РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА С КАНАВЧАТОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ, ОБРАЗУЮЩЕЙ МНОЖЕСТВЕННЫЕ ОПОРНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ
CUTTING PLATE WITH GROOVED SURFACE FORMING MULTIPLE BEARING SURFACES

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение, в общем, относится к режущим пластинам, а, более конкретно, к индексируемым режущим пластинам с канавчатыми поверхностями, образующими множественные опорные поверхности.
В заявке на выдачу патента США 2009/0047078, которая включена в материалы настоящей заявки путем ссылки, показана режущая пластина, имеющая канавчатую поверхность, образующую множественные опорные поверхности. Опорные поверхности являются плоскими и пересекаются в остром основании клина с образованием угла заострения.
Необходимо создать режущие пластины, которые способствуют эффективному удалению стружки с обрабатываемой детали.
В соответствии с аспектом настоящего изобретения, режущая пластина включает в себя первую установочную поверхность, вторую установочную поверхность с противоположной стороны пластины от первой установочной поверхности, и первую боковую поверхность между первой установочной поверхностью и второй установочной поверхностью. Пластина дополнительно включает в себя первую канавку, продолжающуюся по существу диагонально через первую боковую поверхность и разделяющую первую боковую поверхность на дискретные, отделенные треугольные первую и вторую опорные поверхности, при этом первая и вторая опорные поверхности первой боковой поверхности ограничены вдоль своих первых и вторых кромок передними поверхностями, образующими ненулевые углы с первой и второй опорными поверхностями первой боковой поверхности, а вдоль своих третьих кромок - канавкой.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятными после прочтения нижеследующего подробного описания вместе с чертежами, на которых аналогичными позициями обозначены аналогичные элементы и на которых:
Фиг. 1A-1D представляют собой виды в перспективе, сверху, с первой стороны и со второй стороны режущей пластины согласно аспекту настоящего изобретения.
Фиг. 1E представляет собой вид в поперечном сечении, взятый по сечению 1E-1E фиг. 1С.
Фиг. 1F представляет собой вид в поперечном сечении, взятый по сечению 1F-1F фиг. 1С.
Фиг. 1G представляет собой вид в поперечном сечении, взятый по сечению 1G-1G фиг. 1B.
Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе режущего инструмента согласно аспекту настоящего изобретения.
Фиг. 3 представляет собой вид в перспективе части режущего инструмента, показанного на фиг. 2.
Фиг. 4A-4C представляют собой виды сверху, с первой стороны и со второй стороны режущей пластины согласно другому аспекту настоящего изобретения.
Фиг. 5A и 5B представляют собой схематичные изображения, показывающие участки боковой поверхности пластины с U-образной канавкой и V-образной канавкой, соответственно.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг. 1A-1F показывают индексируемую режущую пластину 21 или ее участки согласно аспекту настоящего изобретения, которое имеет конкретное применение в сочетании с фрезерными инструментами, такими как дисковый фрезерный инструмент 200, показанный на фиг. 2 и 3, включающий державку, на которую устанавливается пластина 21, но может также приспосабливаться для использования с поворотными и другими инструментами. Термин «державка» определен для целей настоящего изобретения, как широко включающий в себя державки с выполненными за одно целое гнездами для режущей пластины и державки в форме кассет, которые выполнены с возможностью прикрепления к корпусу инструмента, т.е. кассета является формой державки.
Фиг. 2 показывает дисковый фрезерный инструмент 200, содержащий пластины 21, каждая из которых имеет две «левосторонние» режущие кромки и две «правосторонние» режущие кромки. Пластины 21 индексируются так, чтобы с верхней стороны диска, что будет упоминаться как их левосторонние режущие кромки, быть открытыми к обрабатываемой детали (не показана), и так, чтобы с нижней стороны диска, что будет упоминаться как их правосторонние режущие кромки, быть открытыми к обрабатываемой детали.
