НОЖЕВАЯ ГОЛОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ И НОЖ ДЛЯ ЭТОГО
BLADE HEAD FOR PROCESSING MATERIALS BY CUTTING AND BLADE FOR THIS PURPOSE

Изобретение относится к ножевой головке для обработки резанием со снятием стружки (обработки со стружкообразованием) материалов, прежде всего древесных материалов, пластмасс, легкосплавных материалов и/или комбинированных материалов, с несущим корпусом, в котором предусмотрена по меньшей мере одна открытая радиально наружу выемка для размещения ножа и приводимой в действие с помощью натяжного винта зажимной губки, посредством которой нож является зажимаемым в выемке, причем выемка имеет упор с направленной радиально внутрь упорной поверхностью, а нож является вставляемым в выемку против усилия по меньшей мере одного эластичного элемента. Кроме того, изобретение относится к ножу для применения в данной ножевой головке.
Такая ножевая головка известна, например, из ЕР 1074357 А2. Такие ножевые головки применяются для обработки цельной древесины и древесных материалов, например при изготовлении профилей. Нож свинчен с зажимной пластиной, на которую действует пружина и подает зажимную пластину по направлению к периметру несущего корпуса. На зажимной пластине предусмотрен стопорный выступ, который входит в зацепление с канавкой в выемке и доходит до прилегания к его радиально внешней стенке. Хотя в принципе возможно предварительное позиционирование ножа, оно является, однако, неточным по двум причинам. Вследствие того, что нож свинчен с зажимной пластиной, имеются допуски в радиальном направлении. Кроме того, предусмотренный на зажимной пластине стопорный выступ прилегает к радиально внешней стенке предусмотренной в выемке канавки всей поверхностью. Эта поверхность прилегания статически не определена. Вследствие статической неопределенности и допусков предварительное позиционирование не может быть точным.
В известной из ЕР 0652816 В1 ножевой головке нож вкладывается в выемку и предусмотренной на его поверхности прижима канавкой входит в зацепление с предусмотренным на зажимной губке ребром. Посредством закручивания натяжного винта зажимная губка поворачивается к ножу и при дальнейшем натяжении тянет нож радиально внутрь, так что происходит позиционирование ножа в направлении радиально внутрь. Нож фиксируется в выемке только за счет фрикционного стопорения. С помощью ребра не происходит никакого позиционирования ножа в радиальном направлении, а, если вследствие слишком малой силы натяжения соединение с фрикционным стопорением между ребром и выемкой становится слишком слабым, ребро берет на себя только предохранительную функцию.
В DE 3043146 А1 раскрыта ножевая головка, в которой нож вставлен в выемку в зажимной губке. С помощью натяжного винта зажимная губка перемещается в тангенциальном направлении. При этом предусмотренная на поверхности прижима ножа поперечная канавка входит в зацепление с предусмотренным на несущем корпусе ребром. При дальнейшем натяжении нож вследствие клиновидной формы зажимной губки тянется радиально наружу к ребру на несущем корпусе, так что происходит позиционирование ножа в направлении радиально наружу.
Лезвие ножа является предельно острым, так что при установке ножа обслуживающее лицо должно действовать с высочайшей предусмотрительностью, чтобы исключить опасность травмирования. В известных ножевых головках позиционирование ножа происходит только за счет движения зажимной губки. Если нож ориентирован по отношению к выемке или же зажимной губке не точно, то он может перекоситься в своем гнезде, так что оптимальное позиционирование ножа в радиальном направлении не будет осуществлено. Ручное позиционирование ножа на упоре связано с повышенной опасностью травмирования о лезвие.
В DE 2713118 А1 раскрыт нож, в котором по всей длине пролегает канавка. Дополнительно к канавке предусмотрены углубления, которые могут быть использованы при зажиме ножа в ножевой головке.
В DE 19813084 С1 раскрыта ножевая головка, в которой для позиционирования ножа зажимная губка предварительно нагружена пружиной сжатия. Для извлечения ножа зажимная губка должна быть смещена радиально внутрь против усилия пружины сжатия.
