РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ С МЕХАНИЗМОМ РЕГУЛИРОВАНИЯ В ДВУХ НАПРАВЛЕНИЯХ
CUTTING TOOL WITH BIDIRECTIONAL ADJUSTMENT MECHANISM

Область техники, к которой относится изобретение
[001] Настоящее изобретение относится к механизму регулирования в двух направлениях положения режущей пластины в режущем инструменте.
Уровень техники
[002] Как хорошо известно специалистам, режущие пластины для операций обработки металлов резанием, в особенности при совмещении в одной операции черновой и чистовой обработки, закрепляются в гнездах под режущие пластины посредством средств крепления, таких как крепежные винты. Режущие пластины должны быть точно позиционированы в режущем инструменте, в котором они закреплены, особенно в осевом направлении, для увеличения их стойкости и уменьшения шероховатости обработанной поверхности заготовки. Регулирование положения каждой режущей пластины может быть выполнено регулировочным винтом.
[003] Торцевые фрезы с регулировочными устройствами хорошо известны. Положение режущей пластины, закрепленной во фрезе, может регулироваться вдоль оси посредством вращения регулировочного винта, которое вызывает перемещение режущей пластины, крепежного винта или дополнительных устройств, таких как клин или кассета. Установка дополнительного винта в противоположном направлении позволяет регулировать положение режущей пластины вдоль оси в противоположном направлении. Крепежный винт должен быть затянут, чтобы гарантировать фиксированное положение режущей пластины после регулирования. Процесс может быть связан с затратой времени и недостатком точности, поскольку крепежный винт может влиять на осевое регулирование режущей пластины.
[004] В международной заявке РСТ WO 2007/058513 раскрыт режущий инструмент, включающий гнездо, в котором установлена режущая пластина, и винт для точного регулирования положения режущей пластины, закрепленной в гнезде инструмента. Винт имеет головку, резьбовую часть и часть для соединения головки с резьбовой частью. Гнездо имеет нижнюю поверхность с отверстием под винт, в котором закреплена резьбовая часть. Оно также имеет боковую стенку для плотного контакта с головкой винта. Головка винта плотно контактирует и упруго прижимается к поверхности плотного контакта гнезда, когда резьбовая часть закреплена в отверстии под винт. Кроме того, винт выполнен так, что головка прижимается к поверхности плотного контакта гнезда. Это смещает центральную ось головной части в направлении, противоположном поверхности плотного контакта по отношению к центральной оси резьбовой части при закреплении винта в отверстии под винт гнезда, регулируя режущую пластину. После выполнения регулирования режущая пластина закрепляется не показанными другими средствами для ее фиксирования в гнезде.
[005] В патенте США 7,014,393 раскрыта пластина для инструмента, предварительно нагруженная и закрепленная посредством упругого винта, при этом ее нижняя поверхность установлена на опорной поверхности так, что она опирается на секции боковой стенки в позиционно зафиксированном положении на опоре инструмента. Крепежное и регулировочное устройство содержит регулировочный клин, который может быть смещен посредством винта, который оказывает на него давление в направлении, проходящем по существу параллельно опорной поверхности. После того как режущая пластина отрегулирована на размер, она закрепляется в окончательном положении с использованием предварительно нагружающего и закрепляющего устройства.
[006] Задачей настоящего изобретения является создание режущего инструмента, имеющего корпус с улучшенным механизмом регулирования.
Раскрытие изобретения
[007] Настоящее изобретение относится к режущему инструменту, имеющему ось вращения и содержащему корпус с множеством гнезд для закрепления режущей пластины, разнесенных по окружности вокруг его периферии, и режущие пластины, съемно закрепленные в гнездах под режущие пластины посредством крепежного винта, установленного по резьбе в сквозном крепежном отверстии корпуса. Каждая режущая пластина имеет противолежащие верхнюю и нижнюю поверхности и периферийную боковую поверхность, проходящую между ними. Периферийная боковая поверхность режущей пластины имеет множество опорных поверхностей, причем только две опорные поверхности являются рабочими опорными поверхностями.