Пластины 21 расположены на инструменте так, чтобы в направлении вращения дискового фрезерного инструмента 200 они образовывали «положительный» осевой угол с осью вращения A дискового фрезерного инструмента, но вместо этого они могут располагаться так, чтобы формировать «отрицательный» осевой угол. Пластины, используемые в заданном инструменте, могут иметь режущие кромки, все из которых имеют одинаковую «направленность», однако следует понятно, что вместо этого в таком инструменте могут использоваться пластины с кромками разной направленности, такие как пластина 21. Подобным образом, пластины, имеющие все режущие кромки одинаковой направленности, могут располагаться на режущем инструменте так, чтобы образовывать положительные осевые углы. Пластина 21', имеющая четыре режущие кромки одинаковой направленности, показана более подробно на фиг. 4A-4C. Пластины 21 и 21' имеют множество признаков, и, соответственно, чтобы упростить обсуждение, будет описана пластина 21, и следует понятно, что описание в целом также применимо к пластине 21', за исключением мест, в которых указано иное.
Пластины 21 и 21' обычно изготавливаются из сжатого и спеченного твердого сплава, но могут изготавливаться из других материалов и посредством других процессов, например, посредством измельчения заготовки твердого сплава.
Со ссылкой на фиг. 1A-1D, пластина 21 содержит первую установочную поверхность 23 и вторую установочную поверхность 25, идентичную первой установочной поверхности, и с противоположной стороны пластины от первой установочной пластины. Пластина 21 дополнительно содержит первую боковую поверхность 27 между первой установочной поверхностью 23 и второй установочной поверхностью 25, и вторую боковую поверхность 29 между первой установочной поверхностью и второй установочной поверхностью, и на противоположной стороне пластины от первой боковой поверхности. Пластина дополнительно содержит первую торцевую поверхность 31 между первой установочной поверхностью 23 и второй установочной поверхностью 25, между первой боковой поверхностью 27 и второй боковой поверхностью 29 и вторую торцевую поверхность 33 между первой установочной поверхностью и второй установочной поверхностью, и между первой боковой поверхностью и второй боковой поверхностью и на противоположной стороне пластины от первой торцевой поверхности.
Пластина 21 дополнительно содержит первую канавку 35, продолжающуюся по существу диагонально через первую боковую поверхность 27 и разделяющую первую боковую поверхность на дискретные, отделенные первую и вторую опорные поверхности 37 и 39 первой боковой поверхности, соответственно. Пластина 21 дополнительно содержит первую канавку 41, продолжающуюся по существу диагонально через вторую боковую поверхность 29 и разделяющую вторую боковую поверхность на дискретные, отделенные первую и вторую опорные поверхности 43 и 45 второй боковой поверхности, соответственно.
В пластине 21, показанной на фиг. 1A-D, вторая боковая поверхность 29 (фиг. 1D) является зеркальным отображением первой боковой поверхности 27 (фиг. 1C). Как видно, например, относительно фиг. 1A и 1B, первая установочная поверхность 23 (скрытая на фиг. 1A и 1B) и идентичная вторая установочная поверхность 25 имеют по существу форму усеченного треугольника. Напротив, в пластине 21', показанной на фиг. 4A-4C, вторая боковая поверхность 29' идентична первой боковой поверхности 27', а первая установочная поверхность 23' и вторая установочная поверхность 25' имеют по существу ромбоидальную форму (которая может включать в себя квадратную или прямоугольную форму).
Пластина 21 может содержать четыре режущих кромки 47, 49, 53, 55, соответствующих каждой из опорных поверхностей 37, 39, 43 и 45, соответственно. Режущие кромки 47 и 49 будут упоминаться как «левосторонние» режущие кромки, а режущие кромки 53 и 55 будут упоминаться как «правосторонние» режущие кромки. В пластине 21', показанной на фиг. 4A-4C, режущие кромки 47', 49', 53', и 55' все являются, как упоминается в материалах настоящей заявки, левосторонними, однако следует понятно, что вместо этого они могут быть правосторонними режущими кромками (диагональные канавки продолжаются из других углов). В пластине 21, первая режущая кромка 47 образована на пересечении первой опорной поверхности 37 первой боковой поверхности, первой установочной поверхности 23 и первой торцевой поверхности 31. Вторая режущая кромка 49 образована на пересечении второй опорной поверхности 39 первой боковой поверхности, второй установочной поверхности 25 и второй торцевой поверхности 33. Третья режущая кромка 53 образована на пересечении первой опорной поверхности 43 второй боковой поверхности, первой установочной поверхности 23 и второй торцевой поверхности 33. Четвертая режущая кромка 55 образована на пересечении второй опорной поверхности 45 второй боковой поверхности, второй установочной поверхности 25 и первой торцевой поверхности 31.
