ОТРЕЗНОЙ РЕЗЕЦ И ДЕРЖАТЕЛЬ ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ НЕГО
DETACHABLE CUTTER AND TOOL HOLDER FOR IT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[001] Объект настоящего изобретения относится к отрезному резцу (также в дальнейшем называемому "резцом") и держателю инструмента (вместе с резцом называемому "узлом режущего инструмента"), выполненных с возможностью использования в случаях применения с относительно большим вылетом или большой глубиной резания.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[002] Как указывает название, отрезные резцы могут рассматриваться как имеющие форму "резца". Более конкретно, отрезные резцы имеют узкие удлиненные тела, выполненные с возможностью осуществления операций резания металла, в частности, операций отрезания и операций прорезания.
[003] Более конкретно, удлиненная форма резца определяется следующим образом. Удлиненный отрезной резец содержит противоположные первую и вторую боковые поверхности, проходящие между первой и второй продольными кромками и между первой и второй концевыми кромками, которые являются более короткими, чем продольные кромки. Размер толщины резца, заданный между первой и второй боковыми поверхностями, меньше, чем размер ширины отрезного резца, заданный между продольными кромками. Размер ширины отрезного резца меньше, чем продольный размер резца, заданный между первой и второй концевыми кромками.
[004] Такие отрезные резцы также содержат гнездо для вставки, выполненное с возможностью удерживания режущей вставки (также в дальнейшем называемой "вставкой"). Отрезные резцы являются удлиненными, что делает их особенно подходящими для случаев применения отрезания с относительно большим вылетом. Известно, что случаи применения с большим вылетом более восприимчивы к изгибу и вибрациям, чем случаи применения с относительно коротким вылетом.
[005] Альтернативой терминологии, описывающей большой вылет, является ссылка на механическую обработку заготовки. Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает решение для операций механической обработки, требующих большую глубину резания (например, резания заготовок с диаметром больше чем 50 мм, предпочтительно больше чем 60 мм или 70 мм, даже, например, до 130 мм). Варианты реализации, описанные ниже, фактически не ограничены указанной глубиной резания 130 мм, но заготовки такого диаметра являются редкими.
[006] Держатели инструмента, выполненные с возможностью удерживания таких отрезных резцов, удерживают их вдоль их периферийной области, в частности, вдоль их продольных кромок путем использования противоположных зажимных губок держателя инструмента. Продольные кромки и зажимные губки имеют взаимно клиновидную форму, обеспечивающую возможность зажатия и перемещения скольжением отрезного резца относительно держателя инструмента для обеспечения различных длин вылета.
[007] Один такой известный узел 10 режущего инструмента описан в EP 2822720B1, принадлежащем Заявителю настоящего изобретения, и схематично изображен на ФИГ. 1. Этот узел 10 режущего инструмента демонстрирует обычно используемую ориентацию отрезного резца 12, режущей вставки 14 и держателя 16 инструмента, выполненных с возможностью резания заготовки 18. В этой публикации также раскрыто использование охлаждающего вещества, подаваемого с высоким давлением через держатель и отрезной резец, т.е. внутри держателя инструмента и отрезного резца, для охлаждения вставки.
[008] Еще один известный узел 20 режущего инструмента раскрыт в журнале Sandvik Group Magazine под названием "Встречайте Sandvik №2, 2017" (Meet Sandvik) (страница 7), в дальнейшем называемом как "Журнал". Отрезной резец 22 согласно этому раскрытию схематично изображен на ФИГ. 2, на котором он показан удерживаемым держателем 24 инструмента, идентичным, держателю, изображенному на ФИГ. 1 (следует отметить, что в Журнале раскрыт другой держатель инструмента). Разумеется, это изображение дает только основное понимание, и комментарии, приведенные ниже и относящиеся к "ФИГ. 2", в случае любых противоречий относятся к раскрытию в Журнале. Кроме того, для понимания принципа работы схематично изображена заготовка 25. Отрезной резец 22 в Журнале отличается от отрезного резца 12, изображенного на ФИГ. 1, прежде всего тем, что гнездо 26 для вставки отрезного резца повернуто на 90˚ для использования подачи вдоль оси Y. Иными словами, передняя поверхность 50 отрезного резца 22, изображенного на ФИГ. 2, в основном перпендикулярна удлиненной части отрезного резца 22, в то время как передняя поверхность 48 отрезного резца 12 в основном параллельна удлиненной части отрезного резца 12.
[009] Указанная ориентация кармана, как предполагается, обеспечивает лучшую устойчивость и меньшую вибрацию, поскольку сила резания в основном направлена вдоль продольной части отрезного резца и, таким образом, обеспечивает возможность значительно более высоких скоростей подачи. Отрезной резец 22 также представляет собой отрезной резец, выполненный с возможностью подачи охлаждающего вещества через него с использованием показанных на чертеже выходных отверстий для охлаждающего вещества (основные местоположения которых схематично обозначены позиционными номерами 28 и 30), наблюдаемых рядом с режущей вставкой 32 и уплотняющим устройством 34, установленным на резце 22.
[0010] Задачей настоящего изобретения является создание нового и усовершенствованного отрезного резца с держателем инструмента и режущего узла инструмента.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0011] Согласно первому аспекту настоящего изобретения обеспечен удлиненный отрезной резец, имеющий основное продольное направление и содержащий: противоположные первую и вторую боковые поверхности, проходящие между первой и второй продольными кромками и также проходящие между противоположными первой и второй концевыми кромками, которые являются более короткими, чем первая и вторая продольные кромки, и проходят в поперечном направлении к первой и второй продольным кромкам; и гнездо для вставки, связанное с первой продольной кромкой и первой концевой кромкой; причем гнездо для вставки содержит первую и вторую зажимные губки вставки, которые образуют паз для размещения вставки (также в дальнейшем называемый как "паз") в местоположении, в котором они расположены напротив друг друга, при этом паз для размещения вставки открыт в направлении к первой концевой кромке.
[0012] Согласно второму аспекту настоящего изобретения обеспечен удлиненный отрезной резец, имеющий основное продольное направление и содержащий: противоположные первую и вторую боковые поверхности, проходящие между первой и второй продольными кромками и также проходящие между противоположными первой и второй концевыми кромками, которые являются более короткими, чем первая и вторая продольные кромки, и проходят в поперечном направлении к первой и второй продольным кромкам; и гнездо для вставки, связанное с первой продольной кромкой и первой концевой кромкой; причем гнездо для вставки выполнено с нижней упорной поверхностью гнезда, образованной оконечностью первой продольной кромки, и задней упорной поверхностью гнезда, образованной оконечностью первой концевой кромки; при этом нижняя упорная поверхность гнезда и задняя упорная поверхность гнезда проходят непараллельно друг другу.
[0013] Понятно, что и первый и второй аспекты определяют одну и ту же концепцию альтернативными способами, а именно, конфигурацией гнезда для вставки, для обеспечения преимущества над обоими из отрезных резцов уровня техники, показанных на ФИГ. 1 и 2.
[0014] В качестве уточнения, гнездо для режущей вставки, изображенное на ФИГ. 1, обеспечивает лучшее удаление стружки, чем то, которое показано на ФИГ. 2, поскольку над передней поверхностью 48 режущей вставки 14 отсутствует зажимная губка 36 вставки (изображенная на ФИГ. 2), что обеспечивает большее пространство для беспрепятственного отвода потока стружек. Однако теоретическая дополнительная устойчивость отрезного резца 22, изображенного на ФИГ. 2, не обеспечена. Напротив, гнездо 26 для вставки, изображенное на ФИГ. 2, имеет выходное отверстие 28 для охлаждающего вещества, расположенное чрезвычайно близко к режущей вставке (т.е. такая близость обусловлена зажимной губкой 36 вставки, содержащей выходное отверстие 28 для охлаждающего вещества), и отрезной резец 22 имеет предполагаемую дополнительную устойчивость, но испытывает недостаток дополнительной способности отвода стружки, как в конфигурации, изображенной на ФИГ. 1.
[0015] Еще одно независимое преимущество, как выяснилось, состоит в том, что для случаев применения с высокой скоростью подачи (например, больше чем 0,20 мм/оборот) использование упругой зажимной губки является менее предпочтительным, чем в случаях применения с обычной подачей (например, 0,20 мм/оборот или меньше), поскольку она быстро теряет упругость из-за действия повышенных сил. Понятно, что гнездо для вставки для высокой подачи без упругой зажимной губки само по себе является независимым преимуществом.
[0016] Соответственно, согласно третьему аспекту обеспечен отрезной резец для случаев применения с высокой скоростью подачи (например, равной 0,20 мм/оборот или выше) или относительно большой глубиной резания (например, >50 мм), содержащий гнездо для вставки, выполненное с нижней упорной поверхностью гнезда и задней упорной поверхностью гнезда; причем нижняя упорная поверхность гнезда и задняя упорная поверхность гнезда проходят непараллельно друг другу. Предпочтительно нижняя упорная поверхность гнезда может проходить в основном перпендикулярно задней упорной поверхности гнезда. Более предпочтительно задняя упорная поверхность гнезда может проходить в основном под прямым углом к нижней упорной поверхности гнезда. Для ясности, указанный отрезной резец лишен зажимной губки, проходящей над гнездом для вставки (т.е. напротив нижней упорной поверхности гнезда или даже только над пазом, выполненным между нижней упорной поверхностью гнезда и задней упорной поверхностью гнезда).
[0017] Понятно, что указанный отрезной резец с гнездом для вставки, лишенным указанной зажимной губки, проходящей над пазом или нижней упорной поверхностью гнезда, является независимым предпочтительным признаком, который может быть применим к любому из других аспектов. Однако также следует понимать, что другие аспекты не ограничиваются этим конкретным типом гнезда для вставки.
[0018] Даже при том, что настоящее изобретение, как изображено на ФИГ. 3, не имеет предпочтительного преимущества в виде выходного отверстия для охлаждающего вещества, ближайшего к режущей кромке на стороне передней поверхности, как показано на ФИГ. 2, считается, что предпочтительная способность отведения стружки перевешивает этот недостаток, в частности, для отрезного резца, который может использоваться для сравнительно высокой скорости подачи с обеспечением связанной с этим соответствующей высокой скорости стружкоотвода.
[0019] Согласно любому из вышеуказанных аспектов предпочтительно нижняя упорная поверхность гнезда может проходить в основном перпендикулярно продольному направлению, и задняя упорная поверхность гнезда может проходить в основном параллельно продольному направлению. Более предпочтительно задняя упорная поверхность гнезда может проходить в основном под прямым углом к нижней упорной поверхности гнезда и может проходить в основном параллельно продольному направлению.
[0020] Согласно любому из вышеуказанных аспектов может быть обеспечено дополнительное гнездо для вставки, связанное со второй продольной кромкой и первой концевой кромкой. Предпочтительно дополнительное гнездо для вставки имеет соответствующую конструкцию гнезда для вставки.
[0021] Следует отметить, что в конфигурации, изображенной на ФИГ. 2, гибкое соединение 38 первой и второй зажимных губок 36, 40 вставки расположено рядом с противоположным углом 42, связанным со второй продольной кромкой 44 и первой концевой кромкой 46. Понятно, что такая конфигурация обеспечивает возможность использования только одиночного гнезда для вставки, связанного с первой концевой кромкой 46 (следует отметить, что первая кромка является более короткой кромкой отрезного резца и, следовательно, расположена относительно близко). Напротив, как изображено на ФИГ. 3, поскольку сравнительное гибкое соединение зажимных губок режущей вставки не является ближайшим к смежному углу первой кромки, может быть обеспечена вторая режущая вставка, которая связана с первой кромкой. Понятно, что при обеспечении дополнительных гнезд для режущей вставки на одиночном отрезном резце срок службы отрезного резца значительно увеличивается. Это является независимым преимуществом настоящего изобретения, в дополнение к усовершенствованному стружкоотводу, описанному выше.
[0022] Согласно любому из вышеуказанных аспектов может быть обеспечено дополнительное гнездо (гнезда) для вставки, связанное со второй концевой кромкой.
[0023] Из описания известного отрезного резца, изображенного на ФИГ. 2, понятно, что неиндексируемая конструкция, вероятно, может быть выведена из гибкого соединения 38 гнезда 26 для вставки, расположенного на короткой кромке отрезного резца. Учитывая, что, в отличие от конфигурации, изображенной на ФИГ. 1, для выдерживания сил резания в конфигурации, изображенной на ФИГ. 2, с большей вероятностью потребуется упор, расположенный в задней части 47 резца, явно предпочтительным является отказ от легкоповреждаемого гибкого соединения, используемого в качестве упорного элемента, обеспечивающего опору.
[0024] Однако у вышеуказанных аспектов, которые не содержат гибкое соединение в таком местоположении, также имеется преимущество, которое состоит в том, что по меньшей мере одно гнездо для вставки может быть расположено в обеих первой и второй концевых кромках.
[0025] Согласно любому из вышеуказанных аспектов независимо от типа гнезда для вставки, продольная кромка, связанная с гнездом для вставки, может проходить в наклонном направлении под гнездом для вставки. Иными словами, продольное направление отрезного резца может быть неортогональным передней поверхности режущей вставки.
[0026] Понятно, что в обоих известных резцах, изображенных на ФИГ. 1 и 2, продольная кромка 44, 45 не проходит в наклонном продольном направлении отрезного резца под гнездом для вставки. Подобным образом, передние поверхности 48, 50 в обоих известных резцах являются в основном параллельными или в основном перпендикулярными продольному направлению.
[0027] Путем обеспечения такого признака (далее называемого как "наклонная конструкция отрезного резца") настоящее изобретение теоретически обеспечивает более устойчивый отрезной резец по сравнению с известным в уровне техники, поскольку сила резания, приложенная к отрезному резцу, большей частью направлена вдоль резца. Несмотря на признание того, что различные переменные, такие как диаметр заготовки, изменяют направление силы резания, предпочтительно угол θ наклона отвечает условию: 60°>θ>0°, более предпочтительно 50°>θ>10° и наиболее предпочтительно 40°>θ>20°. Кроме того, считается, что более предпочтительными являются значения, близкие к 30°. Угол θ наклона измеряют между линией, перпендикулярной оси хвостовика, и самой передней наклонно проходящей продольной кромкой.
[0028] Даже при том, что такая наклонная конструкция отрезного резца может быть предпочтительной относительно направления силы резания, удаление материала непосредственно под режущей вставкой, например, из стороны продольной кромки гнезда для вставки, уменьшает прочность конструкции гнезда для вставки.
[0029] Соответственно, в дополнение к наклонной конструкции отрезного резца, указанному ослаблению можно противодействовать применением ортогональной подкромки, расположенной рядом с гнездом для вставки. Для уточнения, ортогональный подкромочный участок продольной кромки, связанной с гнездом для вставки, может не проходить в наклонном направлении (например, не проходить с наклоном под гнездом для вставки или, иными словами, проходить ортогонально передней поверхности), и соединенная с ним наклонная подкромка может проходить от ортогональной подкромки к противоположной концевой кромки.
