РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА И УЗЕЛ РЕЖУЩЕЙ ПЛАСТИНЫ
CUTTING PLATE AND CUTTING PLATE ASSEMBLY

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области режущих инструментов, например металлорежущих инструментов, имеющих режущие пластины, съемно прикрепленные к ним посредством крепежного средства, такого как винт, имеющего головку винта. Более конкретно, оно относится к режущей пластине и узлу режущей пластины и способу замены или индексации режущей пластины без необходимости удаления крепежного средства.
Уровень техники
Патент США 6,155,754 относится к крепежной конструкции в режущем инструменте, имеющем стандартную режущую пластину и специальный фиксирующий винт, причем головка винта имеет две противоположные вертикальные фаски. В этой конструкции режущая пластина может быть удалена без полного выкручивания фиксирующего винта из резьбового отверстия в гнезде под режущую пластину.
Недостатком этой конструкции является то, что головка винта несимметрична и, следовательно, резьба винта и резьба канала должны быть выполнены достаточно точно, чтобы обеспечить, что после закрепления винта, опорные поверхности головки винта правильно ориентированы, для того чтобы поджать и закрепить режущую пластину в ее гнезде.
Другим недостатком является ослабление головки винта в результате удаления материала вследствие снятия фаски. Следовательно, меньший крутящий момент может быть приложен к головке винта по сравнению с головкой винта без фаски. Это может привести к непредсказуемым, нежелательным последствиям, таким как неточности в расположении режущей пластины или внезапное высвобождение пластины.
В патенте США 4,397,592 описана крепежная конструкция для режущих пластин, имеющих стандартную режущую пластину и фиксирующий штифт, асимметрично зажимающий режущую пластину. Эта конструкция обеспечивает индексацию режущей пластины только ослаблением фиксирующего штифта, подъемом его до тех пор, пока его цилиндрический участок не выйдет из соответствующего ему участка в принимающем отверстии, и наклоном фиксирующего штифта до тех пор, пока не станет возможно перемещение режущей пластины соосно относительно зажимной головки.
Конкретным недостатком этой конструкции является небольшая и асимметричная опорная область между зажимной головкой фиксирующего штифта и опорной поверхностью отверстия пластины. Эта асимметричность приводит к асимметричному распределению усилий в режущей пластине по сравнению с симметричным сопряжением, что может привести к неточностям расположения, уменьшенному сроку службы режущей пластины или разрушениям режущих кромок.
Задачей настоящего изобретения является создание узла режущей пластины для осуществления операций, которая значительно снижает или устраняет вышеупомянутые недостатки.
Раскрытие изобретения
Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения предложена режущая пластина и узел режущей пластины, расположенный на режущем участке режущего инструмента.
Согласно первому варианту осуществления режущая пластина содержит:
первую поверхность, вторую поверхность и периферийную поверхность, продолжающуюся между ними, причем первая и вторая поверхности пересекают периферийную поверхность по первой и второй периферийным кромками соответственно, причем по меньшей мере участок по меньшей мере одной из первой и второй периферийных кромок образует режущую кромку, и
канал режущей пластины, продолжающийся между первой и второй поверхностями и имеющий ось B канала, причем канал режущей пластины содержит:
M
N
первый участок канала, открывающийся наружу к первой поверхности, второй участок канала, открывающийся наружу ко второй поверхности, и третий участок канала, расположенный между и соединяющийся с первым и вторым участками канала соответственно, причем третий участок канала включает в себя плоскость P канала, которая перпендикулярна оси В канала и в которой канал режущей пластины имеет некруглое сечение. Третий участок канала может иметь большую осевую линию M, перпендикулярную оси B канала, и малую осевую линию N, перпендикулярную оси B канала, образующие соответственно большой и малый размеры D, D сечения третьего участка канала, взятого перпендикулярно оси B канала, причем сечение имеет овальную форму.
Согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения режущая пластина зеркально симметрична относительно плоскости P канала, образованной большой и малой осевыми линиями M и N соответственно.
Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения канал режущей пластины зеркально симметричен относительно плоскости P канала, образованной большой и малой осевыми линиями M и N соответственно.
Согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения режущая пластина содержит:
первую поверхность, вторую поверхность и периферийную поверхность, продолжающуюся между ними, причем первая и вторая поверхности пересекают периферийную поверхность по первой и второй периферийным кромками соответственно, причем по меньшей мере участок по меньшей мере одной из первой и второй периферийных кромок образует режущую кромку, и
канал режущей пластины, продолжающийся между первой и второй поверхностями и имеющий ось B канала, причем канал режущей пластины содержит:
M
N
первый участок канала, открывающийся наружу к первой поверхности, и второй участок канала, открывающийся наружу ко второй поверхности, причем второй участок канала включает в себя плоскость P канала, которая перпендикулярна оси B канала и в которой канал режущей пластины имеет некруглое сечение. Второй участок канала может иметь большую осевую линию M, перпендикулярную оси B канала, и малую осевую линию N, перпендикулярную оси B канала, образующие соответственно, большой и малый размеры D, D сечения второго участка канала, взятого перпендикулярного оси B канала, причем сечение имеет овальную форму.
Согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения канал режущей пластины имеет цилиндрический первый участок канала и цилиндрический второй участок канала.
Согласно настоящему изобретению также предложен узел режущей пластины, содержащий:
гнездо под режущую пластину, имеющее основание гнезда, включающее в себя канал гнезда; крепежный элемент, имеющий головку крепежного элемента и соединительный участок крепежного элемента, расположенный в канале гнезда; и
режущую пластину, выполненную с возможностью перевода из закрепленного положения пластины, в котором нижний участок головки крепежного элемента зацепляется с опорными поверхностями первого канала, в положение удаления пластины, при этом
в закрепленном положении пластины, на виде сверху режущей пластины, головка крепежного элемента имеет контур, который слишком велик, чтобы пройти через канал режущей пластины, а
в положении удаления пластины, на виде сверху режущей пластины, контур головки крепежного элемента достаточно мал, чтобы пройти через канал режущей пластины.
Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения соединительный участок крепежного элемента имеет диаметр, равный диаметру головки крепежного элемента.
Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения головка крепежного элемента имеет первое углубление, а соединительный участок имеет второе углубление, которое имеет те же размеры, что и первое углубление.
Согласно настоящему изобретению дополнительно предложен способ замены или индексации режущей пластины, закрепленной крепежным элементом в гнезде под режущую пластину узла режущей пластины режущего инструмента, причем гнездо под режущую пластину имеет канал гнезда и основание гнезда, причем крепежный элемент имеет головку крепежного элемента и соединительный участок крепежного элемента;
причем способ включает этапы:
a) частичного удаления крепежного элемента из канала гнезда, так чтобы соединительный участок крепежного элемента оставался присоединенным к каналу гнезда в частично присоединенном положении;
b) подъема режущей пластины с основания гнезда в поднятое положение;
c) поворота режущей пластины вокруг большой осевой линии M из начального положения поворота, и перемещения ее перпендикулярно большой осевой линии M в положение удаления пластины, в котором, на виде сверху режущей пластины, контур головки крепежного элемента образует форму, которая достаточно мала, чтобы пройти через канал режущей пластины; и
d) удаления режущей пластины путем ее снятия с головки крепежного элемента.
Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания настоящего изобретения и чтобы показать как оно может быть осуществлено на практике, ниже приводятся ссылки на приложенные чертежи, на которых:
Фиг.1 представляет собой вид в перспективе режущего инструмента согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 представляет собой вид с пространственным разнесением элементов режущего участка режущего инструмента, показанного на фиг.1;
Фиг.3 представляет собой вид сверху режущей пластины согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;
Фиг.4 представляет собой вид в сечении по линии IV-IV на фиг.3;
Фиг.5 представляет собой вид сверху режущего участка, показанного на фиг.1, с режущей пластиной в закрепленном положении пластины в гнезде под режущую пластину;
Фиг.6 представляет собой вид в сечении по линии VI-VI на фиг.5;
Фиг.7 представляет собой вид в сечении, аналогичный виду, показанному на фиг.6, показывающий поднятый крепежный элемент;
Фиг.8 представляет собой вид в сечении, аналогичный виду, показанному на фиг.7, показывающий режущую пластину в поднятом положении;
Фиг.9 представляет собой вид в сечении, аналогичный виду, показанному на фиг.8, показывающий режущую пластину в начальном положении поворота;
Фиг.10 представляет собой вид в сечении, аналогичный виду, показанному на фиг.6, показывающий режущую пластину в промежуточном положении поворота;
Фиг.11 представляет собой вид в сечении по линии XI-XI на фиг.12 или эквивалентно вид в сечении аналогичный виду, показанному на фиг.5, показывающий режущую пластину в положении удаления пластины, обеспечивающем прохождение головки крепежного элемента через канал режущей пластины;
Фиг.12 представляет собой вид режущего участка режущего инструмента, показанного на фиг.1, на виде сверху режущей пластины, обозначенном направлением E на фиг.11;
Фиг.13 представляет собой вид сверху режущей пластины согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.14 представляет собой вид в сечении по линии XIV-XIV на фиг.13;
Фиг.15 представляет собой вид сверху режущей пластины согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.16 представляет собой вид в сечении по линии XVI-XVI на фиг.15;
Фиг.17 представляет собой вид сверху режущей пластины согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.18 представляет собой вид в сечении по линии XVIII-XVIII на фиг.17; и
Фиг.19 представляет собой вид сбоку в сечении крепежного элемента согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.
Следует понимать, что для простоты и ясности иллюстрации элементы, изображенные на чертежах, не обязательно должны быть выполнены точно или в масштабе. Например, размеры некоторых элементов могут быть сильно увеличены относительно других элементов для ясности, или несколько физических элементов может быть включено в один функциональный блок или элемент. Кроме того, при рассмотрении соответствующие ссылочные позиции могут повторяться на чертежах для обозначения соответствующих или подобных элементов.
Подробное описание изобретения
В приведенном ниже описании будут описаны различные аспекты настоящего изобретения. Для объяснения конкретные конфигурации и элементы описаны для обеспечения полного понимания настоящего изобретения. Однако специалисту в данной области техники следует понимать, что настоящее изобретение может быть осуществлено на практике без конкретных элементов, представленных здесь. Кроме того, общеизвестные признаки могут быть опущены или упрощены для того, чтобы не затруднять понимание настоящего изобретения.
Со ссылкой на чертежи, в общем, а более конкретно на фиг.1, показан вид в перспективе режущего инструмента 10 с пятью режущими участками 20 согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Каждый режущий участок 20 имеет узел 22 режущей пластины, который включает в себя гнездо 30 под режущую пластину с режущей пластиной 40, съемно-закрепленной в нем крепежным элементом 50. Количество режущих участков 20 не ограничено пятью, и форма режущей пластины 40 не ограничена какой-либо конкретной формой.
Со ссылкой на фиг.2 показан вид с пространственным разнесением элементов узла 22 режущей пластины. Гнездо 30 под режущую пластину имеет смежные первую и вторую опорные стенки 52, 53, канал 54 гнезда в основании 56 гнезда, из которого продолжаются первая и вторая опорные стенки 52, 53. Согласно некоторым вариантам осуществления канал 54 гнезда может иметь резьбу. Режущая пластина 40 имеет канал 60 режущей пластины, первую поверхность 62, противоположную вторую поверхность 64 и периферийную поверхность 66, продолжающуюся между ними. Канал 60 режущей пластины продолжается между первой и второй поверхностями 62, 64. Первая и вторая поверхности 62, 64 пересекают периферийную поверхность 66 по первой и второй периферийным кромками 42, 44 соответственно, причем по меньшей мере участок по меньшей мере одной из первой и второй периферийных кромок 42, 44 образует режущую кромку 46. Участки периферийной поверхности 66 могут опираться на одну или обе первую и вторую опорные стенки 52, 53.