Со ссылкой на первую режущую кромку 47 для целей иллюстрации, и как видно, например, на фиг. 1C, каждая режущая кромка может содержать первый компонент 47a, который продолжается вдоль смежной одной из первой и второй установочных поверхностей 23 и 25 (в случае кромки 47, вдоль первой установочной поверхности 23), и второй компонент 47b, который продолжается вдоль смежной одной из первой и второй торцевых поверхностей 31 и 33 (в случае кромки 47, вдоль первой торцевой поверхности 31). Первый и второй компоненты 47a и 47b режущей кромки могут быть по существу прямыми и пересекаться в точке или в закругленном угле 47c, или они могут быть криволинейными и переходить друг в друга. Когда пластина 21 устанавливается в режущий инструмент 200 способом, показанным на фиг. 2, первый компонент 47a обычно упоминается как осевой компонент, а второй компонент 47b обычно упоминается, как радиальный компонент.
Как видно на фиг. 1E и 1F, опорные поверхности могут иметь специально сконструированные геометрические формы, чтобы способствовать формированию стружки и удалению стружки с обрабатываемой детали. Фиг. 1E показывает первый компонент 47a режущей кромки, как имеющий на смежной первой опорной поверхности 37 первой боковой поверхности осевую фаску 57 непосредственно внутри компонента режущей кромки. Проиллюстрированная осевая фаска 57 образует тупой угол со смежной первой установочной поверхностью 23 (острый угол α с перпендикуляром первой установочной поверхности), что может усилить компонент 47a режущей кромки, однако могут предусматриваться другие конфигурации, включающие фасочную область, которая образует острый угол с первой установочной поверхностью, или перпендикулярна первой установочной поверхности, или полностью опущена.
Внутри осевой фаски 57 первая опорная поверхность 37 первой боковой поверхности содержит осевой участок 59 первой передней поверхности, который образует угол с осевой фасочной областью и в проиллюстрированном варианте осуществления образует острый угол β с линией, перпендикулярной первой установочной поверхностью 23, и острый угол с самой установочной поверхностью, конфигурация которой может способствовать резанию обрабатываемой детали, однако также могут предусматриваться другие конфигурации, включающие осевой участок первой передней поверхности, который образует тупой угол с первой установочной поверхностью, или перпендикулярен первой установочной поверхности. В проиллюстрированном варианте осуществления, внутри осевого участка 59 первой передней поверхности предусмотрен осевой участок 61 второй передней поверхности, который образует острый угол γ с перпендикуляром установочной поверхности 23, который в проиллюстрированном варианте осуществления является большим острым углом, чем угол β, и острый угол с самой первой установочной поверхностью. Следует понимать, что осевая фаска 57 и осевые участки 59 и 61 передней поверхности могут иметь конфигурации, отличные от проиллюстрированных.
Фиг. 1F показывает второй компонент 49b режущей кромки (идентичный первому компоненту 47b режущей кромки), как имеющий на смежной второй опорной поверхности 39 первой боковой поверхности радиальную фаску 63 непосредственно внутри компонента режущей кромки. Проиллюстрированная радиальная фаска 63 образует тупой угол со смежной второй торцевой поверхностью 33 (острый угол δ с перпендикуляром второй торцевой поверхности), что может усилить компонент 49b режущей кромки, однако могут предусматриваться другие конфигурации, включающие фасочную область, которая образует острый угол с первой установочной поверхностью, или перпендикулярна первой установочной поверхности, или полностью опущена.