В известной из ЕР 0821637 В1 ножевой головке нож сначала вкладывается в фиксирующую планку, которая затем с помощью прижимной губки прижимается к упорной планке, которая расположена в несущем корпусе с геометрическим замыканием. Между фиксирующей планкой и прижимной губкой расположена пружина. Позиционирование ножа в ножевой головке происходит в направлении радиально наружу.
В ЕР 2148768 В1 раскрыта ножевая головка, в которой зажимная губка выполнена подпружиненной но направлению к ножу. Благодаря пружинящей конструкции нож в области своего лезвия жестко зажимается в своем гнезде даже тогда, когда вследствие доработки или производственных допусков возникают отклонения в отношении плоскостности поверхностей прилегания ножа. Кроме того, благодаря пружинящей конструкции компенсируются также неточности, которые могут возникнуть, если режущий элемент вставлен косо или несущий корпус вследствие длительного применения имеет деформации.
Исходя из такой постановки проблемы, необходимо усовершенствовать описанную вначале ножевую головку так, чтобы было возможно простое и надежное позиционирование ножа в несущем корпусе и, прежде всего, усовершенствовано предварительное позиционирование ножа в несущем корпусе.
Для решения проблемы соответствующая родовому понятию ножевая головка отличается тем, что нож имеет направленную радиально наружу упорную поверхность, которая проходит под углом от 92° до 112° к продольной оси, и нож посредством эластичного элемента является накладываемым его упорной поверхностью в направлении радиально наружу на направленную радиально внутрь упорную поверхность.
Благодаря такому выполнению ножевой головки нож можно рукой вставить в выемку, слегка прижать к дну и при этом повернуть нож так, чтобы выполненная на нем упорная поверхность дошла до наложения на упор в выемке. Когда нож отпускается, он автоматически упирается в упор, так что происходит его точное предварительное позиционирование, и он должен быть только зажат с помощью зажимной губки и больше не требует позиционирования. Ввиду отсутствия свинчивания ножа с упорной пластиной допуски отпадают. Вследствие наклонного положения упорной поверхности относительно предусмотренного в выемке несущего корпуса упора вместо контактной поверхности образуется контактная линия (точечная нагрузка), так что статическая неопределенность отсутствует, и нож может быть предварительно позиционирован без допусков. Благодаря соединению ножа в выемке с геометрическим и фрикционным замыканием возможны скорости резания выше 120 м/с. При обычных до сих пор инструментах возможны максимальные скорости резания в диапазоне от 80 до 90 м/с. Кроме того, позиционирование ножа в направлении радиально наружу обеспечивает невозможность того, что при повышенных скоростях резания, то есть при высокой скорости вращения инструмента, произойдет радиальное смещение ножа вследствие больших центробежных сил.
Угол составляет, преимущественным образом, от 92° до 110°, прежде всего 95°±2°, и совершенно особо преимущественным образом точно 95°.
Если нож снабжен канавкой, которая взаимодействует по меньшей мере с одним предусмотренным на зажимной губке выступом, то нож посредством давления может быть приведен в свое положение предварительного позиционирования, благодаря чему опасность травмирования при установке ножа снижается далее.
Упор в ножевой головке может быть выполнен на предусмотренном в выемке выступе и/или стенке канавки.
Упорная поверхность на ноже является, преимущественным образом, стенкой расположенной на ноже канавки. Однако упорная поверхность может быть предусмотрена также на предусмотренной на ноже ступеньке. Упорная поверхность может быть выполнена также по меньшей мере на одном направленном радиально наружу выступе на ступеньке.
Эластичный элемент является, преимущественным образом, эластомерным элементом и может быть нанесен на нож или на зажимную губку. Можно также соединить этот элемент с натяжным винтом и, преимущественным образом, использовать для этого наложенную на натяжной винт шайбу. С помощью эластомерного элемента позиционируется, предпочтительно, не только нож, но и зажимная губка, так что нож достигает предварительного позиционирования вместе с зажимной губкой.
Нож для применения в выполненной согласно изобретению ножевой головке, в котором имеется лезвие, спинка, поверхность прижима, ножка, продольная ось и поперечная ось, отличается направленной на спинке в направлении лезвия упорной поверхностью, которая простирается в направлении поперечной оси (поперечное направление) и по отношению к продольной оси проходит под углом от 92° до 112°, преимущественным образом от 92° до 110°, прежде всего 95°±2°, и особо предпочтительно точно под углом 95°.