M
N
Обратим внимание на фиг.3 и 4. Канал 60 режущей пластины имеет первый участок 68 канала, второй участок 70 канала и третий участок 72 канала, или промежуточный участок канала, расположенный между первым и вторым участками 68, 70 канала. Причем первый и второй участки 68, 70 канала соединяются с третьим участком 72 канала. Первый участок 68 канала имеет неопорную поверхность 69' первого канала, смежную с первой поверхностью 62, и опорные поверхности 69" первого канала, продолжающиеся внутрь и вниз от неопорной поверхности 69' первого канала ко второй поверхности 64. Третий участок 72 канала включает в себя плоскость P канала, которая перпендикулярна оси B канала и в которой канал 60 имеет некруглое сечение. В некоторых вариантах осуществления плоскость P канала образована большой осевой линией M, перпендикулярной оси B канала, и малой осевой линией N, перпендикулярной оси B канала. Большая и малая осевые линии M, N перпендикулярны друг другу и образуют соответственно большой и малый размеры D, D канала в сечении третьего участка 72 канала, взятого перпендикулярно оси B канала. Опорные поверхности 69" первого канала симметричны относительно большой осевой линии M, что является важным для обеспечения того, что нежелательные эффекты, такие как крутящий момент, приложенный к корпусу режущей пластины 40, не возникнут.
Некруглое сечение третьего участка 72 канала может быть расположено в плоскости P канала и согласно некоторым вариантам осуществления может иметь овальную форму. Сечения первого и второго участков 68, 70 канала, взятые перпендикулярно оси B канала, не имеют овальную форму. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения слово «овальный» означает фигуру, образованную замкнутой, изогнутой линией, имеющей выпуклую форму с двумя перпендикулярными осями, которые пересекаются в центре фигуры. Фигура шире вдоль одной из осей, чем вдоль другой, и уменьшается по ширине при движении наружу из центра вдоль каждой из двух осей. Согласно некоторым вариантам осуществления овальное сечение третьего участка 72 канала может иметь эллиптическую форму. Сечение третьего участка 72 канала, взятое перпендикулярно оси B канала, меньше любого другого сечения канала 60 режущей пластины, взятого перпендикулярно оси B канала.
s
N
S
M
Обратим внимание на фиг.5-8. Режущая пластина 40 закреплена в гнезде 30 под режущую пластину крепежным элементом 50. Крепежный элемент 50 имеет головку 58 крепежного элемента, шейку 57 крепежного элемента, соединительный участок 59 крепежного элемента, который может иметь наружную винтовую резьбу или любое другое подходящее средство соединения, и ось S крепежного элемента, образующую направление сверху вниз. Шейка 57 крепежного элемента соединяет соединительный участок 59 крепежного элемента и головку 58 крепежного элемента. Головка 58 крепежного элемента имеет периферийную поверхность 79 и диаметр D головки крепежного элемента, при этом D<D<D. Головка 58 крепежного элемента имеет верхний участок 78 головки крепежного элемента и нижний участок 80 головки крепежного элемента, расположенные на периферийной поверхности 79 головки крепежного элемента. Согласно некоторым вариантам осуществления головка 58 крепежного элемента ассимметрична относительно оси S крепежного элемента, так чтобы на виде вдоль оси S крепежного элемента головка 58 крепежного элемента имела круглый контур. Согласно некоторым вариантам осуществления верхний и нижний участки 78, 80 головки крепежного элемента продолжаются от общего соединения 81. Согласно некоторым вариантам осуществления соединение 81 является самым широким участком головки 58 крепежного элемента, так чтобы на виде вдоль оси S крепежного элемента круглый контур головки 58 крепежного элемента являлся контуром соединения 81.
