.
Вогнутый участок, расположенный рядом с угловой режущей кромкой, имеет наклоненную вверх поверхность и удлиненный выступ, расположенные впереди проходящей вверх углубленной поверхности, при этом удлиненный выступ проходит от второго выступа параллельно боковой режущей кромке и имеет высоту, меньшую, чем высота второго выступа.
Угловой гребень образован на границе угловой режущей кромки и вогнутого участка рядом с угловой режущей кромкой, при этом угловой гребень имеет высоту, равную или меньшую, чем высота боковой режущей кромки, и большую, чем высота нижней угловой поверхности.
Преимущества изобретения
Режущая пластина согласно настоящему изобретению, имеющая конструкцию и работающую, как описано выше, может эффективно отводить стружку и уменьшать до минимума нагрузку при резании в условиях механической обработки с низкой скоростью подачи и большой глубиной резания.
Кроме того, тонкие стружки, образованные на режущей поверхности обрабатываемого изделия, которые контактируют с участком боковой режущей кромки, могут быть смяты благодаря участку боковой режущей кромки, имеющему зубчатую так, что смятая стружка может быть легко сломана.
Краткое описание чертежей
Вышеупомянутые и другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут полностью очевидны из приведенного ниже подробного описания при его рассмотрении в комбинации с сопровождающими чертежами, на которых:
Фиг.1 и Фиг.2 представляют собой вид в перспективе и вид сверху режущей пластины согласно настоящему изобретению;
Фиг.3 представляет собой частичный вид в перспективе одного углового участка режущей кромки;
Фиг.4 представляет собой вид в сечении по линии А-А на фиг.3;
Фиг.5 представляет собой вид в сечении по линии B-B на фиг.3;
Фиг.6 представляет собой вид в сечении по линии C-C на фиг.3;
Фиг.7 представляет собой вид, показывающий состояние, в котором обрабатываемое изделие прорезано посредством участка угловой режущей кромки режущей пластины согласно настоящему изобретению; и
Фиг.8 представляет собой вид, показывающий состояние, в котором обрабатываемое изделие прорезано посредством участка боковой режущей кромки режущей пластины согласно настоящему изобретению.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения
В дальнейшем настоящее изобретение описано подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи.
Фиг.1 и Фиг.2 представляют собой вид в перспективе и вид сверху режущей пластины согласно настоящему изобретению и показывают режущую пластину, имеющую конструкцию, способную эффективно отводить стружку, образующуюся на обрабатываемом изделии.
Режущая пластина 100 содержит верхнюю поверхность 1, нижнюю поверхность и боковые поверхности 2, каждый из четырех (4) участков 110, 120, 130 и 140 боковой режущей кромки образован на пересечении между верхней поверхностью 1 (или нижней поверхностью) и боковой поверхностью 2. Кроме того, каждый из четырех (4) участков 210, 220, 230 и 240 угловой кромки образован на пересечении между двумя участками смежных боковых кромок. Центральное отверстие выполнено в центральной части пластины.
Например, режущая пластина 100 является равносторонним параллелограммом ромбовидной формы с некоторым углом. Таким образом, как показано на фиг.2, одна боковая поверхность 2 режущей пластины 100 имеет некоторый (острый) угол относительно смежной боковой поверхности.
Верхняя поверхность 1 и нижняя поверхность режущей пластины 100 образованы с по существу плоской опорной поверхности 1A. Опорная поверхность 1A предпочтительно выступает над участками 210, 220, 230 и 240 угловой режущей кромки и расположена на наиболее высоком уровне. Опорная поверхность 1A служит в качестве опорной поверхности пластины, когда режущая пластина 100 установлена на режущем инструменте.
Подробная конструкция участков 110, 120, 130 и 140 боковой режущей кромки и участков 210, 220, 230 и 240 угловой режущей кромки режущей пластины 100, выполненной, как описано выше, приведена ниже. В приведенном ниже описании для удобства в качестве примера показан один участок 130 боковой режущей кромки и один участок 230 угловой режущей кромки.