Внутри радиальной фаски 63 вторая опорная поверхность 39 первой боковой поверхности содержит радиальный участок 65 первой передней поверхности, который образует угол ε с перпендикуляром первой торцевой поверхности 33, который в проиллюстрированном варианте осуществления является острым углом и может способствовать резанию обрабатываемой детали, и острый угол с самой торцевой поверхностью, однако также могут предусматриваться другие конфигурации, включающие радиальный участок первой передней поверхности, который образует тупой угол с первой торцевой поверхностью, или перпендикулярен первой торцевой поверхности. В проиллюстрированном варианте осуществления внутри радиального участка 65 первой передней поверхности предусматривается радиальный участок 67 второй передней поверхности, который образует угол с радиальным участком первой передней поверхности и образует в проиллюстрированном варианте осуществления больший острый угол ζ с перпендикуляром первой торцевой поверхности 33, чем радиальный участок первой передней поверхности (и меньший острый угол с самой первой торцевой поверхностью). В проиллюстрированном варианте осуществления внутри радиального участка 67 второй передней поверхности предусматривается радиальный участок 69 третьей передней поверхности, который образует угол с радиальным участком второй передней поверхности и образует в проиллюстрированном варианте осуществления меньший острый угол η с перпендикуляром первой торцевой поверхности 33, чем радиальный участок второй передней поверхности. Радиальный участок 69 третьей передней поверхности образует острый угол с первой торцевой поверхностью 33. Следует понимать, что радиальный участок 63 и радиальные передние поверхности 65, 67 и 69 могут иметь конфигурации, отличные от проиллюстрированных.
Внутри любой геометрической формы, обеспечиваемой режущими кромками и участками передней поверхности, если они имеются, опорные поверхности обычно будут по существу плоскими, пока они не пересекутся с канавками на первой и второй боковых поверхностях. В предпочтительном варианте осуществления пластины, канавки 35 и 41 разделяют боковые поверхности 27 и 29 на дискретные, отделенные треугольные первые и вторые опорные поверхности 37 и 39 первой боковой поверхности 43 и 45 второй боковой поверхности. Относительно, например, первой боковой поверхности, первая и вторая опорные поверхности 37 и 39 первой боковой поверхности ограничены вдоль своих первых и вторых кромок передними поверхностями 59 и 65, образующими ненулевые углы с первой и второй опорными поверхностями первой боковой поверхности, а вдоль своих третьих кромок - канавкой (35). Например, плоскость первой опорной поверхности 37 первой боковой поверхности образует угол между 60 и 85 градусами, более предпочтительно 79 градусов, с плоскостью первой торцевой поверхности 31, и угол между 45 и 85 градусами, более предпочтительно 77 градусов, с плоскостью первой установочной поверхности 23.
Как видно, например, на фиг. 1G, первая и вторая канавки 35 и 41 обычно являются по существу U-образными или по существу V-образными. Для иллюстрации первая канавка 35 (понятно, что вторая канавка идентична или является зеркальным отображением первой канавки), как видно на фиг. 5A (U-образная канавка) и 5B (V-образная канавка), имеет первую и вторую боковые поверхности 71 и 73 канавки, образующие ненулевые углы θ со смежными участками первой и второй опорных поверхностей 37 и 39 первой боковой поверхности, соответственно. Образование боковых поверхностей 71 и 73 канавки так, чтобы канавки были углублены относительно боковых опорных поверхностей, может способствовать прохождению и удалению стружки с обрабатываемой детали. В проиллюстрированных примерах, первая и вторая боковые поверхности 71 и 73 канавки являются по существу плоскими, однако они могут быть криволинейными. Первая и вторая боковые поверхности 71 и 73 канавки могут постепенно переходить в первую и вторую опорные поверхности 37 и 39 первой боковой поверхности, как показано на фиг. 5A, или они могут пересекаться с первой и второй опорными поверхностями первой боковой поверхности вдоль линии или острой кривой, как показано на фиг. 5B. Первая и вторая боковые поверхности 71 и 73 канавки могут пересекаться в изогнутом дне, как показано на фиг. 1G и 5A, плоском дне (не показано), или, как показано на фиг. 5B, в линии или острой кривой.