Упорная поверхность выполнена, преимущественным образом, на выступающей на спинке ступеньке. Ступенька может быть, например, выступающей над спинкой нижней губой канавки. В этом случае нож имеет по существу L-образное поперечное сечение.
Упорная поверхность может быть выполнена, однако, также по меньшей мере на одном расположенном на ступеньке выступе, который направлен в направлении лезвия. Упорная поверхность выполнена, преимущественным образом, бочкообразно.
Для беззазорного осевого зажима ножа может быть предусмотрен отходящий от ножки и проходящий в направлении лезвия шлиц, который открыт к спинке и к поверхности прижима.
Для того чтобы для монтажа привести нож в соединение с зажимной губкой, преимущественным образом, на поверхности прижима предусмотрена проходящая в направлении поперечной оси канавка. Для того чтобы не снизить поперечное сечение ножа сверх меры, предусмотренная на поверхности прижима канавка, преимущественным образом, смещена относительно предусмотренной в спинке канавки в продольном направлении. Расстояние от канавки на поверхности прижима до ножки, прежде всего, преимущественным образом, меньше, чем расстояние от упорной поверхности в канавке в спинке до ножки.
Нож может быть выполнен в виде комбинированного ножа. Тогда лезвие выполнено, преимущественным образом, на пластине, которая соединена с держателем лезвия. Пластина и держатель лезвия состоят из разных материалов. Пластина, на которой выполнено лезвие, состоит из более высококачественного материала, чем держатель лезвия, преимущественным образом из высоколегированной стали, спеченного материала, алмаза или на пластине предусмотрено твердосплавное покрытие.
Нож может состоять, преимущественным образом, из спеченного материала. Тогда его спинка выполнена, предпочтительно, без обработки после спекания. Если упорная поверхность выполнена бочкообразно, то она тоже может быть выполнена без обработки после спекания.
В дальнейшем, с помощью чертежа будут подробнее описаны примеры выполнения изобретения.
Показано на:
Фиг. 1 изображение ножевой головки в частично разобранном виде в перспективе,
Фиг. 2 увеличенный фрагмент на фиг. 1,
Фиг. 3 вид по стрелке III согласно фиг. 2,
Фиг. 4 частичное изображение инструмента в перспективе,
Фиг. 5 увеличенный частичный разрез по линии реза V-V на фиг. 4,
Фиг. 6 увеличенный частичный разрез по линии реза VI-VI на фиг. 4,
Фиг. 7 вид сверху на зажимную губку,
Фиг. 8 разрез зажимной губки вдоль линии реза VIII-VIII на фиг. 7,
Фиг. 9 первый вид на зажимную губку в перспективе,
Фиг. 10 второй вид на зажимную губку в перспективе,
Фиг. 11 первая форма выполнения ножа в изображении в перспективе,
Фиг. 12 нож согласно фиг. 11 в другом виде в перспективе,
Фиг. 13 вид сбоку на нож согласно фиг. 11,
Фиг. 14 вторая форма выполнения ножа в изображении в перспективе,
Фиг. 15 вид сбоку на нож согласно фиг. 14,
Фиг. 16 третья форма выполнения ножа в изображении в перспективе,
Фиг. 17 нож согласно фиг. 16 в другом виде в перспективе,
Фиг. 18 четвертая форма выполнения ножа в изображении в перспективе,
Фиг. 19 нож согласно фиг. 18 в другом виде в перспективе,
Фиг. 20 другая форма выполнения ножа,
Фиг. 21 другая форма выполнения ножа,
Фиг. 22 другая форма выполнения ножа,
Фиг. 23 другая форма выполнения ножа,
Фиг. 24 вид сбоку на нож согласно фиг. 23,
Фиг.25 другая форма выполнения ножа,
Фиг.26 другая форма выполнения ножа,
Фиг.27 другая форма выполнения ножа.
Фиг. 1-5 предоставляют конструкцию ножевой головки, с помощью которой можно обрабатывать резанием со снятием стружки, прежде всего, древесные материалы, пластмассы, легкосплавные материалы или же комбинированные материалы.