[008] В соответствии с предпочтительным вариантом каждая режущая пластина регулируется вдоль оси посредством механизма регулирования, включающего сквозное регулировочное отверстие в корпусе и установленный в нем по резьбе регулировочный винт, имеющий ось вращения и головку.
[009] Механизм регулирования также включает закрепленный в своем гнезде ползун, взаимодействующий с режущей пластиной своей передней поверхностью и с головкой регулировочного винта - задней поверхностью посредством области взаимодействия между гнездом под ползун и сквозным регулировочным отверстием. Ползун имеет противолежащие верхнюю и нижнюю поверхности и периферийную боковую поверхность, проходящую между ними. Периферийная боковая поверхность ползуна включает переднюю поверхность, имеющую форму V-образной выемки, боковые поверхности и вогнутую заднюю поверхность. Периферийная боковая поверхность ползуна включает по меньшей мере две различные опорные секции, выполненные на передней поверхности. Опорные секции передней поверхности ползуна примыкают к рабочим опорным поверхностям периферийной боковой поверхности режущей пластины.
[010] Нижняя поверхность ползуна включает по меньшей мере две опорные секции. Гнездо под ползун включает верхнюю и нижнюю поверхности. Нижняя поверхность гнезда под ползун имеет две опорные поверхности. Опорные секции нижней поверхности ползуна примыкают к опорным поверхностям нижней поверхности гнезда под ползун.
[011] Вращение регулировочного винта в одном направлении вокруг оси его вращения приводит к тому, что его головка воздействует на ползун и режущую пластину в направлении от регулировочного винта и поперечно к оси его вращения, в результате чего регулируется положение режущей пластины в первом направлении.
[012] Вращение регулировочного винта в противоположном направлении вокруг оси его вращения приводит к тому, что крепежный винт воздействует на ползун и режущую пластину в направлении к регулировочному винту и поперечно к оси его вращения, в результате чего регулируется положение режущей пластины в направлении, противоположном первому направлению.
[013] В соответствии с вариантом регулировочный винт наклонен под отличным от нуля углом α по отношению к оси вращения режущего инструмента в плоскости, параллельной верхней или нижней поверхностям ползуна.
[014] В соответствии с некоторыми вариантами крепежный винт наклонен под углом β по отношению к прямой, перпендикулярной основанию гнезда под пластину в плоскости, параллельной боковым поверхностям ползуна.
[015] В соответствии с настоящим изобретением вращение регулировочного винта в противоположных направлениях дает возможность осевого регулирования в двух направлениях положения режущей пластины, причем крепежный винт зафиксирован и удерживает режущую пластину. Такой улучшенный механизм регулирования удерживает режущую пластину точно и определенно без необходимости закрепления режущей пластины снова после регулирования путем вращения регулировочного винта.
Краткое описание чертежей
[016] Для лучшего понимания настоящего изобретения и чтобы показать как оно может быть осуществлено на практике ниже приводятся ссылки на приложенные чертежи, на которых:
фиг.1 представляет собой вид в перспективе на режущий инструмент с режущими пластинами и механизмами регулирования в соответствии с вариантом настоящего изобретения;
фиг.2 представляет собой вид сбоку на режущий инструмент с режущими пластинами и механизмами регулирования, показанный на фиг.1;
фиг.3 представляет собой увеличенный вид части по фиг.1, включающей механизм регулирования;
фиг.4 представляет собой вид с пространственным разнесением элементов на механизм регулирования, показанный на фиг.3;
фиг.5 представляет собой частичное сечение на фиг.3, показывающее механизм регулирования на виде сверху;
фиг.6 представлен вид спереди в перспективе на ползун, показанный на фиг.5;
Фиг.7 представляет собой вид снизу в перспективе на ползун, показанный на фиг.6;
фиг.8 представляет собой вид сзади на ползун, показанный на фиг.7;
фиг.9 представляет собой увеличенный вид на часть по фиг.2, показывающий механизм регулирования на виде сбоку с удаленными режущими пластинами и крепежными винтами;
фиг.10 представляет собой вид спереди на механизм регулирования, показанный на фиг.9, по направлению стрелки S;
фиг.11 представляет собой увеличенный вид на часть по фиг.2, показывающий регулировочный механизм на виде сбоку с режущей пластиной, соединенной с механизмом регулирования и показанной с частичным вырывом.