[0030] Такой ортогональный подкромочный участок может обеспечивать два независимых преимущества. Первое преимущество состоит в усилении зажимной губки для вставки, связанной с продольной кромкой (т.е. в обеспечении возможности ее утолщения и/или прохождения непосредственно под режущей вставкой и обеспечении большей поддержки), и второе преимущество состоит в том, что гнездо для вставки перемещено ближе к середине первой или второй концевой кромки и, таким образом, еще более центрирует силу резания вдоль продольного направления отрезного резца.
[0031] Соответственно, согласно четвертому аспекту настоящего изобретения обеспечен удлиненный отрезной резец, имеющий основное продольное направление и содержащий: противоположные первую и вторую боковые поверхности, проходящие между первой и второй продольными кромками и также проходящие между противоположными первой и второй концевыми кромками, которые являются более короткими, чем первая и вторая продольные кромки, и проходят в поперечном направлении к первой и второй продольным кромкам; и гнездо для вставки, связанное с первой продольной кромкой и первой концевой кромкой; причем гнездо для вставки является выемкой, проходящей ко второй продольной кромке.
[0032] Иными словами, термин "выемка, проходящая ко второй продольной кромке" может быть взаимозаменяемо определен как "выемка, расположенная на расстоянии от воображаемой выносной линии первой продольной кромки в направлении ко второй продольной кромке".
[0033] Независимо от используемой терминологии подразумевается, что такой аспект обеспечивает централизацию силы резания, как описано выше. Также следует понимать, что любой из вышеизложенных признаков, относящихся к первому, второму и третьему аспектам, также применим к данному аспекту, который определяет предпочтительное положение гнезда для вставки, а не конкретную конструкцию гнезда для вставки.
[0034] Согласно пятому аспекту настоящего изобретения обеспечен удлиненный отрезной резец, имеющий основное продольное направление и содержащий: противоположные первую и вторую боковые поверхности, проходящие между первой и второй продольными кромками и также проходящие между противоположными первой и второй концевыми кромками, которые являются более короткими, чем первая и вторая продольные кромки; причем первая и вторая продольные кромки проходят вдоль основного продольного направления; отрезной резец также содержит гнездо для вставки, открывающееся к первой концевой кромке или ближайшее к первой концевой кромке; при этом гнездо для вставки содержит нижнюю упорную поверхность гнезда и по меньшей мере одну дополнительную упорную поверхность; причем первая продольная кромка содержит ближний участок, который является ближайшим к нижней упорной поверхности гнезда и проходит под нижней упорной поверхностью гнезда.
[0035] Более конкретно, гнездо для режущей вставки может открываться к одному из следующего: (a) первой концевой кромке; (b) первой концевой кромке и первой продольной кромке; или (c) первой продольной кромке на ее участке, расположенном рядом с первой концевой кромкой.
[0036] Предпочтительно ближний участок проходит под всем гнездом для вставки.
R
D
[0037] Предпочтительно ближний участок проходит как в заднем направлении, так и в нижнем направлении (D, D).
D
[0038] Предпочтительно угол θ1 наклона резца, измеряемый между нижним направлением D и ближним участком, отвечает условию: 60°>θ1>0°, более предпочтительно 50°>θ1>10° и наиболее предпочтительно 40°>θ1>20°. Кроме того, считается, что более предпочтительными являются значения угла θ1 наклона резца, близкие к 30°.
S
F
R
[0039] Указанная выше по меньшей мере одна дополнительная упорная поверхность может быть либо упорной поверхностью верхней зажимной губки (подобной поверхности относящейся к карману, показанному на ФИГ. 2, верхней зажимной губки, обозначенной позиционным номером "36", и, соответственно, по меньшей мере одного дополнительного упорного элемента, расположенного напротив нижней упорной поверхности гнезда), либо может быть задней упорной поверхностью гнезда (подобной поверхности кармана, показанной на ФИГ. 5B, обозначенной позиционным номером "134B", и, соответственно, по меньшей мере одного дополнительного упорного элемента, в основном перпендикулярного нижней упорной поверхности гнезда). Точная ориентация дополнительной упорной поверхности не важна, скорее подразумевается, что обычно режущая вставка должна быть зафиксирована более чем одной упорной поверхностью, и положение нижней упорной поверхности гнезда используется для описания относительной ориентации указанного ближнего участка. Также следует понимать, что нижняя упорная поверхность гнезда может отличаться и часто отличается от плоской поверхности, но что она в основном лежит в плоскости P гнезда (см. ФИГ. 16B). Плоскость гнезда в основном перпендикулярна первой и второй боковым поверхностям и параллельна переднему и заднему направлениям (D, D).
[0040] Удлиненный отрезной резец может иметь линейную форму или нелинейную форму. Например, удлиненный отрезной резец может быть согнут или искривлен. Согласно вариантам реализации, в которых отрезной резец имеет изгиб, указанный изгиб предпочтительно может быть расположен приблизительно в центральной части длины резца. Предпочтительно изгиб может находиться точно посередине длины резца, обеспечивая возможность одинаковой индексации резца относительно его середины.
[0041] Такой резец может иметь, например, в установленном положении вертикально проходящий зажимающий участок и проходящий с наклоном режущий участок (такие участки могут переключать функции при индексировании, если они выполнены с возможностью индексирования). Соответственно, например, резец может быть установлен в относительно компактном держателе 64 инструмента, как показано на ФИГ. 3, и все же иметь предпочтительную наклонную ориентацию, обеспеченную в режущих узлах, показанных, например, на ФИГ. 6 и 7A. Кроме того, такой резец может быть установлен в стандартном держателе 16 или 24 инструмента (например, показанном на ФИГ. 1 и 2), выполненном для резца, не имеющего наклона.
[0042] Понятно, что такой отрезной резец в случае необходимости может быть установлен даже с различными длинами вылета. Это является дополнением к предпочтительному приложению силы.
[0043] Предварительные испытания были проведены с линейным резцом, имеющим угол наклона 15° (как изображено на ФИГ. 7A) и -15° (не показано), а также 0° (как изображено на ФИГ. 3), и показали превосходную устойчивость при всех углах. Недавние испытания линейного резца с ориентационным углом 30° наклона (в конфигурации, подобной резцу, показанному на ФИГ. 7A), как выяснилось, продемонстрировали превосходные результаты (при выполнении примерно двойного количества операций резания пазов по сравнению с вышеуказанными вариантами реализации). Резец нелинейного типа, показанный на ФИГ. 16A-16E, имеющий ориентационный угол 30° наклона, как ожидается, обеспечивает подобные преимущества над испытанным линейным резцом.
[0044] Согласно шестому аспекту настоящего изобретения обеспечен удлиненный отрезной резец, имеющий основное продольное направление и содержащий: противоположные первую и вторую боковые поверхности, проходящие между первой и второй продольными кромками и также проходящие между противоположными первой и второй концевыми кромками, которые являются более короткими, чем первая и вторая продольные кромки, и проходят в поперечном направлении к первой и второй продольным кромкам; и гнездо для вставки, связанное с первой продольной кромкой и первой концевой кромкой; причем первая концевая кромка также содержит выступающий участок, которой выступает в основном в продольном направлении дальше, чем гнездо для вставки; причем выступающий участок содержит выходное отверстие резца, направленное к гнезду для вставки.
[0045] Даже при том, что обеспечение выступающего участка уменьшает описанное выше доступное пространство для удаления стружки, предпочтительное обеспечение охлаждающего вещества, как полагают, перевешивает этот недостаток по меньшей мере для некоторых случаев применения.
[0046] Согласно седьмому аспекту настоящего изобретения обеспечен отрезной резец и уплотняющее устройство для отрезного резца, причем отрезной резец содержит: противоположные первую и вторую боковые поверхности, проходящие между периферийными кромками; и гнездо для вставки; при этом отрезной резец также содержит внутреннюю конструкцию для подачи охлаждающего вещества, содержащую входное отверстие резца, открытое к первой и второй боковым поверхностям, выходное отверстие резца, открытое в гнездо для режущей вставки или к гнезду для режущей вставки, и канал резца, проходящий от входного отверстия резца к выходному отверстию резца; причем уплотняющее устройство содержит уплотняющий участок, выполненный с возможностью уплотнения входного отверстия резца во второй боковой поверхности, и по меньшей мере частично снабженную резьбой хвостовой участок, длина которого больше, чем толщина резца, измеренная от первой боковой поверхности до второй боковой поверхности; при этом отрезной резец не имеет резьбового отверстия, выполненного с возможностью размещения в нем указанного резьбового хвостового участка.
[0047] Понятно, что указанный хвостовой участок выполнен с возможностью прохождения через резец и соединения посредством резьбы с резьбовым отверстием держателя инструмента, удерживающего отрезной резец. Поскольку отрезной резец может быть также изготовлен без резьбового отверстия для крепления уплотняющего устройства, изготовление резца упрощено (например, обеспечением простого безрезьбового отверстия); отрезной резец потенциально может быть выполнен более тонким, чем сравниваемый резец с резьбовым отверстием (поскольку для надежного соединения обычно необходимы по меньшей мере три витка резьбы, определяющие минимальную толщину резца).
[0048] Другое преимущество может состоять в том, что теоретически возможно закрыть входное отверстие резца прямым взаимодействием с держателем инструмента, таким образом обеспечивая возможность передачи охлаждающего вещества высокого давления без потребности в уплотняющем кольце и связанной с ним конструкции между держателем инструмента и отрезным резцом.
[0049] Соответственно, считается теоретически возможным обеспечение отрезного резца, имеющего толщину 2,2 мм или меньше, предпочтительно 2,0 мм или меньше и наиболее предпочтительно от 1,7 мм до 1,9 мм включительно. Указанная толщина относится к толщине всего резца (подразумевается, что существуют отрезные резцы, которые имеют очень малую толщину на участке рядом с гнездом для режущей вставки и увеличенную толщину на расстоянии от гнезда для режущей вставки).
[0050] Настоящий аспект может быть применен к удлиненным отрезным резцам, в частности, имеющим основное продольное направление, первую и вторую продольные кромки и противоположные первую и вторую концевые кромки, которые являются более короткими, чем первая и вторая продольные кромки, и проходят в поперечном направлении к первой и второй продольным кромкам, причем гнездо для режущей вставки связано с первой продольной кромкой и первой концевой кромкой.
[0051] Кроме того, в отличие от некоторых других аспектов настоящей заявки, преимущество отрезного резца, лишенного резьбовых отверстий между его противоположными первой и второй боковыми поверхностями, является предпочтительным даже для отрезных резцов, которые не являются удлиненными (например, отрезных резцов типа, раскрытого в заявке на патент WO2018/047162, где они названы "адаптерами"; указанная заявка на патент принадлежит настоящему Заявителю, и ее содержание посредством ссылки полностью включено в настоящий документ).
[0052] Понятно, что преимущество отрезного резца, не имеющего резьбового отверстия, обеспечивающее возможность значительного уменьшения толщины резца, не относится к форме отрезного резца.
[0053] Подводя итог, признаки седьмого аспекта также могут быть применены к неудлиненному резцу, например неудлиненному отрезному резцу с одним или более гнездами для вставки.
[0054] Следует отметить, что первый, второй, третий и четвертый аспекты относятся к конструкции, связанной с гнездом для режущей вставки, пятый аспект относится к форме резца, а шестой и седьмой аспекты относятся к признакам конструкции для подачи охлаждающего вещества. Соответственно, следует понимать, что любой из шестого и седьмого аспектов может быть объединен с любым из несвязанных с ними признаков из первого по пятый аспектов для создания еще более предпочтительного отрезного резца. Также следует понимать, что отрезной резец согласно любому из первых четырех аспектов в случае необходимости может быть лишен устройства для подачи охлаждающего вещества.
[0055] В дополнение к тому, что установлено в обсуждении аспекта, относящегося к резьбовому отверстию, (шестого аспекта), отрезной резец может быть выполнен более тонким, чем известные сравниваемые резцы, благодаря дополнительной устойчивости, обеспеченной ориентацией режущей вставки, направляющей силу резания в продольном направлении в резец.
[0056] Соответственно, согласно любому из вышеуказанных аспектов отрезной резец может иметь толщину 2,2 мм или меньше. Указанная толщина резца может соответствовать значениям, определенным выше.
B
S
S
B
S
B
S
B
S
[0057] Как описано ниже относительно держателя инструмента, предпочтительный держатель инструмента для любого из аспектов может удерживать отрезной резец в одном положении, т.е. без возможности изменения длины его вылета, как в отрезных резцах уровня техники, изображенных на ФИГ. 1 и 2. Согласно вариантам реализации, в которых такой признак принимается во внимание, согласно любому из вышеуказанных аспектов  отношение максимальной длины L резца и длины L хвостовика, оба из которых измерены параллельно продольному направлению, может соответствовать условию L/L<0,45, предпочтительно L/L<0,40 и наиболее предпочтительно L/L<0,35. Длина L хвостовика является самым коротким расстоянием, измеренным от второй концевой кромки до входного отверстия резца, выполненного перед гнездом для режущей вставки, расположенным у первой концевой кромки.
B
S
O
S
S
B
[0058] Понятно, что, если максимальная длина Lрезца теоретически разделена на длину L хвостовика (для установки в держателе инструмента) и остальную часть, являющуюся длиной L вылета, сочетание конструкций гнезда для вставки, описанных выше, и узла режущего инструмента, выполненного без возможности любых вылетов (как описано ниже), обеспечивает возможность достижения намного более короткой длины L хвостовика, чем у хвостовиков, использованных прежде для отрезных резцов. Теоретически, длина L хвостовика даже может быть такой короткой, как, например, ширина W отрезного резца.
[0059] Согласно восьмому аспекту настоящего изобретения обеспечен держатель инструмента, содержащий: хвостовик инструмента, имеющий ось хвостовика, задающую переднее и заднее направления; и головку инструмента, соединенную с хвостовиком инструмента; причем хвостовик инструмента содержит противоположные самую верхнюю и самую нижнюю поверхности хвостовика, которые задают верхнее и нижнее направления, перпендикулярные оси хвостовика, и также содержит первую и вторую боковые поверхности хвостовика, которые задают первое и второе боковые направления, которые перпендикулярны оси хвостовика, а также верхнему и нижнему направлениям; при этом головка инструмента проходит в переднем и нижнем направлениях от переднего участка хвостовика инструмента и содержит карман для резца; причем карман для резца содержит периферийную стенку, выполненную с отверстием гнезда, которое открыто в верхнем направлении.
[0060] Не будучи связанным с подробностями, описанными в предыдущем параграфе, общий принцип настоящего изобретения должен обеспечивать держатель инструмента, имеющий традиционную ("горизонтальную") ориентацию хвостовика, подобную показанной на ФИГ. 1, и нетрадиционную ("вертикальную" или "в основном вертикальную") ориентацию отрезного резца, подобную показанной на ФИГ. 2, таким образом, обеспечивая возможность установки держателя инструмента в револьверные головки традиционных станков (обычно испытывающих недостаток способности вертикального перемещения), и в то же время обеспечивая преимущества устойчивости конструкции, изображенной на ФИГ. 2. Текущее испытание показало, что настоящее изобретение обеспечивает лучшую устойчивость, чем известные конструкции. Поскольку вышеуказанные традиционные станки испытывают недостаток способности вертикального перемещения, согласно предпочтительным вариантам реализации держатель инструмента выполнен с возможностью удерживания отрезного резца в одном положении (т.е. без возможности изменения длины вылета, что является доступным в известных держателях инструмента, изображенных на ФИГ. 1 и 2. Несмотря на то, что такая способность всегда является одним из основных признаков узла режущего инструмента с отрезным резцом, полагается, что компромиссное решение, обеспечивающее превосходную устойчивость, перевешивает указанный недостаток. Иными словами, аспекты держателя инструмента и узлов инструмента согласно настоящему изобретению не ограничиваются конструкциями гнезд для режущей вставки или структурами для подачи охлаждающего вещества, описанными в предыдущих аспектах, но в то же время могут быть явно предпочтительными, если используются в соединении с ними.