Она состоит из несущего корпуса 1, в котором предусмотрено несколько равномерно отстоящих друг от друга, открытых радиально наружу выемок 2. В выемках 2 с помощью зажимной губки 4 и натяжного винта 3 с прокладочной шайбой 50, на которую насажена эластичная шайба 24, зажимается по одному ножу 10. В выемке 2 выполнена проходящая в осевом направлении А (поперечная ось Q) канавка 9, находящаяся радиально снаружи стенка которой образует упор 5, который взаимодействует с предусмотренной на ноже 10 упорной поверхностью 15. Зажимная губка 4 имеет на своем радиально внутреннем конце ножку 40, которая сидит в выполненном в выемке 2 поднутрении 8. Контур поднутрения 8 подогнан к контуру ножки 40. Контур периметра зажимной губки 4 по существу соответствует профилю ножа 10, чтобы обеспечить надежную опору ножу 10 при эксплуатации и предотвратить выламывание лезвия 14.
В зажимной губке 4 предусмотрены резьбовое отверстие 41, в которое может быть завинчен натяжной винт 3, а также два проходящих под наклоном отверстия 42, 43, в которые может быть вставлено по одному эластичному элементу 20. На обращенной к канавке 9 стороне зажимной губки 40 предусмотрен проходящий в осевом направлении А выступ 44, который взаимодействует с проходящей на поверхности 11 прижима ножа 10 в осевом направлении А канавкой 19. Канавка 19 выполняет функцию монтажной канавки. Она не принимает на себя никаких фиксирующих сил. Для осевого позиционирования ножа 10 с нижней стороны предусмотрена отходящая от ножки 13 выемка 101, которая может быть насажена на вставляемый в выполненное в радиальной стенке канавки 9 отверстие 25 позиционирующий штифт 26. Для облегчения монтажа при установке ножа 10 в нем предусмотрена выемка 30. Манипуляционный инструмент для зажимного механизма (отвертка Torx) может быть аксиально введен в выемку 30, чтобы при свободно вложенном ноже 10 нажать на зажимную губку 4 радиально внутрь против упругого усилия эластичных элементов 20. При этом нож вследствие геометрического замыкания захватывается за канавку 19 и заводится упорной поверхностью 15 на упор 5 (сравни с фиг. 7-10).
Нож 10 имеет на своей расположенной напротив поверхности 11 прижима спинке 12 упорную поверхность 15, которая взаимодействует с выполненным в выемке 2 в несущем корпусе 1 упором 5 с направленной радиально внутрь упорной поверхностью, который предусмотрен на верхней стенке проходящей(-го) в выемке канавки 9 или же выступа 6 (фиг. 2, 3). Упорная поверхность 15 может быть выполнена на ступеньке 17 (сравни с фиг. 13) или на обращенной к ножке 13 стенке проходящей в осевом направлении А (поперечная ось Q) канавки 16 (сравни с фиг. 14 и 15). Упорная поверхность 15 может быть выполнена также на выступах 18, которые предусмотрены или на ступеньке 17 (сравни с фиг. 17 и 18), или на нижней стенке канавки 16. Как показано на фиг. 15, толщина d ножки 13 ножа 10 больше, чем толщина с прочей части ножа 10, так что упорная поверхность 15 выполнена как на стенке канавки 16, так и на ступеньке. Для того чтобы можно было настроить упругость в ноже 10 в осевом направлении А, непосредственно рядом с предусмотренной для осевого выравнивания ножа 10 выемкой 101 может быть выполнен пролегающий от ножки 13 в направлении лезвия 14 (радиальное направление) шлиц 100, который, как показано на фиг. 20-22, может иметь разную форму. Шлиц 100 проходит по всей ширине ножа 10, то есть он пролегает от поверхности 11 прижима вплоть до спинки 12.