Как видно на фиг.6, когда режущая пластина 40 закреплена в гнезде 30 под режущую пластину, то есть находится в закрепленном положении пластины, головка 58 крепежного элемента расположена в канале 60 режущей пластины с нижним участком 80 головки крепежного элемента в контакте с опорными поверхностями 69" первого канала. В этом положении большая опорная площадь образована между нижним участком 80 крепежного элемента и опорными поверхностями 69" первого канала, следовательно, когда крепежный элемент затягивается, большие соединительные усилия образуются главным образом внизу у основания 56 гнезда. Соединительный участок 59 крепежного элемента расположен в канале 54 гнезда, где он присоединен к нему в полностью присоединенном положении. Согласно некоторым вариантам осуществления соединительный участок 59 крепежного элемента может иметь наружную винтовую резьбу, а канал 54 гнезда может иметь внутреннюю винтовую резьбу, и соединительный участок 59 крепежного элемента может быть расположен по резьбе в канале 54 гнезда. Как можно видеть на фиг.5 и понять из фиг.6, когда режущая пластина 40 закреплена в гнезде 30 под режущую пластину, то есть находится в закрепленном положении пластины, на виде сверху режущей пластины 40, головка 58 крепежного элемента имеет контур, который слишком велик, чтобы пройти через канал 60 режущей пластины, таким образом не позволяя головке 58 крепежного элемента пройти через канал 60 режущей пластины.
C
N
Для крепежного элемента 50 промежуточная осевая линия С образована пересечением малой осевой линии N с крепежным элементом 50. Промежуточная осевая линия С имеет две конечные точки P1 и P2 пересечения (как показано на фиг.6 и фиг.8-12). Промежуточная осевая линия С имеет размер D промежуточной осевой линии, который всегда меньше размеров D малого канала. Поскольку промежуточная осевая линия С образована пересечением малой осевой линии N с головкой 58 крепежного элемента, она расположена на малой осевой линии N. Хотя на фиг.10 и 11 может показаться, что промежуточная осевая линия С и малая осевая линия N одинаковы по протяженности, это не так и только кажется, поскольку в положении, показанном на фиг.10 и 11, разрешение линий на чертеже недостаточно велико, чтобы показать, что промежуточная осевая линия С немного короче малой осевой линии N в положении, показанном на фиг.6. Для того чтобы заменить или индексировать режущую пластину 40, необязательно, как будет показано ниже, полностью удалять крепежный элемент 50 из канала 54 гнезда. Для того чтобы заменить или индексировать режущую пластину 40 достаточно частично удалить крепежный элемент 50 из канала 54 гнезда, так чтобы соединительный участок 59 крепежного элемента оставался присоединенным к каналу 54 гнезда в частично присоединенном положении (фиг.7-11). Когда соединительный участок 59 крепежного элемента находится в частично присоединенном положении, головка 58 крепежного элемента дальше удалена от основания 56 гнезда, чем когда соединительный участок 59 крепежного элемента находится в полностью присоединенном положении (как показано на фиг.6). Когда соединительный участок 59 крепежного элемента находится в частично присоединенном положении, режущая пластина 40 может быть поднята с основания 56 гнезда в поднятое положение (фиг.8). С режущей пластиной 40 в поднятом положении она может быть повернута относительно большой осевой линии M из начального положения поворота, как показано на фиг.9, тогда как в то же время перемещая ее перпендикулярно большой осевой линии M в промежуточное положение поворота, как показано на фиг.10, до тех пор, пока она не достигнет положения удаления пластины (фиг.11), в котором, на виде сверху режущей пластины 40 контур головки 58 крепежного элемента достаточно мал, чтобы пройти через канал 60 режущей пластины, как показано на фиг.12, таким образом позволяя головке 58 крепежного элемента проходить через канал 60 режущей пластины. В положении удаления пластины режущая пластина 40 может быть удалена из гнезда 30 под режущую пластину путем снятия ее с головки 58 крепежного элемента. Для того чтобы установить сменную режущую пластину, пока соединительный участок 59 крепежного элемента закреплен в канале 54 гнезда, выполняется обратная последовательность описанных выше действий.
C
Изменение размера D промежуточной осевой линии во время вышеупомянутого вращения режущей пластины 40, показывает как головка 50 крепежного элемента постепенно размещается внутри и в конечном счете проходит через овальную форму сечения третьего участка 72 канала (как показано на фиг.9-12).