Обсуждая снова первую канавку 35 для целей иллюстрации, как видно на фиг. 1A и 1C, противоположные концы 75 и 77 каждой канавки пересекаются с первой торцевой поверхностью 31 и второй торцевой поверхностью 33, соответственно. Концы 75 и 77 канавок могут расширяться наружу до большей ширины, что может, среди прочего, способствовать удалению стружки с обрабатываемой детали.
Обычно первая торцевая поверхность 31 и вторая торцевая поверхность 33 содержат по меньшей мере один участок задней поверхности, смежный соответствующей режущей кромке, и по меньшей мере один участок опорной поверхности пластины, удаленный от соответствующей режущей кромки. Как видно, например, на фиг. 1A, обсуждая первую торцевую поверхность 31 и первую режущую кромку 47 для целей иллюстрации, первая торцевая поверхность содержит заднюю поверхность 79, смежную с первой режущей кромкой, которая здесь упоминается, как ее соответствующая режущая кромка. Когда фрезерный инструмент 200, показанный на фиг. 2, вращается вокруг своей оси вращения в направлении резания, задняя поверхность следует за режущей кромкой. Как видно на фиг. 1A, первая торцевая поверхность 31 дополнительно содержит участок 81 опорной поверхности, который примыкает к опорной поверхности (не показана) в углублении на фрезерном инструменте, когда вторая режущая кромка 49 используется. Участок 81 опорной поверхности также может быть удален от того, что здесь упоминается, как ее соответствующая режущая кромка 47. Таким образом, участок опорной поверхности на любой торцевой поверхности, которая функционирует, чтобы поддерживать пластину, удален от ближайшей (не работающей) режущей кромки, что уменьшает риск повреждения этой режущей кромки.
Каждая из первой канавки 35 и второй канавки 41 имеет две продольные кромки, которые пересекают каждую из первой торцевой поверхности и второй торцевой поверхности. Снова, обсуждая первую канавку 35 для целей иллюстрации, как видно на фиг. 1A, первая канавка включает в себя две продольные кромки 83 и 85, которые пересекают, например, первую торцевую поверхность 31. По меньшей мере один участок 81 опорной поверхности пластины на первой торцевой поверхности 31 расположен вровень с или ниже точки 87, в которой одна из продольных кромок 83 канавки 35, ближайшая к режущей кромке 47, соответствующей этой по меньшей мере одной поверхности 81 поддержки пластины, пересекает первую торцевую поверхность.
Сквозное отверстие 89 обычно продолжается между первой установочной поверхностью 23 и второй установочной поверхностью 25. Как видно на фиг. 2 и 3, зажимной винт 91 продолжается через сквозное отверстие, и резьба на зажимном винте соответствует резьбе (не показана) на корпусе державки фрезерного инструмента. Увеличенная головка винта 91 примыкает к установочной поверхности в сквозном отверстии, чтобы зажимать пластину относительно корпуса державки.
В настоящей заявке использование термина, такого как «включающий», является неограниченным и имеет то же самое значение, что и термин «содержащий», и не препятствует наличию другой конструкции, материала или действий. Аналогичным образом, хотя использование термина, такого как «может», является неограниченным и отражает то, что конструкция, материал или действия не являются необходимыми, неиспользование таких терминов не отражает тот факт, что конструкция, материал или действия являются существенными. В такой степени, в которой конструкция, материал или действия являются существенными в настоящее время, они определены как таковые.
Хотя настоящее изобретение было проиллюстрировано и описано в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, предполагается, что в нем могут быть выполнены изменения и дополнения, не выходящие за рамки объема изобретения, определенного в формуле изобретения.
Раскрытия в заявках на Европейский патент № 10189749.4 и 10189748.6, по которым в настоящей заявке испрашивается приоритет, включены в материалы настоящей заявки путем ссылки.