[0061] Впоследствии также выяснилось, что даже в применении к станкам, имеющим способность вертикального перемещения, настоящее изобретение является предпочтительным, поскольку обычно способность вертикального перемещения используется для нетрудной или несложной механической обработки.
[0062] Карман для резца выполнен с возможностью удерживания отрезного резца. Карман для резца может быть расположен в середине головки инструмента (например, в желобе, не показанном на чертежах). Однако предпочтительно карман для резца расположен в боковой поверхности головки инструмента.
[0063] Периферийная стенка может содержать два боковых участка стенки, проходящих от отверстия гнезда. Боковые участки стенки могут проходить в нижнем направлении. Согласно предпочтительному варианту реализации боковые участки стенки могут проходить в нижнем и заднем направлениях от отверстия гнезда. Не углубляясь в теорию, считается, что нижняя и задняя ориентация (например, как изображено на ФИГ. 6) является предпочтительной по сравнению с ориентацией только в нижнем направлении (90°) (как изображено на ФИГ. 3) на том основании, что вибрация отрезного резца во время механической обработки с меньшей долей вероятности приводит к отклонению незажатой части отрезного резца от заготовки под действием сил резания и возвращения, подобно маятнику, с ударом по заготовке (следует понимать, что такое перемещение является чрезвычайно малым). Также считают, что наклонная конструкция отрезного резца является предпочтительной, как описано выше. Тем не менее, на ФИГ. 3 безусловно представлен один возможный вариант реализации настоящего изобретения. Следует отметить, что любой основной верхний наклон отрезного резца может обеспечивать основное преимущество настоящего изобретения, даже если отрезной резец будет иметь наклон в заднем направлении (не показано), вместо вертикальной ориентации, показанной на ФИГ. 3, и ориентации с наклоном в переднем направлении, как изображено на ФИГ. 6. Тем не менее, для заднего наклона может потребоваться, чтобы головка инструмента имела более громоздкую конструкцию в переднем направлении, чем при вертикальном наклоне, и чтобы вертикальный наклон был больше, чем передний наклон. Как изображено на ФИГ. 6, передний наклон позволяет придать головке инструмента компактную форму в области рядом с ее самой нижней точкой (т.е., материал, обозначенный штриховыми линиями, не является необходимым, но в то же время он присутствует на ФИГ. 3).
[0064] Периферийная стенка может содержать упорный участок стенки. Упорный участок стенки предназначен для создания отрезного резца с фиксированной относительной высотой (т.е. для использования в одном положении). Упорный участок предпочтительно расположен противоположно отверстию гнезда. Упорный участок стенки предпочтительно является прямым. Упорная стенка может быть соединена с одним или обоими из боковых участков стенки.
[0065] Держатель инструмента может содержать зажим, выполненный с возможностью удерживания отрезного резца в кармане для резца. Зажим может быть расположен рядом с одним из боковых участков стенки. Такая конструкция может обеспечивать прочный периферийный зажимной механизм уровня техники.
[0066] Согласно одному предпочтительному варианту реализации зажим расположен рядом с боковым участком стенки, ближайшим к хвостовику инструмента. Это обеспечивает возможность относительного уменьшения другого бокового участка стенки (т.е. самого переднего бокового участка стенки), обеспечивая преимущества компактной конструкции головки инструмента. Следует отметить, что такое расположение является противоположным известному расположению режущих узлов, в которых, как известно, режущая вставка находится на той же стороне резца, которая удерживается зажимом, выполненным с возможностью перемещения. Такая конструкция является традиционной, поскольку силы резания прежде всего направлены к стороне резца, удерживаемой статическим (и, следовательно, более устойчивым) компонентом. Однако для настоящего изобретения, для которого характерно стремление уменьшить размер держателя инструмента в его переднем конце, и силы резания больше направлены в продольном направлении, чем при традиционных расположениях резца (например, как показано на ФИГ. 1), такая конструкция считается предпочтительной.
[0067] Согласно еще одному варианту реализации периферийная стенка может содержать одиночный боковой участок стенки, проходящий от отверстия гнезда, и зажим может образовывать второй боковой участок стенки, противоположный первому боковому участку стенки. В таком случае зажим может являться неотъемлемой частью держателя инструмента с одним или более гибкими соединениями (обеспечивающими возможность получения компактной конструкции) или отдельным компонентом (обеспечивающим простоту изготовления, подобно зажиму 54, показанному на ФИГ. 1). В таком варианте реализации предпочтение компактной конструкции головки инструмента может уступать предпочтению доступа к зажиму со стороны передней части держателя инструмента.
[0068] Боковые участки стенки могут быть длиннее, чем упорный участок стенки. Иными словами, карман для резца может иметь удлиненную форму. Понятно, что чем длиннее карман для резца, тем более устойчивым является зажатие. Согласно практическому правилу известных держателей инструмента вылет отрезного резца обычно составляет 1/3 общей длины отрезного резца с обязательным условием зажатия остальной части. Однако для удлиненного кармана для резца также требуется больший размер головки инструмента. Соответственно, предпочтительной является минимизация длины кармана для резца для обеспечения достаточно сильного зажатия с одновременным уменьшением размера головки инструмента.
SW
ST
B
SW
ST
SW
ST
SW
ST
SW
ST
[0069] Предпочтительно длина L бокового участка стенки (измеренного от отверстия гнезда до упорного участка стенки) и длина L упора (измеренная между двумя боковыми участками стенки с вычетом длины пространства, занимаемого зажимом, если таковой присутствует; иными словами, эта величина эквивалентна ширине W отрезного резца) отвечают условию L<3L, предпочтительно L<2L, наиболее предпочтительно L<1,5L. Теоретически предпочтительно L≥L.
[0070] Соответственно, количество винтов, используемое для зажимного механизма, может быть меньше чем традиционные три или четыре винта.
[0071] Боковые участки стенки предпочтительно сужены для обеспечения защелкивающейся конструкции, аналогичной изображенной на ФИГ. 1. Подобным образом, продольные кромки отрезного резца могут быть сужены соответствующим образом. Следует отметить, что поскольку настоящий держатель инструмента не обеспечивает регулирование вылета, продольные кромки не обязательно должны быть строго параллельными или параллельными вдоль всей их длины. Тем не менее, зажатие продольных кромок и более предпочтительное сужение продольных кромок, как полагают, обеспечивает самое предпочтительное зажимное приспособление, даже при том, что теоретически возможны другие конструкции (например, отверстия под винт, выполненные в резце и поверхности кармана, или более предпочтительно отверстия под винт, объединенные с клиновидными боковыми кромками. Даже при том, что отрезной резец не имеет таких отверстий под винт, он, тем не менее, имеет самую предпочтительную конфигурацию.
[0072] Согласно одному варианту реализации поверхность кармана содержит резьбовое отверстие. Резьбовое отверстие может быть расположено рядом с выходным отверстием держателя инструмента. В таком случае держатель инструмента может быть выполнен с возможностью подачи охлаждающего вещества высокого давления (например, более чем 20 бар или предпочтительно более чем 60 бар). Поверхность кармана, теоретически, может быть выполнена без уплотняющего элемента (например, уплотнительного кольца), расположенного между карманом для резца и отрезным резцом.
[0073] Держатель инструмента предпочтительно может быть выполнен с возможностью удерживания отрезного резца в одном положении (т.е. может обеспечивать только одну длину вылета). Тем не менее, предусмотрено, что для точной настройки положения отрезного резца может быть использован компонент точной настройки. Например, такой компонент может быть расположен рядом с упорным участком стенки.
[0074] Согласно одному варианту реализации в отрезном резце может быть выполнено уплотняющее отверстие. Уплотняющее отверстие может быть выполнено с возможностью размещения в нем хвостовика уплотняющего устройства. Уплотняющий элемент может быть удлиненным в продольном направлении. Указанное уплотняющее отверстие может быть значительно больше, чем отверстие в поверхности кармана, выполненное с возможностью размещения в нем хвостовика уплотняющего устройства, проходящего через уплотняющее отверстие. Такая конструкция может способствовать указанной точной настройке. Альтернативно, такая конструкция может способствовать изготовлению резца и/или держателя инструмента со смягчением требований к допуску и/или обеспечением точной настройки положения резца.
[0075] Несмотря на то, что хвостовик инструмента, изображенный на чертежах, имеет в основном квадратное сечение, следует понимать, что такие хвостовики могут иметь другие формы, например, иметь круглое сечение (т.е. иметь цилиндрическую форму). Для цилиндрического хвостовика, например, самая верхняя и самая нижняя поверхности хвостовика, а также первая и вторая боковые поверхности хвостовика могут быть тонкими участками линии, параллельными оси хвостовика, в определенных предельных положениях.
[0076] Согласно девятому аспекту настоящего изобретения обеспечен держатель инструмента, содержащий: хвостовик инструмента, имеющий ось хвостовика, задающую переднее и заднее направления; и головку инструмента, соединенную с хвостовиком инструмента и содержащую гнездо для вставки или карман для резца; причем хвостовик инструмента содержит: противоположные самую верхнюю и самую нижнюю поверхности хвостовика, которые задают верхнее и нижнее направления, перпендикулярные оси хвостовика; первую и вторую боковые поверхности хвостовика, которые задают первое и второе боковые направления, перпендикулярные оси хвостовика и верхнему и нижнему направлениям; при этом рядом по меньшей мере с участком первой боковой поверхности хвостовика расположен усиливающий участок, соединяющий первую боковую поверхность хвостовика и головку инструмента.
[0077] Усиливающий участок может обеспечивать дополнительную конструктивную прочность для поддержки головки инструмента. Понятно, что существуют чрезвычайно высокие силы резания в случаях применения с большим вылетом, являющихся объектом настоящего изобретения, и усиливающий участок способствует уменьшению изгибающих усилий, действующих на головку инструмента.
[0078] После разработки держателя инструмента для отрезного резца было установлено, что усиливающий участок также улучшает рабочие характеристики режущих инструментов других типов.
[0079] Когда хвостовик инструмента установлен в пазу револьверной головки, усиливающий участок выполнен с возможностью прохождения за пределы выемки рядом с револьверной головкой.
[0080] Предпочтительно усиливающий участок также проходит в нижнем направлении дальше, чем самая нижняя поверхность хвостовика. В таких вариантах реализации предпочтительно усиливающий участок может содержать высвобождающий участок, непосредственно расположенный рядом с самой нижней поверхностью. В конфигурациях, в которых желательно, чтобы усиливающий участок упирался в боковую поверхность револьверной головки, высвобождающий участок проходит только на ограниченное расстояние в нижнем направлении, и дальше в нижнем направлении от нее толщина усиливающего участка увеличивается во втором боковом направлении (т.е. в целом к хвостовику инструмента). Иными словами, высвобождающий участок может придавать усиливающему участку форму цапфы.
[0081] Согласно одному варианту реализации ширина хвостовика инструмента может быть выполнена таким образом, что вторая боковая поверхность хвостовика не контактирует с пазом револьверной головки, и усиливающий участок упирается в боковую поверхность револьверной головки. Предпочтительно в таком варианте реализации имеется вышеуказанный высвобождающий участок.
[0082] Однако следует понимать, что несмотря на то, что такой упорный элемент может в некоторой степени способствовать устойчивости, основное преимущество усиливающего участка, как полагают, обеспечено не этим упорным элементом, а скорее дополнительной конструктивной опорой между головкой инструмента и хвостовиком инструмента. Соответственно, следует понимать, что вторая боковая поверхность хвостовика может быть выполнена с возможностью контактирования с пазом револьверной головки, и усиливающий участок может быть выполнен с возможностью размещения на расстоянии от револьверной головки.
W
[0083] Предпочтительно усиливающий участок имеет форму резца. В качестве уточнения, ширина H усиливающего участка, измеренная параллельно первому и второму боковым направлениям, может быть самым меньшим размером усиливающего участка. Такая конфигурация обеспечивает два преимущества: во-первых, изгибающему моменту или изгибающим усилиям наиболее эффективно противостоит указанная ориентация формы резца; во-вторых, выступание усиливающего участка из револьверной головки является минимальным.
[0084] Несмотря на то, что усиливающий участок может иметь однородное поперечное сечение и может проходить от головки инструмента до конца хвостовика, подразумевается, что самая критическая область для опоры расположена рядом с головкой инструмента. Соответственно, предпочтительно усиливающий участок может проходить от головки инструмента только до центральной части хвостовика инструмента (т.е. не до заднего конца хвостовика, несмотря на то, что такое расположение явно является дополнительным). Несмотря на то, что такое расположение является дополнительным, оно обеспечивает преимущество, состоящее в снижении количества материала, требуемого для головки инструмента. Подобным образом, высота усиливающего участка (измеренная параллельно верхнему и нижнему направлениям) может быть самой большой рядом с головкой инструмента и может уменьшаться при отдалении от нее. Усиливающий участок может иметь уменьшающуюся высоту при увеличении расстояния от головки инструмента.
[0085] Предпочтительно усиливающий участок может лежать в той же плоскости, что и карман для резца. Иными словами, для случаев применения с отрезанием заготовок и нарезанием пазов оптимальным для усиливающего участка является его расположение в той же плоскости, что и режущая вставка.
[0086] Предпочтительно усиливающий участок может быть выполнен с участком гнезда для вставки или кармана для резца. Указанный участок может быть боковой стенкой, проходящей от поверхности кармана.
R
R
S
R
S
R
S
[0087] Предпочтительно высота рядом с головкой инструмента составляет по меньшей мере половину высоты хвостовика инструмента. Более предпочтительно высота рядом с головкой инструмента по меньшей мере равна высоте хвостовика инструмента. В отношении высоты H усиливающего участка это означает, что рядом с головкой инструмента высота H усиливающего участка составляет по меньшей мере полторы высоты H хвостовика инструмента (H≥1,5H) и предпочтительно составляет H≥2H.
[0088] Вогнутая поверхность держателя инструмента может проходить от передней стороны хвостовика инструмента к передней самой верхней точке головки инструмента. Передняя вогнутая поверхность может определять длину вылета инструмента от отверстия гнезда до высоты самой верхней поверхности хвостового участка, измеренного перпендикулярно продольному направлению кармана.
[0089] Понятно, что подобно предыдущему аспекту, несмотря на то, что хвостовик инструмента, показанный на чертежах, имеет в основном квадратное сечение, такие хвостовики могут иметь другие формы, например, могут иметь круглое сечение (т.е. иметь цилиндрическую форму).
[0090] Понятно, что любой из признаков, упомянутых в связи с предыдущим аспектом, может быть включен в настоящий аспект.