Угловой участок режущей кромки
Участки 210, 220, 230 и 240 угловой режущей кромки режущей пластины 100, согласно настоящему изобретению, имеют такую же конфигурацию. На фиг.3 показан частичный вид в перспективе части Х, показанной на фиг.2, и проиллюстрирована конструкция одного участка 230 угловой режущей кромки.
Фиг.4 представляет собой вид в сечении по линии А-А на фиг.2 и фиг.3 и иллюстрирует сечение одного участка 230 угловой режущей кромки.
Участок 230 угловой режущей кромки, образованный на пересечении двух смежных участков 130 и 140 боковой режущей кромки, имеет угловую режущую кромку 231, образованную на ее переднем крае. Поясок 232 и угловая нижняя поверхность 234, имеющая определенную ширину, последовательно образованы на верхней поверхности внутренней части угловой режущей кромки 231. Высота угловой нижней поверхности 234 меньше, чем высота угловой режущей кромки 231, а поясок 232 и угловая нижняя поверхность 234 соединены наклоненной вниз поверхностью 233, образованной между ними.
Первый выступ 236, имеющий определенную ширину, образован на внутренней стороне угловой нижней поверхности 234 к центральному отверстию пластины. Высота первого выступа 236 больше, чем высота угловой нижней поверхности 234, но меньше, чем высота угловой режущей кромки 231. С другой стороны, первый выступ 236 и угловая нижняя поверхность 234 соединены первой наклоненной вверх поверхностью 235.
Второй выступ 238, имеющий определенную ширину, образован на внутренней стороне первого выступа 236. Высота второго выступа 236 больше, чем высота угловой режущей кромки 231. Вторая наклоненная вверх поверхность 237 соединяет первый выступ 236 и второй выступ 238. Проходящая вверх углубленная поверхность 239, соединенная с опорной поверхностью 1A, образована на внутренней стороне второго выступа 238.
Поясок 232, наклоненная вниз поверхность 233, угловая нижняя поверхность 234, первая проходящая вверх углубленная поверхность 235, первый выступ 236, вторая проходящая вверх наклонная поверхность 237, второй выступ 238 и проходящая вверх углубленная поверхность 239 расположены последовательно на диагональной линии, пересекающей угловую режущую кромку 231 и центральную часть режущей пластины 100.
Участок боковой режущей кромки
Участок 130 боковой режущей кромки, образованный на пересечении верхней поверхности 1 и боковой поверхности 2, имеет зубчатую форму, образованную вдоль всей его длины.
Таким образом, выпуклые участки и вогнутые участки поочередно образованы на верхней поверхности участка 130 боковой режущей кромки по всей длине. Зубчатость боковой режущей кромки получена выпуклыми участками и вогнутыми участками, образованными на верхней стороне участка 130 боковой режущей кромки.
Подробная конфигурация вышеупомянутого участка 130 боковой режущей кромки описана ниже.
Фиг.5 представляет собой вид в сечении по линии B-B на фиг.2 и изображает вогнутый участок, образованный на участке 130 боковой режущей кромки. Фиг.6 представляет собой вид в сечении по линии C-C на фиг.2 и показывает выпуклый участок, образованный участком боковой режущей кромки.
Боковая режущая кромка многократно опускается и поднимается, начиная от угловой режущей кромки 231, и таким образом боковой участок 130 режущей кромки имеет зубчатую форму, в которой многократно расположены вогнутые участки 130-1 и выпуклые участки 130-2.
Как показано на фиг.5 и фиг.6, боковые режущие кромки 131-1, 131-2 образованы на концах вогнутых участков 130-1 и выпуклых участков 130-2. На вогнутом участке 130-1 между боковой режущей кромкой 131-1 и опорной поверхностью 1A последовательно расположены поясок 132-1, наклоненная вниз поверхность 133-1, боковая нижняя поверхность 134-1 и проходящая вверх углубленная поверхность 135-1. Кроме того, на выпуклом участке 130-2 между боковой режущей кромкой 131-2 и опорной поверхностью 1A последовательно расположены поясок 132-2, наклоненная вниз поверхность 133-2, боковая нижняя поверхность 134-2 и проходящая вверх углубленная поверхность 135-2.