Расстояние а от находящейся ближе к лезвию 14 стенки канавки 19 до ножки меньше, чем расстояние b от упорной поверхности 15 до ножки 13. Принципиально является предпочтительным, если канавки 19 и 16 проходят не в одной и той же плоскости, потому что это ослабило бы поперечное сечение ножа 10 настолько, что могла бы возникнуть опасность излома. Если бы канавка 19 была расположена выше канавки 16, то канавка 19 находилась бы так близко к режущей кромке, что глубина профиля ножа 10 была бы ограничена. Упорная поверхность 15 наклонена относительно продольной оси L под углом а от 90° до 110°. Преимущественным образом, угол а составляет 95°. В ножку 13 могут быть вставлены эластичные элементы 23, которые выступают за поверхность ножки 13 (сравни с фиг. 25 и 26). Как показано на фиг.23 и 24, нож 10 может быть выполнен в виде комбинированной детали. Для этого пластина 10а, на которой выполнено лезвие 14, вставлена в держатель 10b лезвия и прочно соединена с ним, например спаяна или склеена. Пластина 10а состоит из более высококачественного материала, чем держатель 10b лезвия. В остальном, нож выполнен так, как описано выше.
Для монтажа и зажима ножа 10 он сначала накладывается на зажимную губку 4, своей выемкой 101 позиционируется в осевом направлении А относительно позиционирующего штифта 26 и накладывается или же прикладывается канавкой 19 на выполненный на зажимной губке 4 выступ 44 (монтажная канавка). При этом ножка 13 ножа 10 ложится на пролегающие в отверстиях 42, 43, состоящие из эластомера эластичные элементы 20. Элементы 20, которые могут быть также пружинами сжатия, имеют диаметр около 2 мм. Посредством канавки 19 и выступа 44 нож 10 и зажимная губка 4 соединены между собой с геометрическим замыканием, так что, если зажимная губка вдавливается радиально внутрь, нож 10 затягивается вместе с ней. При повороте зажимной губки 4 вокруг своей ножки 40 упорная поверхность 15 на ноже 10 и упор 5 в выемке 2 достигают наложения. Оба эластичных элемента 20, которые вставлены в отверстия 42, 43, упираются в несущий корпус 1, так что зажимная губка 4 предварительно позиционируется вместе с ножом 10. Является мыслимым также применение лишь единственного эластичного элемента 20.
Состоящая из эластомера эластичная шайба 14, которая насажена на натяжной винт 3, при движении ножа 10 радиально внутрь напрягается. Когда зажимная губка 4 разгружается (отпускается) эластичный элемент 24 давит на нож 10 радиально наружу, пока упорная поверхность 15 не дойдет до контакта с упором 5, и вследствие этого нож 10 позиционируется в направлении радиально наружу. При завинчивании натяжного винта 3 в резьбовое отверстие 41 зажимная губка 4 поворачивается далее и зажимает нож 3 в выемке 2. Вместо эластичных элементов 20, которые вставлены в отверстия 42, 43 в зажимной губке 4, могут быть применены также эластичные элементы 23, которые вставлены в ножку 13 ножа 10 (фиг. 25, 26).
В изображенной на фиг. 27 форме выполнения состоящего, предпочтительно, из спеченного материала ножа 10 упорная поверхность 15 выполнена в виде выступа и проходит не непрерывно, а разделена на две области, находящиеся слева и справа от выемки 101. В предпочтительной форме выполнения упорные поверхности 15 и спинка 12 не обработаны после спекания. Тем самым обеспечивается, что на упорной поверхности 15 имеются определенные упорные области и обе области упорной поверхности 15 образуются слегка выпукло (бочкообразно).
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 держатель лезвия
2 выемка
3 натяжной винт
4 зажимная губка
5 упор
6 выступ
8 поднутрение
9 канавка
10 нож
10а пластина
10b держатель лезвия
11 поверхность прижима
12 спинка
13 ножка
14 лезвие
15 упорная поверхность
16 канавка
17 ступенька
18 выступ
19 канавка
20 эластичный элемент/эластомерный элемент
23 эластичный элемент/эластомерный элемент
24 эластичный элемент/эластомерный элемент
25 отверстие
26 позиционирующий штифт
30 выемка
40 ножка
41 резьбовое отверстие
42 отверстие
43 отверстие
44 отверстие
50 прокладочная шайба
100 шлиц
101 выемка
А осевое направление
а расстояние
b расстояние
с толщина
d толщина
L продольная ось
Q поперечная ось