[0091] Согласно десятому аспекту настоящего изобретения обеспечен держатель инструмента, содержащий: хвостовик инструмента, имеющий ось хвостовика, задающую переднее и заднее направления; и головку инструмента, соединенную с хвостовиком инструмента и проходящую вперед из хвостовика инструмента; причем хвостовик инструмента содержит: противоположные самую верхнюю и самую нижнюю поверхности хвостовика, которые задают верхнее и нижнее направления, перпендикулярные оси хвостовика; первую и вторую боковые поверхности хвостовика, которые задают первое и второе боковые направления, перпендикулярные оси хвостовика и верхнему и нижним направлениям; при этом держатель инструмента также содержит гнездо для вставки или карман для резца, который частично выполнен в головке инструмента и проходит назад из головки инструмента.
[0092] Иными словами, держатель инструмента, имеющий хвостовой участок, который должен удерживаться револьверной головкой или станком, и головку инструмента для обеспечения поддержки расположенного рядом с заготовкой отрезного резца или режущей вставки, выполняющих механическую обработку заготовки, в сочетании с отрезным резцом или режущей вставкой, имеющими размер, при котором они проходят назад за головку инструмента, обеспечивает компактный узел инструмента с неизвестной до настоящего времени относительно большой глубиной резания.
[0093] Согласно одиннадцатому аспекту настоящего изобретения обеспечен держатель инструмента, содержащий карман для резца, который в свою очередь содержит поверхность кармана и одну или более боковые стенки; причем держатель инструмента, также содержит упругий смещающий элемент, расположенный вдоль поверхности кармана и выполненный с возможностью обеспечения силы смещения в направлении к одной из упорных поверхностей инструмента или области, к которой сходятся две упорных поверхности инструмента.
[0094] Согласно двенадцатому аспекту настоящего изобретения обеспечен осесимметричный отрезной резец, содержащий: противоположные первую и вторую боковые поверхности; периферийную кромку, соединяющую первую и вторую боковые поверхности; и множество расположенных по окружности гнезд для вставки, выполненных вдоль периферийной кромки; причем каждое гнездо для вставки имеет только один канал для охлаждающего вещества, связанный с ним; при этом каждый канал для охлаждающего вещества проходит от входного отверстия резца, ближайшего к центральной части отрезного резца, но смещенного от него в направлении к выходному отверстию резца, и открыт в гнездо для вставки или в направлении к гнезду для вставки.
[0095] Предпочтительно выходное отверстие резца выполнено с возможностью направления над передней поверхностью режущей вставки, удерживаемой связанным с ней гнездом для вставки.
[0096] Согласно тринадцатому аспекту настоящего изобретения обеспечен узел режущего инструмента, содержащий держатель инструмента, отрезной резец и режущую вставку; причем держатель инструмента содержит поверхность кармана по меньшей мере с одним отверстием, проходящим в ней; при этом отрезной резец содержит по меньшей мере одно гнездо для вставки и по меньшей мере одно отверстие, ближайшее к гнезду для вставки и выполненное с возможностью выталкивания вставки из гнезда для вставки или установки вставки в гнездо для режущей вставки; причем когда отрезной резец установлен в держателе инструмента, крепежный элемент проходит по меньшей мере через одно отверстие в отрезном резце и входит по меньшей мере в одно отверстие в поверхности кармана для способствования прикреплению отрезного резца к держателю инструмента.
[0097] Предпочтительно отверстия, выполненные в поверхности кармана, являются резьбовыми, и крепежный элемент является винтом с соответствующей резьбой.
[0098] Предпочтительно по меньшей мере одно отверстие, выполненное в отрезном резце, не имеет резьбы.
[0099] Согласно одному предпочтительному варианту реализации отрезной резец содержит по меньшей мере одно дополнительное отверстие, которое выполнено без возможности выталкивания вставки из гнезда или установки вставки в гнездо, и отрезной резец прикреплен к держателю инструмента крепежным элементом, проходящим через указанное по меньшей мере одно дополнительное отверстие, и по меньшей мере еще одним крепежным элементом, проходящим через указанное по меньшей мере одно отверстие, выполненное с возможностью выталкивания вставки из гнезда для вставки или установки вставки в гнездо для вставки.
[00100] Согласно четырнадцатому аспекту настоящего изобретения обеспечен узел инструмента, содержащий: держатель инструмента и либо отрезной резец, либо режущую вставку; причем держатель инструмента содержит хвостовик инструмента, имеющий ось хвостовика, задающую переднее и заднее направления, и постоянную форму сечения, перпендикулярного оси хвостовика; и головку инструмента, соединенную с хвостовиком инструмента, проходящую в переднем направлении из хвостовика инструмента и имеющую изменяющееся сечение в направлении к хвостовому участку; при этом гнездо для вставки или карман для резца по меньшей мере частично выполнены в головке инструмента; причем когда отрезной резец или режущая вставка установлены в гнезде для вставки или кармане для резца, по меньшей мере участок отрезного резца или режущей вставки проходит в заднем направлении из головки инструмента.
[00101] Согласно пятнадцатому аспекту настоящего изобретения обеспечен узел инструмента, содержащий: держатель инструмента и либо отрезной резец, либо режущую вставку; причем держатель инструмента содержит: хвостовик инструмента, имеющий ось хвостовика, задающую переднее и заднее направления; головку инструмента, соединенную с хвостовиком инструмента, проходящую в переднем направлении из хвостовика инструмента и содержащую обращенную назад заднюю поверхность головки инструмента; и карман, по меньшей мере частично выполненный в головке инструмента с возможностью удерживания отрезного резца или режущей вставки; при этом когда отрезной резец или режущая вставка установлены в кармане, они проходят в заднем направлении за заднюю поверхность головки инструмента.
[00102] Согласно шестнадцатому аспекту настоящего изобретения обеспечен узел режущего инструмента, содержащий держатель инструмента и отрезной резец согласно любому из предыдущих аспектов.
[00103] Понятно, что следующие признаки применимы ко всем аспектам.
[00104] Узел режущего инструмента также может содержать режущую вставку. Режущая вставка может содержать режущую кромку, ширина которой больше, чем ширина всего отрезного резца.
[00105] Держатель инструмента может быть выполнен с возможностью удерживания отрезного резца только вдоль его периферийной области посредством упорного элемента поверхности кармана.
[00106] Тело отрезного резца может быть монолитной цельной конструкцией (т.е. термин "тело" не относится к режущим вставкам и уплотняющим устройствам).
[00107] Предпочтительно держатель инструмента (т.е. хвостовой участок и головка инструмента) может быть монолитной цельной конструкцией. Иными словами, головка инструмента предпочтительно целостно соединена с хвостовым участком. Понятно, что может быть осуществлено скрепление указанных двух различных компонентов вместе, например, посредством винтов, однако такая конструкция обычно является более слабой или менее компактной, и, таким образом, большего предпочтения заслуживает указанная монолитная цельная конструкция.
[00108] Отрезной резец может быть симметричен относительно биссекторной плоскости, проходящей параллельно первой и второй боковым поверхностям и равномерно отдаленной от первой и второй боковых поверхностей.
[00109] Отрезной резец может иметь поворотную симметрию 180° относительно оси резца, которая проходит через центральную часть в направлении, перпендикулярном первой и второй боковым поверхностям.
[00110] Отрезной резец может иметь зеркальную симметрию относительно боковой плоскости, проходящей перпендикулярно первой и второй боковым поверхностям и расположенной посередине между противоположными первым и вторым концевыми кромками. Такая конструкция может обеспечить двухсторонний отрезной резец, который не является осесимметричным относительно оси резца, проходящей через центральную часть в направлении, перпендикулярном первой и второй боковым поверхностям.
[00111] Первая и вторая боковые поверхности отрезного резца могут быть плоскими. Примечательно, что отрезной резец плоской формы значительно дешевле в изготовлении, чем компонент с проходящей в боковом направлении частью.
[00112] Участками держателя инструмента, примыкающими к револьверной головке, могут быть: либо поверхность усиливающего участка, либо боковая поверхность хвостовика инструмента; нижняя и верхняя поверхности хвостовика инструмента; и задняя поверхность головки инструмента. Следует отметить, что форма контакта с револьверной головкой не важна для головки инструмента, но может обеспечивать лучшую устойчивость.
[00113] Участками отрезного резца, примыкающими к карману для резца, могут быть: одна из первой и второй боковых поверхностей; первая и вторая продольные кромки; и предпочтительно, но при необходимости, одна из первой и второй концевых кромок.
[00114] Для устранения сомнений, любой из описанных выше признаков, упомянутый в связи с одним аспектом, но раскрытое преимущество которого явно применимо к другому аспекту, наделен возможностью объединения с указанным другим аспектом.
[00115] Например, любой из вышеуказанных аспектов может содержать признак усиливающего участка и любые признаки, относящиеся к нему.
[00116] Подобным образом, считается, что все отрезные резцы удерживаются чрезвычайно устойчивым способом. Таким образом, приведенные выше подробности таких отрезных резцов, толщина которых предпочтительно меньше, чем определенная толщина (например, меньше чем 2,2 мм или 2 мм), применимы ко всем отрезным резцам.
[00117] Схожим образом, весь держатель инструмента согласно настоящему изобретению может содержать карман для резца, который в свою очередь содержит поверхность кармана и одну или более боковых стенок.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[00118] Для лучшего понимания объекта настоящей заявки и демонстрации его практической реализации ниже приведены сопроводительные чертежи, на которых:
На ФИГ. 1 схематически показан вид сбоку известного узла режущего инструмента и заготовки;
На ФИГ. 2 схематически показан вид сбоку известного отрезного резца в держателе инструмента, подобном показанному на ФИГ. 1, и заготовки;
На ФИГ. 3 схематически показан вид сбоку узла режущего инструмента согласно настоящему изобретению и участка заготовки;
На ФИГ. 3A схематически показан вид сбоку еще одного отрезного резца согласно настоящему изобретению;
На ФИГ. 4A показан вид сбоку узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 3, установленного в револьверной головке;
На ФИГ. 4B показан вид в перспективе узла режущего инструмента и револьверной головки, изображенных на ФИГ. 4A;
На ФИГ. 4C показан вид спереди узла режущего инструмента и револьверной головки, изображенных на ФИГ. 4A;
На ФИГ. 4D показан увеличенный вид спереди участка, обозначенного как "IVD" на ФИГ. 4C;
На ФИГ. 4E показан вид в разрезе, взятый по линии IVE-IVE, показанной на ФИГ. 4A;
На ФИГ. 5A показан вид в перспективе отрезного резца узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 4A;
На ФИГ. 5B показан вид сбоку отрезного резца, изображенного на ФИГ. 5A, показывающий внутренние каналы для охлаждающего вещества, обозначенные штриховыми линиями;
На ФИГ. 5C показан вид сзади отрезного резца, изображенного на ФИГ. 5B;
На ФИГ. 5D показан вид спереди отрезного резца, изображенного на ФИГ. 5B;
На ФИГ. 5E показан вид сверху отрезного резца, изображенного на ФИГ. 5B;
На ФИГ. 6 показан вид сбоку еще одного узла режущего инструмента согласно настоящему изобретению;
На ФИГ. 7A показан вид сбоку еще одного узла режущего инструмента согласно настоящему изобретению;
На ФИГ. 7B показан покомпонентный вид в перспективе узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 7A;
На ФИГ. 7C показан вид сзади в перспективе узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 7A;
На ФИГ. 8A показан вид в перспективе отрезного резца узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 7A;
На ФИГ. 8B показан вид сбоку отрезного резца, изображенного на ФИГ. 8A, показывающий внутренние каналы для охлаждающего вещества, обозначенные штриховыми линиями;
На ФИГ. 8C показан вид сзади отрезного резца, изображенного на ФИГ. 8B;
На ФИГ. 8D показан вид спереди отрезного резца, изображенного на ФИГ. 8B;
На ФИГ. 8E показан вид сверху отрезного резца, изображенного на ФИГ. 8B;
На ФИГ. 9A показан вид сбоку держателя инструмента узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 7A;
На ФИГ. 9B показан вид сзади держателя инструмента, изображенного на ФИГ. 9A;
На ФИГ. 9C показан вид спереди держателя инструмента, изображенного на ФИГ. 9A;
На ФИГ. 9D показан вид снизу держателя инструмента, изображенного на ФИГ. 9A;
На ФИГ. 9E показан вид сверху держателя инструмента, изображенного на ФИГ. 9A;
На ФИГ. 10A показан вид в перспективе зажима узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 7A;
На ФИГ. 10B показан вид сбоку зажима, изображенного на ФИГ. 10A;
На ФИГ. 10C показан вид сзади зажима, изображенного на ФИГ. 10A;
На ФИГ. 10D показан вид снизу зажима, изображенного на ФИГ. 10A;
На ФИГ. 11A показан вид сбоку узла режущего инструмента, на ФИГ. 7A;
На ФИГ. 11B показан вид сзади узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 11A;
На ФИГ. 11C показан вид спереди узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 11A;
На ФИГ. 11D показан вид снизу узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 11A;
На ФИГ. 11E показан вид сверху узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 11A;
На ФИГ. 12A показан вид сбоку еще одного держателя инструмента согласно настоящему изобретению;
На ФИГ. 12B показан вид в перспективе держателя инструмента, изображенного на ФИГ. 12A;
На ФИГ. 13A показан вид сбоку в перспективе еще одного узла режущего инструмента согласно настоящему изобретению;
На ФИГ. 13B показан еще один покомпонентный вид сбоку в перспективе узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 13A;
На ФИГ. 13C показан вид сбоку узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 13A;
На ФИГ. 13D показан вид снизу узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 13A;
На ФИГ. 13E показан вид сверху узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 13A;
На ФИГ. 14A показан вид сбоку в перспективе еще одного узла режущего инструмента согласно настоящему изобретению;
На ФИГ. 14B показан еще один вид сбоку в перспективе узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 14A, также показывающий приведенный в качестве примера вариант, обозначенный штриховыми линиями;
На ФИГ. 14C показан вид сбоку узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 14A;
На ФИГ. 14D показан вид сзади узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 14A;
На ФИГ. 14E показан вид спереди узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 14A;
На ФИГ. 14F показан вид снизу узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 14A;
На ФИГ. 14G показан вид сверху узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 14A, также показывающий приведенный в качестве примера вариант, показанный на ФИГ. 14B, обозначенный штриховыми линиями;
На ФИГ. 15A показан вид сбоку в перспективе еще одного узла режущего инструмента согласно настоящему изобретению;
На ФИГ. 15B показан еще один вид сбоку в перспективе узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 15A;
На ФИГ. 15C показан вид сбоку узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 15A;
На ФИГ. 15D показан вид сзади узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 15A;
На ФИГ. 15E показан вид спереди узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 15A;
На ФИГ. 15F показан вид снизу узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 15A;
На ФИГ. 15G показан вид сверху узла режущего инструмента, изображенного на ФИГ. 15A;
На ФИГ. 16A показан вид в перспективе отрезного резца согласно настоящему изобретению;
На ФИГ. 16B показан вид сбоку отрезного резца, изображенного на ФИГ. 16A;
На ФИГ. 16C показан вид сзади отрезного резца, изображенного на ФИГ. 16B;
На ФИГ. 16D показан вид спереди отрезного резца, изображенного на ФИГ. 16B;
На ФИГ. 16E показан вид сверху отрезного резца, изображенного на ФИГ. 16B;
На ФИГ. 17 показан вид в перспективе отрезного резца, изображенного на ФИГ. 16A, установленного на держателе инструмента, который в свою очередь установлен на адаптере;
На ФИГ. 18A показан вид сбоку еще одного отрезного резца;
На ФИГ. 18B показан вид сверху отрезного резца, изображенного на ФИГ. 18A;
На ФИГ. 18C показан вид снизу отрезного резца, изображенного на ФИГ. 18A;
На ФИГ. 19A показан вид сбоку держателя инструмента, выполненного с возможностью удерживания отрезного резца, изображенного на ФИГ. 18A;
На ФИГ. 19B показан вид сзади держателя инструмента, изображенного на ФИГ. 19A;
На ФИГ. 19C показан вид спереди держателя инструмента, изображенного на ФИГ. 19A;
На ФИГ. 19D показан вид снизу держателя инструмента, изображенного на ФИГ. 19A;
На ФИГ. 19E показан вид сверху держателя инструмента, изображенного на ФИГ. 19A;
На ФИГ. 20A показан вид сбоку узла инструмента, содержащего отрезной резец, изображенный на ФИГ. 18A, и держатель инструмента, изображенный на ФИГ. 19A, а также винты, уплотняющее устройство для охлаждающего вещества, смещающий элемент и режущую вставку;
На ФИГ. 20B показан вид сзади узла инструмента, изображенного на ФИГ. 20A;
На ФИГ. 20C показан вид спереди узла инструмента, изображенного на ФИГ. 20A;
На ФИГ. 20D показан вид снизу узла инструмента, изображенного на ФИГ. 20A;
На ФИГ. 20E показан вид сверху узла инструмента, изображенного на ФИГ. 20A;
На ФИГ. 21A показан вид сбоку еще одного отрезного резца;
На ФИГ. 21B показан вид спереди отрезного резца, изображенного на ФИГ. 21A;
На ФИГ. 21C показан вид сзади отрезного резца, изображенного на ФИГ. 21A;
На ФИГ. 22A показан вид сбоку держателя инструмента, выполненного с возможностью удерживания отрезного резца, изображенного на ФИГ. 21A;
На ФИГ. 22B показан вид сзади держателя инструмента, изображенного на ФИГ. 22A;
На ФИГ. 22C показан вид снизу держателя инструмента, изображенного на ФИГ. 22A;
На ФИГ. 22D показан вид сверху держателя инструмента, изображенного на ФИГ. 22A;
На ФИГ. 23A показан вид спереди в перспективе узла инструмента, содержащего отрезной резец, изображенный на ФИГ. 21A, и держатель инструмента, изображенный на ФИГ. 22A, а также винты и режущую вставку;
На ФИГ. 23B показан вид сзади в перспективе узла инструмента, изображенного на ФИГ. 23A;
На ФИГ. 23C показан вид сбоку узла инструмента, изображенного на ФИГ. 23A;
На ФИГ. 23D показан вид сбоку, противоположный виду сбоку узла инструмента, изображенного на ФИГ. 23C;
На ФИГ. 24A показан вид сбоку узла инструмента, содержащего отрезной резец и держатель инструмента, а также винты и режущую вставку; штриховые линии показывают противоположную сторону держателя инструмента;
На ФИГ. 24B показан вид сзади узла инструмента, изображенного на ФИГ. 24A;
На ФИГ. 24C показан вид спереди узла инструмента, изображенного на ФИГ. 24A;
На ФИГ. 24D показан вид снизу узла инструмента, изображенного на ФИГ. 24A; и
На ФИГ. 24E показан вид сверху узла инструмента, изображенного на ФИГ. 24A.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[00119] На ФИГ. 3 изображен узел 60 режущего инструмента, выполненный с возможностью резания металлической заготовки 62, который описан в целом для основного понимания общего принципа отрезного резца согласно настоящему изобретению.