При этом ширина нижней боковой поверхности 134-2 выпуклого участка 130-2 больше, чем ширина нижней боковой поверхности 134-1 вогнутого участка 130-1. Кроме того, как показано на фиг.5 и фиг.6, высота боковой режущей кромки 131-1 вогнутого участка 130-1 меньше, чем высота угловой режущей кромки (обозначена пунктирной горизонтальной линией на фиг.5), а высота боковой режущей кромки 131-2 выпуклого участка 130-2 равна высоте угловой режущей кромки (обозначена пунктирной горизонтальной линией на фиг.6).
На вогнутом участке 130-1, который расположен рядом с угловой режущей кромкой 231, он дополнительно содержит наклоненную вверх поверхность 136-1 и удлиненный выступ 137-1, расположенный впереди проходящей вверх углубленной поверхности 135-1. Кроме того, удлиненный выступ 137-1 проходит от второго выступа 238 участка 230 угловой режущей кромки параллельно боковой режущей кромке 131-1. Однако высота удлиненного выступа 137-1 меньше, чем высота второго выступа 238.
С другой стороны, угловые гребни 240 образованы на границе угловой режущей кромки 231 и вогнутого участка 130-1 рядом с угловой режущей кромкой 231. Кроме того, каждое угловой гребень 240 проходит от боковой режущей кромки 131-1 к внутренней части и имеет высоту, равную или меньшую, чем высота боковой режущей кромки 131-1 вогнутого участка 130-1, и больше, чем высота угловой нижней поверхности 234.
Предпочтительно, чтобы угловой гребень 240 проходил к первому выступу 236 участка 230 угловой режущей кромки, но не доходил до первого выступа 236 так, чтобы между угловым гребнем 240 и первым выступом 236 был образован зазор.
Ниже со ссылкой на чертежи описана работа вышеописанной режущей пластины согласно настоящему изобретению.
На участке 230 угловой режущей кромки (например, участке 230 на фиг.3) образовано углубление закрытой формы угловой режущей кромкой 231-1, наклоненной вниз поверхностью 233, смежной с угловой режущей кромкой, угловой нижней поверхностью 234, первым выступом 236, проходящим к центру режущей пластины вдоль диагональной линии, и угловые гребни 240, проходящие от концов угловой режущей кромки 231-1 к первому выступу 236. Благодаря вышеупомянутой конструкции возможно эффективно отводить стружку и уменьшать до минимума нагрузку при резании в условиях небольшой глубины резания так, что срок службы режущей пластины может быть увеличен. Предпочтительно в настоящее время, чтобы первый выступ 236 имел высоту на 0,01 - 0,05 мм больше, чем высота угловой нижней поверхности 234.
Второй выступ 238, проходящий в диагональном направлении режущей пластины и имеющий высоту больше, чем высота первого выступа 236, расположен рядом с первым выступом 236. Соответственно, стружку, которую нельзя отводить на первом выступе 236, при условии большой глубины резания можно эффективно отводить. Как описано выше, второй выступ 238 имеет высоту предпочтительно на 0,02 - 0,10 мм больше, чем высота угловой режущей кромки 231.
Ленточный угловой гребень 240 проходит внутрь режущей пластины от точки, в которой угловая режущая кромка 231 заканчивается или от точек вокруг этой точки. Эти угловые гребни 240 совместно с первым выступом 236 образуют закрытую углубленную область. Благодаря этой углубленной области стружка может эффективно отводиться при условии небольшой глубины резания. Кроме того, хотя стружка, имеющая несколько большую длину, перемещается к неактивной режущей кромке, стружку можно направлять во вторую очередь в направлении от активной режущей кромки.