Подробное описание изобретения
[017] Обратим внимание на фиг.1 и 2, показывающие режущий инструмент 20 с осью вращения А, содержащий механизмы регулирования 22 в соответствии с вариантами изобретения. Режущий инструмент 20, например фреза, имеет корпус 24 с множеством гнезд 25, 26 для установки режущих пластин, разнесенных по окружности по периферии корпуса 24, и режущие пластины 28, съемно закрепленные в гнездах 25, 26 под режущие пластины. Некоторые из гнезд 26 под режущие пластины являются регулируемыми, а другие гнезда 25 под режущие пластины являются фиксированными. В дальнейшем будут описаны только регулируемые гнезда 26 под режущие пластины и с этого момента отсылки к ним будут сделаны просто как к гнездам 26 под режущие пластины. Каждое гнездо 26 под режущую пластину выполнено с идентичным механизмом регулирования 22 для осевого регулирования положения режущей пластины 28. Каждая режущая пластина 28 имеет верхнюю и нижнюю поверхности 30, 32, периферийную боковую поверхность 34, проходящую между ними, и сквозное отверстие 35, проходящее перпендикулярно к верхней и нижней поверхностям 30, 32.
[018] Теперь дополнительно обратим внимание на фиг.3 и 4. Механизм регулирования 22 включает сквозное регулировочное отверстие 36 в корпусе 24 и регулировочный винт 38, имеющий ось вращения В (показанную, например, на фиг.5), расположенный в регулировочном сквозном отверстии 36. Регулировочное сквозное отверстие 36 может быть направлено по существу радиально по отношению к оси вращения А. Регулировочный винт 38 включает головку 40 и на его переднем конце 42 резьбовую часть 44, которая по резьбе взаимодействует со сквозным регулировочным отверстием 36. Головка 40 имеет задний торец 46 и периферийную опорную поверхность 48.
[019] Гнездо 26 под режущую пластину имеет основание 53 с крепежным резьбовым сквозным отверстием 54. Режущая пластина 28 закреплена в гнезде 26 под режущую пластину и зафиксирована на основании 53 посредством упругого крепежного винта 56, который по резьбе установлен в крепежном сквозном отверстии 54. Крепежное сквозное отверстие 54 имеет ось С и может быть направлено по существу тангенциально по отношению к оси вращения А. Крепежный винт 56 включает головку 58 на заднем конце 60 и резьбовую часть 62 на его переднем конце 64.
[020] Как может быть видно, например на фиг.3, механизм регулирования 22 включает ползун 72, закрепленный в гнезде 74. Гнездо 74 под ползун включает верхнюю и нижнюю поверхности 76, 78 и открыто наружу к регулировочному сквозному отверстию 36 на области взаимодействия 79 между гнездом 74 под ползун и сквозным регулировочным отверстием 36. Ползун 72 имеет противолежащие верхнюю и нижнюю поверхности 80, 82 и периферийную боковую поверхность 84, проходящую между ними (см., например, фиг.6-9). Периферийная боковая поверхность 84 ползуна 72 включает переднюю поверхность 86, боковые поверхности 88 и заднюю поверхность 90. В соответствии с некоторыми предпочтительными вариантами передняя поверхность 86 периферийной боковой поверхности 84 ползуна имеет форму V-образной выемки, соответствующей различным формам режущих пластин. Задняя поверхность 90 периферийной боковой поверхности 84 ползуна выполнена вогнутой в соответствии с частью головки 40 регулировочного винта 38 на области взаимодействия 79. Передняя поверхность 86 ползуна включает по меньшей мере две различные опорные секции 92 и 94, расположенные на противоположных сторонах V-образной выемки. Нижняя поверхность 82 ползуна 72 включает две опорные секции 98, 100, расположенные на ее противоположных сторонах по отношению к средней секции 96.