[00120] Узел 60 режущего инструмента содержит держатель 64 инструмента и отрезной резец 66, установленный в держателе 64 инструмента и выполненный с возможностью удерживания одиночной режущей вставки 68.
S
F
R
[00121] Как изображено на ФИГ. 4E, держатель 64 инструмента содержит хвостовик 70 инструмента, имеющий ось A хвостовика (как изображено на ФИГ. 3), задающую переднее и заднее направления D, D(как изображено на ФИГ. 3).
U
D
S1
S2
S1
S1
S2
[00122] Хвостовик 70 инструмента имеет противоположные самую верхнюю и самую нижнюю поверхности 74, 76, которые задают восходящее и нисходящее направления D, D, и также имеет первую и вторую боковые поверхности 78, 80, которые задают первое и второе боковые направления D, D. Понятно, что первая боковая поверхность 78 хвостовика, как полагают, находится в пазу 82 револьверной головки, и продолжение материала 84 в первом боковом направлении D считают частью усиливающего участка 86. Однако для целей определения первого и второго боковых направлений D, D может быть использована наружная поверхность 88 усиливающего участка 86.
[00123] Держатель 64 инструмента также содержит головку 90 инструмента, которая содержит карман 92 для резца, в котором отрезной резец 66 зажат посредством зажима 94. Головка 90 инструмента также обычно может иметь вогнутую переднюю поверхность 95 для обеспечения пространства для заготовки 62.
[00124] В частности, усиливающий участок 86 соединяет головку 90 инструмента с хвостовиком 70 инструмента для увеличения жесткости между ними.
E
E
S
.
E
[00125] Приведенный в качестве примера отрезной резец 66, изображенный на ФИГ. 3A, например, имеет продольную ось L, которая, подобно описанному выше примеру, изображенному на ФИГ. 3, проходит вдоль основного продольного направления D отрезного резца 66. Согласно данному варианту реализации (как изображено на ФИГ. 3), основное продольное направление D перпендикулярно оси A хвостовикаОсновное продольное направление D также перпендикулярно передней поверхности 72 режущей вставки 68.
[00126] Самая верхняя поверхность 74 хвостовика выровнена с режущей кромкой 96 и центральной частью заготовки C.
S
[00127] Как изображено на ФИГ. 4A, стандартные станки обычно могут перемещать револьверную головку 98 только в показанном на чертеже направлении вдоль оси Х (которая параллельна оси A хвостовика), но не в показанном на чертеже направлении вдоль оси Y. Таким образом, вылет или высота узла 60 режущего инструмента (или другого инструмента, показанного ниже), не может быть изменяемой (по меньшей мере для указанных стандартных станков, по сравнению с которыми настоящее изобретение имеет значительное преимущество). Иными словами, узел 60 режущего инструмента выполнен с возможностью установки отрезного резца 66 только в одном положении. Однако следует отметить, что настоящее изобретение в любом случае может быть использовано на станках, обеспечивающих возможность перемещения как в направлении Х, так и в направлении Y. Тем не менее, такая конструкция обеспечивает механическую обработку с использованием отрезного резца 66, имеющего показанную на чертеже ориентацию, на стандартном станке, имеющем ограниченные оси.
[00128] Как изображено на ФИГ. 4A-4E, узел 60 режущего инструмента может быть установлен на револьверной головке 98. Более конкретно, хвостовик 70 инструмента зажат в пазу 82 револьверной головки с использованием зажима 100 револьверной головки. Зажим 100 револьверной головки имеет коническую форму, и два винта 102 зажима револьверной головки создают направленную вниз силу заклинивания, действующую на хвостовик 70 инструмента.
S1
D
[00129] Как изображено на ФИГ. 4E, усиливающий участок 86 проходит за пределы паза 82 револьверной головки (т.е. в первом боковом направлении D) и также проходит оттуда в направлении D вниз.
[00130] На ФИГ. 3 можно видеть, что размер усиливающего участка 86 уменьшается с приближением к заднему концу 104 хвостовика.
[00131] Усиливающий участок имеет противоположные первую и вторую стороны 106, 108 усиливающего участка. Между хвостовиком 70 инструмента и второй стороной 108 усиливающего участка выполнен высвобождающий участок 110, который отделяет часть стороны 108 усиливающего участка рядом с самой нижней поверхностью 76 от боковой поверхности 112 револьверной головки.
[00132] Ширина хвостовика имеет размер, при котором вторая боковая поверхность 80 хвостовика не контактирует с внутренней стенкой 114 паза 82 револьверной головки. Таким образом, согласно данному варианту реализации вторая сторона 108 усиливающего участка контактирует с боковой поверхностью 112 револьверной головки. Однако может быть использована конструкция с противоположным расположением, т.е. когда вторая боковая поверхность 80 хвостовика контактирует с внутренней стенкой 114.
C
B
[00133] Как лучше всего показано на ФИГ. 4D, режущая кромка 96 имеет ширину W, которая больше, чем толщина T отрезного резца, которая в этом неограничивающем примере равна ширине всего отрезного резца 66.
[00134] Несмотря на то, что изображение на ФИГ. 3 приведено только в качестве примера, из ФИГ. 3A понятно, что отрезной резец 116 подобной конструкции может иметь четыре гнезда 118A, 118B, 118C, 118D для вставки.
[00135] На ФИГ. 5A-5E изображен отрезной резец 120, который ниже описан более подробно.
[00136] Отрезной резец 120 имеет первую и вторую боковые поверхности 122A, 122B, первую и вторую продольные кромки 124A, 124B, противоположные первую и вторую концевые кромки 126A, 126B.
[00137] Как изображено на ФИГ. 5A и 5E, первая и вторая продольные кромки 124A, 124B имеют клиновидную форму.
E
[00138] В этом примере основное продольное направление D параллельно первой и второй продольным кромкам.
[00139] Первое и второе гнезда 128A, 128B для вставки связаны с первой продольной кромкой 124A и первой концевой кромкой 126A, и второй продольной кромкой 124B и первой концевой кромкой 126A соответственно.
[00140] Поскольку гнезда для вставки идентичны, подробно будет описано только первое гнездо 128A для вставки.
G
A
E
[00141] Первое гнездо 128A для вставки содержит первую и вторую зажимные губки 130A, 130B для вставки, которые образуют паз 132 для размещения вставки в положении, в котором они находятся напротив друг друга. Паз 132 для размещения вставки показан открытым в направлении к первой концевой кромке 126A, которое в этом примере соответствует направлению, обозначенному позицией D. Паз 132 для размещения вставки, имеет ось G паза, которая проходит посередине между первой и второй зажимными губками 130A, 130B режущей вставки и пересекает воображаемую плоскость P, заданную первой концевой кромкой 126A.
A
A
[00142] Первое гнездо 128A для вставки также выполнено с нижней упорной поверхностью 134A гнезда, образованной в первой продольной кромочной оконечности первой продольной кромки 124A, и задней упорной поверхностью 134B гнезда, образованной первой оконечностью первой концевой кромки 126A. Как лучше всего показано на виде сбоку на ФИГ. 5D, ось G паза параллельна задней упорной поверхности 134B гнезда. Кроме того, согласно варианту реализации, показанному на ФИГ. 5A-5E, ось G паза по существу параллельна продольной оси L. Следует отметить, что первое гнездо 128A для вставки также содержит упорную поверхность 134C, параллельную задней упорной поверхности 134B гнезда. Предпочтительно, как нижняя упорная поверхность 134A гнезда и задняя упорная поверхность 134B гнезда могут иметь клиновидную форму, так и упорная поверхность 134C может не иметь клиновидную форму.
[00143] Отрезной резец 120 предпочтительно также может содержать внутреннюю конструкцию для подачи охлаждающего вещества. Что касается идентичной конструкции для подачи охлаждающего вещества во второе гнездо 128B для вставки, в целях наглядности конструкция для подачи охлаждающего вещества может содержать входное отверстие 136, первое выходное отверстие 138, расположенное в выступающем участке 140, и первый канал 142, проходящий между ними. Конструкция для подачи охлаждающего вещества также может содержать второе выходное отверстие 144, расположенное во второй продольной кромке 124B, и второй канал 146, проходящий от входного отверстия 136 к второму выходному отверстию 144. В частности, одиночное входное отверстие 136 резца может обеспечивать подачу охлаждающего вещества как к первому, так и второму выходным отверстиям 138, 144.
[00144] Конструкция для подачи охлаждающего вещества может содержать уплотняющее отверстие 148, связанное с входным отверстием 136 резца, таким образом, что уплотняющее устройство 150 (показанное на ФИГ. 7B) может уплотнять входное отверстие 136 резца.
B
[00145] Размер толщины T резца является самым маленьким размером отрезного резца 120.
B
B
[00146] Ширина W отрезного резца больше, чем толщина T резца.
B
[00147] Продольный размер L резца (также называемый максимальной длиной резца) является наибольшим размером отрезного резца 120.
S
[00148] На чертеже показана длина L хвостовика.
C
S
[00149] Показанный на ФИГ. 6 пример конструкции наклонного отрезного резца не будет подробно описан. Общая конструкция этого резца подобна описанным выше вариантам реализации, за исключением того, что продольная кромка 124A проходит под гнездом 128A для вставки. Понятно, что сила F резания не перпендикулярна оси A хвостовика, а является в целом наклонной (и изменяется из-за различных факторов). Также, как указано выше, головка 90 инструмента, имеющего такую косую конструкцию, может быть выполнена более компактной. Например, может быть удален материал из области, обозначенной позиционным номером "152".
[00150] Таким образом, вариант реализации, показанный на ФИГ. 6, как считают, является более предпочтительным, чем вариант реализации с перпендикулярной конструкцией отрезного резца, показанной на ФИГ. 3. Преимущества конструкции с косым углом θ подробно описаны выше.
S
A
A
[00151] На ФИГ. 7A изображен отрезной резец 166, имеющий почти идентичную конструкцию, за исключением того, что ортогональная подкромка 154 (т.е. в основном ортогональная относительно оси A хвостовика) находится непосредственно под режущей вставкой 168. Наклонная подкромка 156, подобная той, которая показана на ФИГ. 6, может проходить от ортогональной подкромки 154. Согласно одному варианту реализации отрезного резца 166, изображенному на ФИГ. 8A-8D, ось G паза по существу также является параллельной задней упорной поверхности 134B гнезда. Однако, согласно данному варианту реализации ось G паза образует острый угол β относительно продольной оси L.
E
L
[00152] В этом примере гнездо 128A для вставки заглублено в направлении ко второй продольной кромке 124B. Такое расположение также может быть описано как гнездо 128A для вставки, расположенное на расстоянии от воображаемой выносной линии L первой продольной кромки в направлении D ко второй продольной кромке 124B.
[00153] Ниже описан узел 158 режущего инструмента, показанный на ФИГ. 7A-11E.
[00154] Узел 158 режущего инструмента в целом подобен узлу, показанному на ФИГ. 3, за исключением наклонного расположения отрезного резца, как описано выше в отношении конструкции отрезного резца.
[00155] Как изображено на ФИГ. 7B, узел 158 режущего инструмента содержит держатель 164 инструмента и отрезной резец 166, установленный в держателе 164 инструмента и выполненный с возможностью удерживания режущей вставки 168.