Угловой гребень 240 имеет высоту, равную, или большую, или меньшую, чем высота угловой режущей кромки 231, предпочтительно на 0,05 мм или меньше. Если высота углового гребня 240 очень мала, стружке становится трудно разломиться на части надлежащей длины в условиях небольшой глубины резания. Напротив, если высота углового ребра 240 достаточно велика, стружка разломана очень сильно, что приводит к образованию вибрации.
Кроме того, угловой гребень 240 заканчивается в точке угловой нижней поверхности 234 перед первым выступом 236 для образования узкого зазора между угловым гребнем 240 и первым выступом 236. Благодаря этому зазору может быть эффективно рассеяна теплота режущей пластины и стружки, а нагрузка при резании, действующая как фактор возникновения вибрации, может быть ограничена до минимальной степени.
В положении на расстоянии от угловой режущей кромки 231 удлиненный выступ 137-1 с определенной длиной расположен рядом со вторым выступом 238 и проходит параллельно боковой режущей кромке 131-1 или под углом относительно боковой режущей кромки. Удлиненный выступ 137-1 имеет высоту, меньшую, чем высота второго выступа 238, и равную или приблизительно на 0,05 мм большую, чем высота боковой режущей кромки 238.
Хотя механическая обработка выполнена при низкой скорости подачи, трудно эффективно отводить стружку только посредством конструкций для отведения стружки, образованных на участках угловой 210, 220, 230 и 240 режущей кромки при условии большой глубины резания, и таким образом конструкции для отвода стружки, образованные на участках 110, 120, 130 и 140 боковой режущей кромки, становятся более важными.
В условиях низкой скорости подачи существует необходимость в расположении проходящих вверх углубленных поверхностей 135-1, 135-2 наиболее близко к боковым режущим кромкам 131-1, 131-2. Однако в этом положении на стружке возникает чрезмерное напряжение сдвига из-за большой разницы высоты между проходящей вверх углубленной поверхностью 135-1 (или 135-2) и боковой режущей кромкой 131-1 (или 131-2), при этом нагрузка при резании увеличивается посредством напряжения сдвига, вызывая вибрацию.
Соответственно, посредством образования дополнительных удлиненных выступов, имеющих высоту, равную или аналогичную высоте угловых режущих кромок 131-1, 131-2 в положениях около угловых режущих кромок 131-1, 131-2 так, чтобы получить функцию, аналогичную функции проходящих вверх углубленных поверхностей 135-1, 135-2, но с относительно меньшей высотой, можно эффективно отводить стружку и уменьшать до минимума нагрузку при резании в условиях механической обработки с низкой скоростью подачи и большой глубиной резания.
Фиг.6 представляет собой вид, изображающий состояние, когда обрабатываемое изделие W обработано участком угловой режущей кромки (например, 210) режущей пластины 100, имеющей вышеописанную конструкцию.
Фиг.7 представляет собой вид, изображающий состояние, когда внешняя поверхность обрабатываемого изделия W обработана резанием посредством одного участка боковой режущей кромки (например, 120) режущей пластины 100 для заключительного этапа резания, после чего процесс резания, выполненный участком 210 угловой режущей кромки режущей пластины 100, как показано на фиг.7, завершен.
Режущая пластина 100, согласно настоящему изобретению, имеющая зубчатую боковую режущую кромку, как описано выше, эффективна в случае внешнего торцового точения и обточки низкоуглеродистой стали, стружку которой трудно разломать.
Хотя был описан предпочтительный вариант осуществления, следует понимать, что специалистами в данной области техники может быть разработано множество других изменений и вариантов осуществления, которые будут попадать в рамки сущности и объема настоящего изобретения. Более конкретно, возможны различные изменения и дополнения в составных элементах и/или конструкциях описанного устройства в объеме описания, чертежей и приложенной формулы изобретения. В дополнение к изменениям и дополнениям в составных частях и/или конструкциях, альтернативные применения также будут очевидны специалистам в данной области техники.