Согласно другому варианту осуществления режущая пластина 140, имеющая канал 160 режущей пластины, показана на фиг.13 и 14. Режущая пластина 140 имеет первую и вторую периферийные грани 142, 144 соответственно, причем по меньшей мере участок по меньшей мере одной из первой и второй периферийных кромок 142, 144 образует режущую кромку 146. Канал 160 режущей пластины включает в себя первый, второй и третий участки 168, 170, 172 канала. Первый участок канала открывается наружу к первой поверхности 162, второй участок 170 канала открывается наружу ко второй поверхности 164, а третий участок 172 канала расположен по существу между первым и вторым участками 168, 170 канала. В некоторых областях канала 160 режущей пластины, первый и второй участки 168, 170 канала контактируют. Третий участок 172 канала может иметь некоторые сегменты, имеющие ту же высоту, что и периферийная поверхность 166 режущей пластины 140, в этом случае третий участок канала частично открывается наружу к по меньшей мере первой поверхности 262. Также, если первый и второй участки 168, 170 канала идентичны, тогда режущая пластина 140 является многогранной режущей пластиной.
Согласно другому варианту осуществления показанному на фиг.15 и 16, режущая пластина 240 имеет первую и вторую периферийные кромки 242, 244 соответственно, причем по меньшей мере участок по меньшей мере одной из первой и второй периферийных кромок 242, 244 образует режущую кромку 246. Режущая пластина 240 имеет канал 260 режущей пластины только с двумя участками канала, причем первый участок 268 канала открывается наружу к первой поверхности 262, а второй участок 272 канала открывается наружу ко второй поверхности 264 режущей пластины 240. Второй участок 272 канала также может иметь некоторые сегменты, имеющие ту же высоту, что и периферийная поверхность 266 режущей пластины 240, в этом случае второй участок 272 канала частично открывается наружу к первой поверхности 262.
Согласно еще одному варианту осуществления, показанному на фиг.17 и 18, режущая пластина 340 имеет периферийную поверхность, первую и вторую периферийные кромки 342, 344 соответственно, причем по меньшей мере участок по меньшей мере одной из первой и второй периферийных кромок 342, 344 образует режущую кромку 346. Режущая пластина 340 имеет канал 360 режущей пластины, имеющий цилиндрический первый участок 368 канала, открывающийся наружу к первой поверхности 362, и цилиндрический второй участок 370 канала, открывающийся наружу ко второй поверхности 364. Если первый и второй цилиндрические участки 368, 370 канала идентичны, тогда режущая пластина 340 является многогранной режущей пластиной.
Согласно некоторым вариантам осуществления, как показано на фиг.19, крепежный элемент 150 может иметь помимо первого углубления 151 в головке 158 крепежного элемента для прикладывания крутящего момента к крепежному элементу 150 второе углубление 155 в соединительном участке 159 для прикладывания крутящего момента к крепежному элементу 150. Такая конструкция особенно полезна, когда доступ к головке 158 крепежного элемента либо затруднен, либо невозможен. Более того, поскольку согласно настоящему изобретению отсутствует необходимость в удалении крепежного элемента 150, а необходимо только его ослабление, для того чтобы удалить и заменить режущую пластину, соединительный участок 159 необязательно должен проходить через сквозной канал режущей пластины. Следовательно, соединительный участок 159 может иметь диаметр, равный диаметру головки 158 крепежного элемента. При этом второе углубление 155 может иметь те же размеры, что и первое углубление 151, таким образом обеспечивая использование одного инструмента прикладывания крутящего момента для обоих первого и второго углублений 151, 155.
Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения режущая пластина 140, 340 или канал 160, 360 режущей пластины, или оба могут быть зеркально симметричны относительно плоскости P канала, образованной большой и малой осевыми линиями M и N.
Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на один или более конкретных вариантов осуществления, описание должно восприниматься в целом как поясняющее и не должно толковаться как ограничивающее изобретение показанными вариантами осуществления. Для специалистов в данной области техники могут быть очевидными различные модификации, хотя специально непоказанные в данном документе, но находящиеся в пределах объема изобретения.