[00156] Держатель 164 инструмента также имеет хвостовик 170 инструмента и головку 190 инструмента, которая содержит карман 192 для резца, в котором отрезной резец 166 зажат посредством зажима 194 и связанных с ним винтов 196.
[00157] Зажим имеет клиновидные боковые поверхности 195 (как изображено на ФИГ. 10D) для зажатия отрезного резца 166.
[00158] Усиливающий участок 186 соединяет головку 190 инструмента и хвостовик 170 инструмента.
[00159] Головка 190 инструмента также содержит карман 198 для резца, расположенный в боковой поверхности 208 головки. Карман 198 для резца имеет периферийную стенку 210, выполненную в отверстии кармана, открывающемся в верхнем направлении.
[00160] Периферийная стенка 210 может содержать два боковых участка 212A, 212B стенки, продолжающие отверстие 214 кармана для резца. Боковые участки 212A, 212B стенки в этом примере проходят в нижнем и заднем направлениях (как изображено на ФИГ. 9A) от отверстия 214 кармана для резца.
[00161] Периферийная стенка 210 предпочтительно также может содержать упорный участок 216 стенки, расположенный напротив отверстия 214 кармана для резца.
SW
ST
[00162] На ФИГ. 11A показаны длина L бокового участка стенки и длина L упора.
[00163] Карман 198 для резца также имеет поверхность 218 кармана. Поверхность кармана для резца может быть выполнена с выходным отверстием 220 держателя инструмента. В этом примере выходное отверстие 220 держателя инструмента выполнено с выемкой 221 для размещения уплотнительного кольца 222.
[00164] Уплотняющее устройство 150 содержит резьбовой винт 200, кольцевой уплотняющий элемент 202 и кольцо 204, но может быть одним цельным компонентом. Резьбовой винт 200 имеет головку, соединенную с хвостовым участком, частично снабженным резьбой.
[00165] Резьбовой винт выполнен с возможностью взаимодействия с резьбовым отверстием 206 в поверхности 218 кармана только посредством резьбы. Таким образом, резьбовой винт 200 проходит через отверстие, выполненное в отрезном резце, без взаимодействия с ним посредством резьбы. Иными словами, отрезной резец лишен резьбового отверстия, выполненного с возможностью взаимодействия посредством резьбы с хвостовым участком винта, проходящего через него.
S
W
R
S
R
W
R
S
S
W
[00166] На ФИГ. 9B показаны высота H хвостовика, ширина H усиливающего участка и высота H усиливающего участка. Обе из высоты H хвостовика и высоты H усиливающего участка измерены параллельно верхнему и нижнему направлениям и перпендикулярно оси хвостовика, в то время как ширина H усиливающего участка измерена перпендикулярно верхнему и нижнему направлениям и оси хвостовика. Высота H усиливающего участка рядом с головкой инструмента больше, чем высота H хвостовика. Высота H хвостовика больше, чем ширина H усиливающего участка. Соответственно, усиливающий участок может быть описан как имеющий форму резца в плоскости, параллельной верхнему и нижнему направлениям и оси хвостовика. Понятно, что несмотря на то, что эта форма описана на примере изображения на ФИГ. 9B, она является предпочтительной в общем для всех вариантов реализации резцедержателя.
[00167] На ФИГ. 12A и 12B изображен альтернативный держатель 224 инструмента. В этом примере зажим 226 расположен дальше от хвостовика 228 инструмента для обеспечения возможности доступа к зажиму с передней стороны держателя 224 инструмента.
[00168] На ФИГ. 13A-13E изображен узел 230 режущего инструмента, содержащий дополнительные признаки, которые могут быть включены в любой из аспектов настоящего изобретения. Например, усиливающий участок 234 спроектирован таким образом, что имеет наибольший размер рядом с головкой 232 инструмента. Например, первая часть 236 усиливающего участка 234 рядом с головкой 232 инструмента имеет самый большой размер. Этому сопутствует снижение размера в смежном участке 238. Наконец, в области, обозначенной позиционным номером "240", значимый усиливающий участок 234 не виден.
[00169] Точно так же, головка 232 инструмента может иметь клиновидную форму 242 для обеспечения возможности доступа к узким областям заготовки и уменьшения количества материала, необходимого для конструкции инструмента.
[00170] Наконец, на чертеже показано удлиненное герметизирующее отверстие 244, обеспечивающее возможность соединения резьбового отверстия 206 с некоторой гибкостью для точной настройки.
[00171] На ФИГ. 14A-14G изображен еще один узел 246 режущего инструмента. Узел 246 режущего инструмента содержит держатель 248 инструмента и выполненная с возможностью индексирования отрезная вставка 250. Было выяснено, что даже такие узлы, в которых усиливающий участок 252 проходит от хвостовика 254 инструмента, имеют повышенную устойчивость. Предпочтительно, как показано на ФИГ. 14F, режущая вставка 250 и усиливающий участок 252 выровнены вдоль одной и той же плоскости, как показано на чертеже, подобно предыдущим вариантам реализации.
[00172] Примечательно, что периферийная стенка кармана, как изображено на ФИГ. 14A, открыта не только в верхнем, но также и переднем направлении. Таким образом, периферийная стенка поддерживает режущую вставку или резец сзади и снизу. Поскольку опора периферийной стенки проходит вдоль большей части высоты режущей вставки или резца, ожидается, что обеспечена даже более прочная опора, чем в показанных на чертежах вариантах реализации удлиненного резца, поскольку в этом случае верхний конец резца не поддерживается сзади.
[00173] Иными словами, независимо от типа вставки или резца, наличие усиливающего участка считается предпочтительным признаком любого из описанных выше вариантов резцедержателя.
[00174] Точно так же, независимо от типа вставки или резца, карман для резца или гнездо для вставки предпочтительно могут содержать боковые участки стенки только в самых нижних и самых задних сторонах поверхности кармана для поддержки отрезного резца или режущей вставки сзади и снизу.
[00175] Кроме того, на ФИГ. 14B и 14G показаны дополнительные вспомогательные признаки. Штриховкой (просто для выделения этого компонента, чтобы не приводить вид в разрезе) обозначен дополнительный усиливающий участок 253. Следует отметить, что подобно усиливающим участкам, показанным в других вариантах реализации, дополнительная конструкционная прочность также может быть обеспечена за счет усиливающего участка, проходящего вверх от хвостовика (т.е. подобно участку, расположенному рядом с револьверной головкой). Несмотря на то, что самой предпочтительной считается конфигурация с усиливающим участком, проходящим вниз, определенно выполнимой конфигурацией является конфигурация с усиливающим участком, проходящим как вниз, так и вверх, от хвостовика, или только вниз, как показано на чертежах согласно еще одним вариантам реализации, или только вверх (не показано). Понятно, что такая конфигурация может быть применена к любому держателю инструмента согласно настоящему изобретению. Несмотря на то, что схематически показанный проходящий вверх дополнительный усиливающий участок 253 является относительно коротким по сравнению с усиливающим участком 252, следует отметить, что этот размер показан только в иллюстративных целях. Тем не менее, одиночный усиливающий участок (например, проходящий только в нижнем направлении от хвостовика) требует меньшего количества технологических этапов и меньшего количества материала для исходной заготовки (из которой должен быть выполнен держатель инструмента) и, следовательно, является самым предпочтительным вариантом.
[00176] На ФИГ. 15A-15G изображен еще один узел 256 режущего инструмента. Узел 256 режущего инструмента содержит держатель 258 инструмента и поворачивающуюся вставку 260. Было выяснено, что даже для таких узлов усиливающий участок 262 увеличивает устойчивость.
[00177] На ФИГ. 16A изображен отрезной резец 320, имеющий конструкцию, отчасти подобную показанной на ФИГ. 8C (т.е., например, имеющий первую ортогональную подкромку 321A, которая является опциональной, но предпочтительной, и, что еще более важно, наклонная подкромка 325A, проходящая от ортогональной подкромки 321A; наклонная подкромка 325A в этом примере также называется первым параллельным подучастком).
[00178] В частности, основное добавление, которое привнесено в отрезной резец 320 в качестве иллюстрации, состоит в нелинейности (наклоне или изгибе) удлиненного резца. Все другие признаки, такие как описанные ниже (например, одиночное расположенное в центре гнездо для вставки в каждом конце вместо двух гнезд, и зависимость между гнездом для режущей вставки и косой подкромкой и ее ориентацией), одинаково применимы ко всем отрезным резцам согласно настоящему изобретению.
[00179] Ниже подробно описан отрезной резец 320, изображенный на ФИГ. 16A-16E.
[00180] Отрезной резец 320 имеет первую и вторую боковые поверхности 322A, 322B, первую и вторую продольные кромки 324A, 324B, противоположные первую и вторую концевые кромки 326A, 326B.
[00181] Первая и вторая продольные кромки 324A, 324B могут иметь клиновидную форму, как показано на чертеже.
P
[00182] Каждая из первой и второй продольных кромок 324A, 324B имеет первые параллельные подучастки 325A, 325B и вторые параллельные подучастки 327A, 327B. В частности, отрезной резец 320 симметричен относительно плоскости B резца для обеспечения возможности индексирования.
E
E1
E2
[00183] В этом примере основное продольное направление D, подобно отрезному резцу 320, имеет два нелинейных участка. Первое основное продольное направление D параллельно первым параллельным подучасткам 325A, 325B, и второе основное продольное направление D параллельно вторым параллельным подучасткам 327A, 327B.
[00184] Только одно, т.е. первое, гнездо 328A для вставки связано с первой концевой кромкой 326A, и только одно второе идентичное гнездо 328B для режущей вставки связано со второй концевой кромкой 326A.
[00185] В отношении единственного первого гнезда 328A для вставки, которое в любом случае идентично описанным выше гнездам для вставки, следует отметить, что оно содержит первую и вторую зажимные губки 330A, 330B для режущей вставки, а также нижнюю упорную поверхность 334A гнезда, выполненную со стороны гнезда для режущей вставки, которая ближе к первой продольной кромке 324A, чем ко второй продольной кромке 324B.
[00186] В настоящем примере имеется только одно гнездо 328A, 328B для вставки, расположенное в каждом конце отрезного резца 320. Несмотря на то, что это приводит к меньшему количеству гнезд для вставки, поскольку каждое гнездо углублено в направлении к центральной части соответствующей концевой кромки, такой подход обеспечивает более прочную конструкцию отрезного резца. Иными словами, гнезда для вставки находятся в основном в центральной части отрезного резца (т.е. расположены на определенном расстоянии как от первой, так и от второй продольных кромок 324A, 324B). Соответственно, ортогональные подкромки 321A, 321B считаются частью концевых кромок, а не частью параллельных продольных кромок.
[00187] Между первым параллельным подучастком 325A и смежным с ним вторым параллельным подучастком 327A, может присутствовать изогнутый высвобождающий участок 332, который способствует извлечению отрезного резца, когда он установлен в держателе инструмента.
[00188] Согласно данному предпочтительному варианту реализации гнездо 328A для вставки открыто только к первой концевой кромке 326A. Однако следует понимать, что такой отрезной резец может иметь другие конструкции гнезда для вставки, например, подобные изображенным на ФИГ. 2, в которых гнездо для вставки открыто как к первой концевой кромке, так и первой продольной кромке, или (не показано) открыто только к первой продольной кромке.
E1
[00189] Независимо от типа гнезда для вставки, данный отрезной резец считают предпочтительным, поскольку, учитывая положение первого гнезда 328A для вставки, ближайший участок 325A первой продольной кромки 324A проходит под нижней упорной поверхностью 334A гнезда. Таким образом, этот отрезной резец предпочтителен, поскольку он проходит в первом основном продольном направлении D, которое по существу совпадает с направлением силы резания, приложенной к резцу, что способствует увеличению устойчивости отрезного резца. В настоящее время оптимальный известный угол θ1 наклона резца составляет 30°, как показано на чертеже, но также могут быть использованы и другие углы.
[00190] Отдельное независимое преимущество в отношении устойчивости состоит в том, что гнездо для вставки в основном находится в центральной части резца.
[00191] Понятно, что такие признаки одинаково применимы к линейному отрезному резцу 166, показанному на ФИГ 8A-8E.
[00192] Отрезной резец 320 представляет собой полностью отдельный аспект, согласно которому он имеет нелинейную форму. К этому аспекту не относятся конструкционные признаки прочности, описанные выше, но которые обеспечивает возможность установки данного отрезного резца в различных держателях инструмента.
[00193] Например, как показано на ФИГ. 17, отрезной резец 320 может удерживаться держателем 304 инструмента уровня техники (продающимся под торговой маркой Iscar SGTBU 32-6G).
[00194] Для полноты описания, показанный на чертеже адаптер 300, посредством которого удерживается держатель 304 инструмента, продается под торговой маркой Mazak C8 ASHA56085-32A.
D
[00195] Адаптер 300 имеет хвостовик 302, который на чертеже проходит в направлении в страницу, т.е. в основном перпендикулярно первой и второй боковым поверхностям отрезного резца 266. Одно преимущество хвостовика 302, проходящего перпендикулярно резцу, состоит в уменьшенном вылете по сравнению с адаптером (не показан), имеющим хвостовик, проходящий в заднем направлении D отрезного резца 266. Однако такая конструкция может иметь более ограниченную глубину резки, поскольку адаптер 300 находится относительно близко к заготовке. Тем не менее, этот недостаток может быть компенсирован увеличением длины отрезного резца (что, однако, увеличивает вылет непосредственно отрезного резца).
[00196] Кроме того, отрезной резец 320 также может быть выполнен с возможностью установки в держатель 64 инструмента, который изначально не предназначен для размещения нелинейного отрезного резца.
[00197] Таким образом, показанный на чертежах нелинейный отрезной резец может быть установлен как в известные держатели инструмента, так и в новые держатели инструмента согласно настоящему изобретению.
[00198] Кроме того, нелинейный отрезной резец также может иметь изменяемую длину вылета.
S
F
R
[00199] Указанная выше по меньшей мере одна дополнительная упорная поверхность может быть любой упорной поверхностью верхней зажимной губки (подобно типу кармана, показанного на ФИГ. 2, она может быть упорной поверхностью верхней зажимной губки, обозначенной позиционным номером "36", и соответственно по меньшей мере одним дополнительным упорным элементом, расположенным напротив нижней упорной поверхности гнезда) или может быть задней упорной поверхностью гнезда (подобно типу кармана, показанного на ФИГ. 5B, обозначенного позиционным номером "134B", и соответственно по меньшей мере одним дополнительным упорным элементом, в основном перпендикулярным нижней упорной поверхности гнезда). Точная ориентация дополнительной упорной поверхности не важна, скорее, подразумевается, что обычно вставка должна быть зафиксирована более чем одной упорной поверхностью, и положение нижней упорной поверхности гнезда используют для описания относительной ориентации ближайшего участка. Также подразумевается, что нижняя упорная поверхность гнезда может быть и часто является не плоской поверхностью, но в основном лежит в плоскости P гнезда (как изображено на ФИГ. 16B). Плоскость гнезда в основном перпендикулярна первой и второй боковым поверхностям и параллельна переднему и заднему направлениям (D, D).