[021] Как лучше всего видно на фиг.10, нижняя поверхность 78 гнезда 74 под ползун имеет две опорные поверхности 102. Опорные секции 98, 100 нижней поверхности 82 ползуна примыкают к опорным поверхностям 102 нижней поверхности 78 гнезда под ползун.
[022] В соответствии с некоторыми предпочтительными вариантами и как может быть видно на фиг.5, периферийная боковая поверхность 34 режущей пластины 28 имеет восемь опорных поверхностей 108, причем только две опорные поверхности из этих восьми опорных поверхностей 108 являются рабочими. Хотя в показанном варианте использована восьмиугольная режущая пластина, следует понимать, что некоторые режущие пластины другой формы могут быть использованы вместо нее, при этом опорные секции 92, 94 ползуна 72 предназначены для поддержания режущих пластин различных форм. Опорные секции 92, 94 передней поверхности 86 ползуна примыкают к рабочим опорным поверхностям 108 периферийной боковой поверхности 34 режущей пластины, а задняя поверхность 90 ползуна примыкает к периферийной опорной поверхности 48 головки 40 регулировочного винта посредством области взаимодействия 79 так, что регулировочный винт 38 и ползун 72 взаимодействуют друг с другом.
[023] Регулировочный винт 38 наклонен под отличным от нуля углом α по отношению к оси вращения А режущего инструмента 20 в плоскости, параллельной верхней или нижней поверхностям 80, 82 ползуна 72. Поскольку регулировочный винт 38 и ползун 72 взаимодействуют друг с другом, регулировочный винт 38 может воздействовать на ползун 72 в направлении к режущей пластине 28 при его завинчивании в сквозное регулировочное отверстие 36.
[024] Теперь рассмотрим фиг.11. Сквозное отверстие 54 и соответственно крепежный винт 56 наклонены под углом β по отношению к прямой Е, перпендикулярной основанию 53 в плоскости, параллельной боковым сторонам 88 ползуна 72. Прямая Е проходит через центр окружности, образованной на основании 53 сквозным отверстием 54. Наклон крепежного винта 56 прикладывает усилие к режущей пластине 28 в направлении к ползуну 72.
[025] Как упомянуто выше, ползун 72 установлен в гнезде 78, причем передняя поверхность 86 ползуна выступает из гнезда 74. Режущая пластина 28 установлена в гнезде 26, при этом центральная линия F сквозного отверстия 35 режущей пластины, параллельная прямой Е, смещена от прямой E в направлении от ползуна 72, причем сквозное отверстие 35 режущей пластины выполнено по размеру соответствующим головке 58 крепежного винта. Крепежный винт 56 размещен в сквозном крепежном отверстии 54 и может быть наклонен под тем же углом наклона, как крепежное сквозное отверстие 54 по отношению к прямой Е, перпендикулярной основанию 53. Когда крепежный винт 56 затянут, он поджимает режущую пластину 28 к ползуну 72.