[00200] Удлиненный отрезной резец может иметь линейно-нелинейную форму. Например, удлиненный отрезной резец может быть согнут или искривлен. Согласно вариантам реализации, в которых отрезной резец имеет изгиб, этот изгиб может быть расположен приблизительно в центральной части длины резца. Предпочтительно изгиб может находиться точно в середине длины резца, обеспечивая возможность одинаковой индексации резца относительно его середины.
[00201] На ФИГ. 24A-24E изображен еще один узел 600 режущего инструмента.
[00202] Узел 600 режущего инструмента подобен узлу 246, изображенному на ФИГ. 14A-14F, за исключением того, что вместо показанной на чертеже пятисторонней симметрично индексируемой, выполненной с возможностью вращения вставки 250 показан пятисторонний симметрично индексируемый, выполненный с возможностью вращения отрезной резец 602 с пятью гнездами 604 для вставки.
[00203] Держатель инструмента 606 подобен показанному на ФИГ. 14 и имеет усиливающий участок 608, поддерживающий головку 609 инструмента, в которой имеется карман 610 (а также отрезной резец 602), лежащий в той же плоскости, что и усиливающий участок 608.
U
F
[00204] Также по аналогии с ФИГ. 14A, периферийная стенка 612 кармана держателя инструмента (упорные поверхности которой являются задним участком 614 боковой стенки, и которая, как указано выше, называется упорным участком 616 стенки, хотя в данном случае оба участка стенки выполняют одну и ту же функцию) открыта не только в верхнем направлении D, но также и в переднем направлении D. Для полноты изложения, карман 610 также содержит поверхность 617 кармана.
[00205] Задний участок 614 боковой стенки, упорный участок 616 стенки и поверхность 617 кармана являются упорными поверхностями держателя 606 инструмента, показанного на чертежах. Иными словами, отрезной резец 602 упирается только в задний участок 614 боковой стенки, упорный участок 616 стенки и поверхность 617 кармана. Перед держателем 606 инструмента согласно предыдущим вариантам реализации, имеющим зажим, отсутствует дополнительный боковой участок стенки.
R
D
C
[00206] Одно преимущество конструкции кармана такого типа состоит в том, что он полностью поддерживает режущую вставку (как изображено на ФИГ. 14A) или резец (как изображено на ФИГ. 24A) как в заднем направлении D, так и в нижнем направлении D. Иными словами, отсутствует свисающий или неподдерживаемый участок отрезного резца в направлении, в котором приложены силы резания (например, в направлении силы F резания, как изображено на ФИГ. 6), что приводит к улучшению устойчивости.
[00207] Следовательно, в этом заключается одна из причин, по которой такая конструкция оказалась даже более устойчивой, чем удлиненный отрезной резец согласно вариантам реализации, описанным выше.
[00208] Как указано выше, настоящее изобретение было разработано для конструкций с большими вылетами. Более конкретно, настоящее изобретение было разработано для относительно больших глубин резания, для чего, как считается, может потребоваться или удлиненный резец, имеющий свисающий или неподдерживаемый участок, или массивный узел инструмента, что является непрактичным.
[00209] Для обеспечения предпочтительной ориентации отрезного резца, описанного выше, требовалась относительно большая головка инструмента (т.е. которая в верхнем и нижнем направлениях значительно больше, чем хвостовик инструмента). Для обеспечения надлежащей поддержки чрезвычайно большой головки инструмента был изобретен усиливающий участок.
[00210] Впоследствии было обнаружено, что усиливающий участок даже обеспечивает дополнительную устойчивость вставок и других отрезных резцов, даже отличающихся от удлиненных отрезных резцов, описанных выше, как уже объяснялось выше.
[00211] Тем не менее, полностью поддерживаемый выполненный с возможностью индексирования отрезной резец для большой глубины резания первоначально не был задуман из-за пространственных ограничений. В сущности, имеется предел размера головки инструмента или размера отрезного резца, который является практичным для вмещения в стандартную револьверную головку или станок. Соответственно, компактность все еще остается требованием рынка. Точно так же, общеизвестно, что увеличенный вылет повышает неустойчивость, и, таким образом, механики для механической обработки выбирают инструмент соответствующего размера с минимальным вылетом. Одно из преимуществ узла инструмента, показанного на ФИГ. 1 и 2, состоит в том, что расстояние вылета может быть уменьшено для случаев применения с небольшой глубиной резания, что приводит к повышенной устойчивости.
[00212] В данном варианте реализации (например, изображенном на ФИГ. 24A) показана новая идея изобретения, состоящая в том, что неудлиненный отрезной резец (в описанном выше смысле) может быть выполнен с возможностью использования при относительно больших глубинах резания по сравнению с относительно небольшим держателем инструмента.
[00213] Это было достигнуто благодаря открытию, согласно которому стандартный карман с нижней и задней периферийными стенками может быть выполнен с возможностью прохождения в заднем направлении за головку инструмента путем использования области вдоль револьверной головки.
R
[00214] Иными словами, карман резцедержателя может проходить от головки инструмента, расположенной перед хвостовиком, в заднем направлении D, пока он не окажется за задней поверхностью 618 головки инструмента (т.е. ее упорной поверхностью). Соответственно, отрезной резец 602 также может проходить в заднем направлении от передней поверхности револьверной головки (на ФИГ. 4D эта поверхность обозначена позиционным номером "99"), позволяя габаритному размеру головки 609 инструмента и отрезному резцу 602 только выступать вперед из револьверной головки на относительно меньшее расстояние, чем если бы весь карман был расположен перед задней поверхностью 618 головки инструмента (более конкретно, частью головки инструмента, которая упирается в револьверную головку, в ее упорную поверхность). Понятно, что держатель инструмента не обязательно перемещать в заднем направлении до упора задней поверхности 618 в переднюю поверхность 99 револьверной головки для его использования, однако независимо от того, имеется ли контакт, задняя поверхность 618 в любом случае обеспечивает минимальный вылет головки 609 инструмента.
[00215] Также следует отметить, что в отличие от других отрезных резцов, существенное преимущество настоящего изобретения состоит в том, что отсутствует какой-либо зажим для инструмента выше (или непосредственно выше или выше и сзади) передней поверхности режущей вставки. Таким образом, отсутствует какая-либо конструкция, препятствующая перемещению стружек по указанной передней поверхности.
[00216] Также следует отметить, что в отличие от других отрезных резцов с изменяемым положением, таких как показанные на ФИГ. 1 и 2, имеется существенное преимущество над отрезным резцом с фиксированным положением, заключающееся в меньшем времени настройки. Также для таких инструментов требуются дополнительные отдельные конструктивно самостоятельные части. Следует отметить, что настоящее изобретение содержит весьма небольшое количество частей. А именно, одиночный держатель инструмента и отрезной резец, смонтированный на нем с использованием стандартных винтов (не включая дополнительные приспособления для охлаждающего вещества или смещающий элемент, описанный ниже).
[00217] В качестве дополнительного преимущества, ясно, что усиленный участок 608 обеспечен для дополнительной конструктивной прочности, учитывая большой размер используемого отрезного резца, что обеспечивает возможность выполнения более напряженных операций механической обработки, или альтернативно, обеспечивает лучшую устойчивость при нормальных операциях механической обработки.
[00218] Фактически, было выяснено, что настоящая концепция является настолько устойчивой, что в операциях механической обработки даже при малой глубине резания данный инструмент обеспечивает превосходные устойчивость и готовое состояние. Иными словами, тот же инструмент, который может быть использован для операций с большой глубиной резания, также может быть оптимальным выбором для операций с малой глубиной резания, поскольку данный инструмент является относительно компактным и даже более устойчивым, чем инструменты меньшего размера. Это также означает, что изменяемая регулировка глубины у известных отрезных резцов больше не является преимуществом.
[00219] Следует отметить, что в предпочтительном варианте реализации не используют зажим типа, показанного выше, а скорее, например, множество винтов 620A, 620B, 620C, обеспечивающих компактность головки 609 инструмента. Предпочтительно отверстия под винты (не показаны) могут быть расположены рядом с вогнутой поверхностью 622 головки 609 инструмента для лучшей устойчивости. Несмотря на то, что точное количество винтов или зажимная конструкция не важны, ясно, что отсутствие переднего бокового участка стенки (например, как обозначено позиционным номером 212A на ФИГ. 7B) или зажима в этом местоположении (как изображено на ФИГ. 12B), или зажима на противоположной стороне (как изображено на ФИГ. 11A) способствует обеспечению более компактной конструкции.
[00220] Несмотря на то, что это преимущество, как полагают, прежде всего является предпочтительным для отрезных резцов, которые обычно намного больше, чем режущие вставки, как показано на ФИГ. 14A, и, следовательно, в отношении кармана для резца, показанного на чертеже, теоретически та же конструкция инструмента возможна для режущих вставок, только с заменой названия "карман для резца" на название "гнездо для вставки". Однако обычно одиночный винт или зажим является достаточным для установки режущей вставки, поскольку она обычно выполнена из цементированного карбида, который является более твердым, чем сталь (типичный материал, используемый для отрезных резцов).
[00221] В дополнение к преимущественным размерам усиливающего участка 608, уже описанного в связи с другими вариантами реализации, для иллюстрации различия размеров держателя инструмента и/или отрезного резца, полученных к данному моменту, ниже будут описаны некоторые соотношения.
[00222] Задний участок 614 боковой стенки может иметь самую заднюю точку 624.
[00223] Держатель 606 инструмента может иметь самую переднюю точку 628.
[00224] Упорный участок 616 стенки может иметь самую нижнюю точку 626.
P
S
[00225] Длина L кармана определена параллельно оси хвостовика A от самой задней точки 624 самой задней упорной поверхности (которая в этом случае является задним участком 614 боковой стенки) до самой передней точки 628 держателя 606 инструмента. Понятно, что настоящий вариант реализации имеет высвобождающие участки 625A, 625B, расположенные между участками стенки кармана, но они не отражают размер отрезного резца, который должен быть установлен в кармане, и, следовательно, указанные упорные поверхности выбраны в качестве ссылки для размера кармана. Также следует отметить, что одна из сторон отрезного резца и смежная боковая стенка, вместе обозначенные позиционным номером 627, расположены на небольшом расстоянии друг от друга и, следовательно, не являются упорными поверхностями.
P
S
[00226] Высота H кармана определена перпендикулярно оси A хвостовика от самой нижней точки 626 самой нижней упорной поверхности (которая в этом случае является упорным участком 616 стенки) до самой верхней точки держателя 606 инструмента.
H
S
[00227] Аналогично, длина L головки инструмента задана параллельно оси A хвостовика от задней поверхности 618 до самой передней точки 628 держателя 606 инструмента.
I
S
[00228] Высота H отрезного резца задана перпендикулярно оси A хвостовика от самой нижней точки отрезного резца 602 до самой верхней точки отрезного резца 602.
[00229] Если рассматривать держатель 606 инструмента отдельно, показательной для принципа настоящего изобретения является длина головки 609 инструмента, которая меньше, чем длина кармана 610.
P
H
[00230] Иными словами, предпочтительно длина L кармана больше, чем длина L головки инструмента, в результате чего получена предпочтительная компактная головка 609 инструмента с одновременным обеспечением большой глубины резания.
P
H
P
H
[00231] В полученных конструкциях длина L кармана больше, чем длина L головки инструмента по меньшей мере на 10%, предпочтительно больше чем на 20%. Например, в данном случае: L/L = 1,26, т.е. приблизительно больше чем на 26%. Верхний предел еще не определен.
[00232] Точно так же, в отношении узла 600 инструмента, показательной для принципа настоящего изобретения является длина головки 609 инструмента, которая меньше, чем длина отрезного резца 602.
P
S
H
[00233] Как показано на чертеже, соответствующая длина отрезного резца 602 даже больше, чем длина L кармана, поскольку отрезной резец проходит из него в заднем направлении, несмотря на то, что они имеют примерно тот же самый размер. Иными словами, предпочтительно длина отрезного резца (определенная параллельно оси A хвостовика от самой задней точки отрезного резца 602 до его самой передней точки) больше, чем длина L головки инструмента, вследствие чего получена предпочтительная компактная головка 609 инструмента при обеспечении большой глубины резания.
I
H
[00234] В полученных конструкциях длина L отрезного резца больше, чем длина L головки инструмента по меньшей мере на 10%, предпочтительно больше чем на 20%.
[00235] Следующие примечательные соотношения относятся к высотам различных компонентов.
D
[00236] Во-первых, следует понимать, что устойчивость известных узлов инструмента происходит из их конструктивной прочности, которая обычно связана с размером поперечного сечения хвостовика. Поскольку хвостовики обычно имеют квадратное или круглое сечение, высота может быть получена как соответствующая переменная, с учетом того, что большая часть сил резания ориентированы в нижнем направлении D.
S
P
P
S
P
S
S
[00237] В частности, высота H хвостовика меньше, чем высота H кармана. Предпочтительно размеры держателя инструмента соответствуют условию: H≥1,5H, а наиболее предпочтительно H≥2H. Например, если высота H хвостовика составляет 20 мм, предпочтительно высота кармана составляет больше чем 30 мм или даже больше чем 40 мм. Понятно, что для обеспечения устойчивости усиливающий участок является крайне желательным.
I
S
I
P
I
S,
I
S
[00238] Точно так же, в отношении узла 600 инструмента, показательной для принципа настоящего изобретения является высота H отрезного резца, которая больше, чем высота H хвостовика. Следует отметить, что высота H отрезного резца даже больше, чем высота H кармана. Таким образом, точно так же предпочтительно узел инструмента соответствует условию: H≥1,5H а наиболее предпочтительно H≥2H.
[00239] В частности, показанная конструкция является подходящей для общих высот хвостовика (19-32 мм), что означает, что все другие размеры могут оставаться теми же, и будет изменяться только высота хвостовика (и ширина для обычного случая квадратного сечения).
R
S
[00240] В частности, высота H усиливающего участка, по меньшей мере непосредственно смежного с головкой инструмента, для настоящей конструкции составляет примерно две-три высоты H хвостовика.
[00241] Следует отметить, что поскольку в настоящей концепции используются винты, сужение участков стенки кармана не является существенным, так как винты смещают отрезной резец в направлении к поверхности кармана, вследствие чего сокращено количество операций изготовления отрезного резца, поскольку скашивание кромок в этом случае не является необходимым.
[00242] С другой стороны, клиновидные кромки могут обеспечивать возможность использования меньшего количества винтов, а также другие преимущества, и, следовательно, также возможно включение скошенных кромок в части отрезного резца и участки стенки.
[00243] На ФИГ. 18A-20E изображен еще один узел 400 режущего инструмента. Также при разработке отрезного резца 602 с пятью гнездами для вставки, показанного на ФИГ. 24A-24E, было выяснено, что отрезной резец 402 с четырьмя гнездами для вставки может обеспечивать возможность создания еще более компактного держателя 404 инструмента и имеет превосходную устойчивость даже при том, что срок службы отрезного резца 402 относительно уменьшен из-за того, что количество гнезд 408 для режущей вставки уменьшено на одно гнездо.
[00244] Кроме того, во время разработки также были получены уникальные признаки, которые могут быть применены к отрезным резцам, имеющим другую форму.
[00245] Как изображено на ФИГ. 18A-18C, в резце рядом с каждым гнездом 408 для режущей вставки имеется отверстие 410 для установки или извлечения вставки, как известно в уровне техники. Однако эти конкретные отверстия 410 в резце увеличены и выполняют двойную функцию, одновременно являясь отверстиями для размещения винтов, как показано на ФИГ. 20A. Это обеспечивает возможность повышения конструктивной прочности отрезного резца 402 и уменьшения общего количества отверстий при изготовлении.
[00246] Как и в других вариантах реализации, входное отверстие 412 резца расположено рядом с уплотняющим отверстием 414. Уплотняющее отверстие 414 предпочтительно является безрезьбовым для обеспечения преимуществ, описанных выше. На чертеже схематично показан внутренний канал 416 резца, который может проходить от входного отверстия 412 резца к выходному отверстию 418 резца. Для уплотнения входного отверстия 412 резца в случае необходимости может быть обеспечено уплотняющее устройство 417 (как изображено на ФИГ. 20A), подобное описанным выше или имеющее любую желательную конструкцию.
P
[00247] Отрезной резец 402 является резцом, выполненным с возможностью четырехходового индексирования вокруг центральной оси A. Несмотря на то, что описан и показан только один канал 416 резца, следует понимать, что имеются четыре таких канала.
P
[00248] В частности, по причине вращательной симметрии настоящего варианта реализации и того, что входное отверстие 412 резца расположено на расстоянии от оси A отрезного резца, только один канал 416 резца и одно выходное отверстие 418 резца обеспечены для каждого гнезда 408 для режущей вставки. Поскольку только одно выходное отверстие 418.
[00249] Предпочтительно периферийная кромка содержит прямые или по существу прямые опорные поверхности (т.е. на виде сбоку отрезного резца, такого как показанный на ФИГ. 18A), проходящие между каждым гнездом 408 для режущей вставки.
[00250] Как изображено на ФИГ. 19A-19B, держатель 404 инструмента подобен описанным выше, за исключением следующих примечательных признаков.
[00251] Одиночное уплотнительное кольцо 428 и соответствующий, предпочтительно удлиненный желоб 430 окружает как резьбовое отверстие 432 инструмента, так и выходное отверстие 434 держателя инструмента для упрощения изготовления.
P
B
[00252] Отверстие 436 для смещения может быть предусмотрено для смещающего элемента 438 (как изображено на ФИГ. 20A). Предпочтительно отверстие 436 для смещения расположено в местоположении, которое соответствует отверстию, уже имеющемуся в отрезном резце 402. Оптимально такое отверстие расположено рядом с центральной осью A отрезного резца, так что отрезной резец 402 может быть смещен в одном направлении смещения D (как изображено на ФИГ. 20A), т.е. в направлении, в котором сходятся упорные поверхности инструмента (т.е. боковые участки 440, 442 стенки). Например, отверстие предпочтительно является либо входным отверстием 412 резца, либо, как в данном примере, уплотняющим отверстием 414. Понятно, что несмотря на то, что предпочтительно направление смещения ориентировано непосредственно между указанными двумя упорными поверхностями, оно может быть немного отклонено к одной или другой из этих поверхностей, если имеется по меньшей мере частичная сила, действующая в направлении этих поверхностей.
[00253] В частности, при необходимости, но предпочтительно перед креплением отрезного резца 402 в установленном положении посредством винтов 437A, 437B, 437C на держателе 404 инструмента полезно сместить резец в положение зажатия.
B
[00254] Один общий способ обеспечить желательное смещение состоит в проектировании по меньшей мере одного из отверстий под винт со смещенным положением таким образом, чтобы оно смещало отрезной резец в направлении D смещения.
[00255] В этом предпочтительном способе используют смещающий элемент 438, который может быть упругим элементом, в этом примере коммерчески доступным в компании Erwin Halder KG под названием "боковой плунжер" (заводской № А 2215), который крепят к указанной поверхности 444 кармана посредством отверстия 436 для смещения. Разумеется, такое смещение носит исключительно дополнительный характер, но является предпочтительным.
[00256] Наконец, боковые участки 440, 442 стенки ориентированы примерно под прямым углом относительно друг друга. Высвобождающий желоб 448 выполнен рядом с боковыми участками 440, 442 стенки, что позволяет использовать отрезной резец 402 с плоской периферийной кромкой 426 (т.е. не имеющей скругленной или конической формы), таким образом, обеспечивая сокращение этапов изготовления резца.
[00257] Для полноты изложения следует отметить, что поверхность 444 кармана снабжена множеством (предпочтительно по меньшей мере тремя) резьбовых отверстий 450A, 450B, 450C инструмента.
[00258] Вообще говоря, следует отметить в качестве отдельного аспекта настоящего изобретения: узел 400 инструмента, содержащий отрезной резец 402, имеющий отверстия 410 резца, расположенные рядом с каждым гнездом 408 для вставки, выполненные с возможностью выталкивания или вставления режущей вставки 422; и держатель 404 инструмента, имеющий резьбовые отверстия 450A, 450B, 450C, выполненные в местоположениях, соответствующих местоположениям отверстий 410 резца.
[00259] Ниже подробно описаны преимущества этих признаков в соединении с узлом 600 инструмента, изображенным на ФИГ. 24A-24E.
[00260] Держатель 404 инструмента содержит усиливающий участок 452, поддерживающий головку 454 инструмента, и карман 456 (а также отрезной резец 402) выровнен с той же плоскостью, в которой лежит усиливающий участок 452.
[00261] Примечательно то, что карман 456 проходит в заднем направлении за заднюю поверхность 458 головки инструмента. Следует отметить, что по меньшей мере участок одной из упорных поверхностей инструмента, в частности, задней упорной поверхности 440 инструмента в этом примере выполнен на усиливающем участке 452.
[00262] Иными словами, выяснилось, что усиливающий участок 452 может быть обеспечен не только как дополнительная конструктивная опора, но также и как часть кармана 456 инструмента. Парадоксально то, что такая конструкция предполагает удаление части материала усиливающего участка и, следовательно, его ослабление, но выяснилось, что в целом такая конструкция является выигрышной.
[00263] Вообще говоря, следует отметить, что отдельный аспект настоящего изобретения состоит в том, что усиливающий участок, соединяющий хвостовик и головку инструмента, может содержать по меньшей мере участок кармана.
[00264] Однако несмотря на это, большая часть кармана 456 предпочтительно может размещаться перед задней поверхностью 458 головки инструмента. Следует отметить, что головка 454 инструмента может оказывать существенную поддержку отрезному резцу 402.
[00265] Предпочтительно ни одно из резьбовых отверстий 450A, 450B, 450C инструмента не расположены в относительно тонком усиливающем участке 452, а скорее в головке 454 инструмента или хвостовом участке 460 (т.е. отверстие 450A инструмента выполнено позади задней поверхности 458 головки инструмента уже в хвостовом участке 460). Однако следует отметить, что размещение резьбового отверстия инструмента на усиливающем участке не является абсолютно невозможным, пусть даже для этого может потребоваться винт малого размера (не показан).
W
W
W
[00266] Вообще говоря, (т.е. со ссылкой на все варианты реализации), следует отметить, что усиливающий участок не является предпочтительным в том отношении, что он увеличивает выступ держателя инструмента в направлении от револьверной головки. Соответственно, ширина H усиливающего участка при предпочтительном обеспечении конструктивной прочности тем не менее должна оставаться как можно меньшей. Таким образом, предпочтительно ширина H усиливающего участка должна составлять меньше чем 20 мм, предпочтительно меньше чем 10 мм. Однако с учетом того, что для конструктивной опоры также требуется некоторая существенная ширина, самая предпочтительная ширина отвечает условию: 2 мм <H< 8 мм.
I
I
[00267] В отношении узла 400 режущего инструмента, квадратный отрезной резец 402 имеет одинаковые высоту H отрезного резца и длину L отрезного резца.
R
I
I
P
P
H
S
[00268] С точки зрения перспективного развития, фактические размеры первого испытанного опытного образца, выполненного с возможностью разрезания заготовки (не показана), имеющей диаметр 80 мм, являются следующими: H = 64 мм; L = H = L = H = 60 мм; L = 50 мм; H = 25 мм).
S
[00269] Следует отметить, что вышеуказанные размеры могут быть обеспечены для любого общего стандартного размера хвостовика (например, хвостовика, имеющего квадратное поперечное сечение и высоту H от 19 мм до 32 мм).
P
H
[00270] В данном примере: L/L = 1,2, что соответствует немного менее компактной версии, чем предыдущий вариант реализации. Однако протяженность в заднем направлении, до которой может быть спроектирован карман, является изменяемой.
R
I
I
P
P
H
S
[00271] Недавно спроектированная версия, в основном идентичная той, что показана на чертежах, но предназначенная для разрезания заготовки (не показана), имеющей диаметр 120 мм, имеет следующие размеры: H = 95 мм; L = H = L = H = 90 мм; L = 67 мм; H = 19-32 мм).
P
H
[00272] В новой конструкции: L/L = 1,34, что характеризует ее как более компактную версию, чем предыдущий вариант реализации, изображенный на ФИГ. 24.
[00273] Следует отметить, что выполненный с возможностью четырехходового индексирования опытный образец, как выяснилось, оказался чрезвычайно устойчив, и для заготовки, имеющей диаметр 80 мм, толщина отрезного резца, составляющая 2 мм, как выяснилось, оказалась вполне достаточна. Полагается, что такая устойчивость даже обеспечивает возможность свести толщину отрезного резца к величине от 1,2 мм до 1,6 мм с обеспечением прежней превосходной устойчивости; такие толщины считаются революционными для отрезного резца с такой большой глубиной резания, в дополнение к множеству преимуществ, описанных выше.
[00274] На ФИГ. 21A-23E изображен еще один узел 500 режущего инструмента. В дополнение к разработке отрезного резца 402 с четырьмя гнездами для вставки, выяснилось, что отрезной резец 502 с тремя гнездами для вставки обеспечивает возможность создания даже более компактного держателя 504 инструмента, и прошедшая испытания версия показала превосходную устойчивость, даже при том, что срок службы инструмента с отрезным резцом 502 относительно уменьшен из-за сокращения количества гнезд 506 для вставки на одно гнездо.
[00275] На чертежах, на которых изображен узел 500 режущего инструмента опытного образца, не показана конструкция для подачи охлаждающего вещества, несмотря на то, что в случае необходимости она также может быть обеспечена. Кроме того, во время разработки были найдены еще более уникальные признаки, которые могут быть применены к отрезным резцам, имеющим другую форму.
[00276] Поскольку эти признаки, подобные признакам предыдущих вариантов реализации, очевидны из чертежей, ниже будут описаны только наиболее примечательные из новых разработанных признаков.
[00277] Отрезной резец 502 снабжен множеством сквозных отверстий 510 (предпочтительно безрезьбовых согласно еще одним вариантам реализации), а именно, первым, вторым, третьим и четвертым сквозными отверстиями 510A, 510B, 510C, 510D. Примечательно то, что эти сквозные отверстия не расположены рядом с гнездами 506 для вставки и не имеют двойной функции. Кроме того, сквозные отверстия 512A, 512B, 512C, расположенные рядом с гнездами 506 для вставки, действительно имеют двойную функцию, как описано выше.
[00278] Примечательно то, что держатель 504 инструмента снабжен первым и вторым резьбовыми отверстиями 514A, 514B держателя, выполненными с возможностью выравнивания со сквозными отверстиями 512A, 512B, 512C.
[00279] Подобным образом, держатель 504 инструмента снабжен третьим и четвертым резьбовыми отверстиями 516A, 516B держателя, выполненными с возможностью выравнивания с первым, вторым, третьим и четвертым сквозными отверстиями 510A, 510B, 510C, 510D.
[00280] Винты 518 лучше всего показаны на ФИГ. 23A, из которого понятно, что в этом варианте реализации используют крепление посредством четырех винтов 518.
[00281] Вообще говоря, этот вариант реализации следует считать отдельным аспектом настоящего изобретения, обеспечивающим узел режущего инструмента, содержащий отрезной резец и держатель инструмента, в котором одна часть отверстий отрезного резца являются отверстиями двойного использования, а другая часть отверстий являются отверстиями одиночного использования, как описано выше.
[00282] Держатель 504 инструмента содержит две упорных поверхности инструмента (т.е. больший и меньший боковые участки 520, 522 стенки).
B
B
B
[00283] Первое сквозное отверстие 510A и третье резьбовое отверстие 516A смещены относительно друг друга для обеспечения силы D смещения, показанной на ФИГ. 22A. Предпочтительно сила Dсмещения направлена к большему боковому участку 520 стенки. Более предпочтительно сила Dсмещения направлена к большему боковому участку 520 стенки на его участке, который ближе к меньшему боковому участку 522 стенки, чем к середине большего бокового участка 520 стенки.
[00284] Несмотря на то, что это не показано на чертеже, в отличие от смещения, третье резьбовое отверстие 516A может быть выполнено с возможностью обеспечения силы смещения способом, подобным описанному в предыдущем варианте реализации, например, с использованием так называемого "бокового плунжера".
[00285] На ФИГ. 23C схематично изображен пример, в котором отверстия выровнены.
[00286] Примечательно то, что карман 524 еще дальше проходит в заднем направлении за заднюю поверхность 526 головки инструмента, чем в предыдущих вариантах реализации. Подобно предыдущему варианту реализации, весь боковой участок стенки (в этом примере обозначенный позиционным номером 520) может находиться в заднем направлении позади задней поверхности 526.
R
I
I
P
P
H
S
[00287] В отношении узла 500 режущего инструмента, первый испытанный опытный образец, выполненный с возможностью разрезания заготовки (не показана) диаметром 80 мм, имеет следующие размеры: H = 72 мм; L = 70 мм; H = 68 мм; L = 66 мм; H = 68 мм; L = 37 мм; H = 25 мм).
S
[00288] Следует отметить, что указанные выше размеры применимы к любому хвостовику, имеющему общие стандартные размеру (например, хвостовикам с квадратным поперечным сечением, имеющим высоту H от 19 мм до 32 мм).
P
H
[00289] В данном примере: L/L = 1,78, что обеспечивает значительно большую компактность, чем предыдущие варианты реализации. Таким образом, даже при меньшем количестве гнезд для режущей вставки такой вариант реализации является предпочтительным.
[00290] В отношении отрезных резцов с тремя, четырьмя и пятью показанными на чертеже гнездами для вставки, следует отметить, что несмотря на то, что теоретически возможно любое количество гнезд для вставки, самое предпочтительное количество составляет 3-6 гнезд для вставки. Разумеется, три гнезда для вставки обеспечивают явное преимущество перед одним или двумя гнездами, в то время как даже одиночное гнездо для вставки является вполне выполнимым вариантом. Однако использование более чем шести гнезд для вставки затрудняет удаление стружки (ввиду того, что гнезда для вставки становятся более близким по окружности друг к другу с каждым добавленным гнездом для вставки). Тем не менее, поскольку этот принцип может быть применим для очень больших глубин резания, вполне осуществимо наличие в отрезных резцах множества гнезд для режущей вставки.
[00291] В настоящем описании выше представлены приведенный в качестве примера вариант реализации и подробности, которые не исключают из объема охраны настоящего изобретения и приложенной формулы непоказанные варианты реализации и их подробности.