[026] Регулирование положения ползуна 72 и соответственно положения режущей пластины 28 достигается путем вращения регулировочного винта 38 вокруг его оси В. При вращении регулировочного винта 38 в одном направлении вокруг его оси В, он перемещается вдоль этой оси в сквозном регулировочном отверстии 36. Вследствие вращения регулировочный винт 38 воздействует на ползун 72 в направлении, поперечном к оси вращения В в направлении от него к режущей пластине 28. Сила, приложенная регулировочным винтом 38, должна быть достаточной, чтобы преодолеть силу, прикладываемую крепежным винтом 56, упомянутым выше. Ползун 72 смещается от крепежного винта 38, сдвигаясь в направлении к режущей пластине 28 вдоль прямой D, перпендикулярной прямой Е, перпендикулярной основанию 53, при этом ползун 72 выступает, но только частично, из гнезда 74. Вследствие этого режущая пластина 28 поджимается вперед ползуном 72 вдоль прямой D (см. фиг.5), при этом центральная линия F сквозного отверстия 35 режущей пластины дополнительно смещается вдоль прямой Е вследствие изгиба крепежного винта 56 под действием силы, приложенной к нему от ползуна 72. Это приводит к возникновению упругой силы в крепежном винте 56, которая стремится вернуть крепежный винт 56 в его первоначальное состояние и действует в направлении к регулировочному винту. Если ось вращения винта В направлена радиально по отношению к оси вращения А режущего инструмента 20, то режущая пластина 28 перемещается приблизительно в осевом направлении режущего инструмента 20. Любое перемещение режущей пластины 28 вдоль прямой D в направлении от оси вращения винта В вызывает перемещение крепежного винта 56, который поджимается в том же направлении.
[027] При вращении регулировочного винта 38 в противоположном направлении он перемещается вдоль оси вращения В из сквозного регулировочного отверстия 36. При этом сила, приложенная от регулировочного винта к ползуну 72 и соответственно к режущей пластине 28 и крепежному винту 56, уменьшается, и крепежный винт может возвращаться посредством возникшей в нем упругой силы в первоначальное состояние перед приложением к нему силы. Таким образом, вращение регулировочного винта 38 в противоположном направлении приводит в результате к уменьшению упругой силы, возникающей в крепежном винте 56. Вследствие этого режущая пластина 28 и ползун 72 смещаются назад вдоль прямой D, при этом центральная линия F сквозного отверстия 35 режущей пластины возвращается к начальному смещению от прямой Е. Режущая пластина 28 поджимает ползун 72 к регулировочному винту 38 и в направлении, поперечном к оси вращения В, при этом передняя поверхность 86 ползуна, выступающая из его гнезда 74, расположена в начальном до выполнения регулирования положении.
[028] Механизм регулирования 22 выполнен действующим в двух направлениях. Регулировочный винт 38 может перемещаться посредством вращения как внутрь корпуса 24, так и из него. Другими словами, вращение регулировочного винта 38 в противоположных направлениях вокруг его оси вращения В приводит в результате к регулированию положения режущей пластины 28 в противоположных направлениях (т.е. в двух направлениях) в направлении к оси вращения А режущего инструмента 20, или по существу в направлении, поперечном к оси вращения В. Регулирование положения режущей пластины 28 выполняется только регулировочным винтом 38 без вращения или удаления крепежного винта 56, что в значительной степени увеличивает точность положения режущей пластины 28, закрепленной в режущем инструменте 20, в соответствии с поставленной задачей. При этом регулировочный винт 38 непосредственно не контактирует с режущей пластиной 28.
[029] Настоящее изобретение было показано для осевого регулирования положения режущих пластин 28. Однако нет существенных ограничений на выбор направления регулирования. Следовательно, регулировочный винт 38 может быть направлен, например, так, что ось его вращения В будет направлена в осевом направлении, тем самым вызывая регулирование радиального положения режущей пластины 28 механизмом регулирования 22 в двух направлениях. Аналогично, регулировочный винт 38 может быть направлен, например, так, что ось его вращения В занимает любое заданное промежуточное направление между осевым и радиальным направлениями, тем самым вызывая регулирование положения режущей пластины 28 в заданном промежуточном направлении механизмом регулирования 22 в двух направлениях.
[030] Хотя настоящее изобретение было описано с некоторой степенью конкретности, следует понимать, что в нем могут быть выполнены изменения и модификации, не выходящие за рамки объема, определенного в приложенной формуле изобретения.