ИНДЕКСИРУЕМАЯ ЦЕНТРАЛЬНАЯ ВСТАВКА СВЕРЛА И РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ НЕЕ
INDEXABLE CENTER DRILL INSERT AND CUTTING TOOL THEREWITH

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение в целом относится к индексируемым режущим вставкам и режущим инструментам для них, и более конкретно - к индексируемой центральной вставке сверла и режущему инструменту для нее.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Металлорежущие инструменты, такие как центровочные сверла или пилотные сверла, содержат вставку центровочного сверла, удерживаемую в передней части сверла, и возможные дополнительные режущие вставки, расположенные рядом с режущей вставкой центровочного сверла. Вставка центровочного сверла может иметь множество режущих зон, и она может быть индексируемой для использования другой режущей зоны, когда использованная режущая зона изношена или повреждена.
Корпус сверла содержит соответствующие пазы для вставки, приспособленные для приема вставки центровочного сверла и дополнительных режущих вставок, и для удержания этих режущих вставок во время механической обработки. Режущие вставки и режущие инструменты, описанные выше, представлены, например, в следующих патентных публикациях: DE 19710996, ЕР 1080812, US 4100983, US 5259707, US 5688083, US 5505569, US 5954459, US 7108460, US 2004/124016, US 2011/305534 и US 2012/189393.
Целью настоящего изобретения является создание новой индексируемой центральной вставки сверла с множеством основных сверлильных частей и соответствующих вторичных режущих кромок, а также держателя инструмента с пазом для центральной вставки сверла, подходящим для приема и прочного удержания центральной вставки сверла.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с объектом настоящего изобретения, предусмотрена центральная вставка сверла, обладающая вращательной симметрией относительно оси центральной вставки, при этом центральная вставка сверла содержит:
нижнюю поверхность с нижней плоскостью, верхней поверхностью и периферийной поверхностью, проходящей между ними;
по меньшей мере три основные сверлильные части, выступающие наружу из периферийной поверхности, при этом каждая основная сверлильная часть имеет ось сверления и множество режущих кромок сверла, сходящихся к оси сверления;
по меньшей мере три вторичные режущие кромки, каждая из которых смежная с соответствующей основной сверлильной частью, проходящие вдоль пересечения верхней поверхности и периферийной поверхности поперек соответствующей оси сверления, при этом каждая вторичная режущая кромка разнесена в осевом направлении от режущих кромок сверла соответствующей основной сверлильной части вдоль соответствующей оси сверления;
по меньшей мере три опорные канавки, каждая из которых выполнена на периферийной поверхности вдоль пересечения нижней поверхности и периферийной поверхности, и проходит напротив одной из вторичных режущих кромок; и
по меньшей мере три опорных края, выполненные на периферийной поверхности вдоль пересечения верхней поверхности и периферийной поверхности, каждый из которых проходит от одной из основных сверлильных частей в направлении вторичной режущей кромки, соответствующей другой основной сверлильной части, причем каждый опорный край образует угол типа «ласточкин хвост» с нижней плоскостью.
В соответствии с объектом другого варианта реализации настоящего изобретения, предусмотрен режущий инструмент, содержащий держатель инструмента с корпусом и центральной осью вращения, при этом режущий инструмент содержит:
первый паз для вставки, выполненный на переднем конце держателя инструмента, и боковую режущую вставку, удерживаемую в нем, при этом боковая режущая вставка содержит первую режущую кромку, расположенную поперек оси вращения;
второй паз для вставки, выполненный на переднем конце держателя инструмента напротив первого паза для вставки при вращении, и центральную вставку сверла, удерживаемую в нем, при этом центральная вставка сверла обладает вращательной симметрией относительно оси центральной вставки, причем центральная вставка сверла содержит:
нижнюю поверхность, верхнюю поверхность, периферийную поверхность, проходящую между ними, и по меньшей мере три основные сверлильные части, выступающие наружу из периферийной поверхности, при этом каждая основная сверлильная часть имеет ось сверления и множество режущих кромок сверла, сходящихся к оси сверления, при этом одна из осей сверления совпадает с осью вращения держателя инструмента;
по меньшей мере три вторичные режущие кромки, каждая из которых смежная с соответствующей основной сверлильной частью, проходящие вдоль пересечения верхней поверхности и периферийной поверхности поперек соответствующей оси сверления, при этом каждая вторичная режущая кромка разнесена в осевом направлении от режущих кромок сверла соответствующей основной сверлильной части вдоль соответствующей оси сверления.
В соответствии с объектом некоторых вариантов реализации настоящего изобретения, предусмотрен режущий инструмент, описанный выше, в котором:
по меньшей мере три опорные канавки, выполненные на периферийной поверхности вдоль пересечения нижней поверхности и периферийной поверхности, каждая из которых проходит напротив одной из вторичных режущих кромок; и
по меньшей мере три опорных края, выполненные на периферийной поверхности вдоль пересечения верхней поверхности и периферийной поверхности, каждый из которых проходит от одной из основных сверлильных частей в направлении вторичной режущей кромки, соответствующей другой основной сверлильной части; и второй паз для вставки содержит:
опорную поверхность с опорной плоскостью, проходящей параллельно оси вращения, для опоры нижней поверхности центральной вставки сверла;
фиксирующую поверхность типа «ласточкин хвост», образующую угол типа «ласточкин хвост» с опорной плоскостью, для опоры одного из опорных краев центральной вставки сверла;
фиксирующий выступ, расположенный по другую сторону от фиксирующей поверхности типа «ласточкин хвост», для опоры одной из опорных канавок центральной вставки сверла.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания настоящего изобретения и для того, чтобы показать, как оно может быть реализовано на практике, настоящим делается ссылка на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе режущего инструмента, согласно варианту реализации настоящего изобретения;
Фиг. 2 представляет собой другой вид в перспективе режущего инструмента по Фиг. 1;
Фиг. 3 представляет собой вид в перспективе частично разобранного режущего инструмента по Фиг. 1;
Фиг. 4 представляет собой первый вид сбоку режущего инструмента по Фиг. 1;
Фиг. 5 представляет собой другой вид сбоку режущего инструмента по Фиг. 1;
Фиг. 6 представляет собой вид спереди режущего инструмента по Фиг. 1;
Фиг. 7 представляет собой вид спереди держателя инструмента для режущего инструмента по Фиг. 1;
Фиг. 8 представляет собой вид сверху режущей вставки, согласно варианту реализации настоящего изобретения;
Фиг. 9 представляет собой вид снизу режущей вставки по Фиг. 8;
Фиг. 10 представляет собой вид сверху в перспективе режущей вставки по Фиг. 8; и
Фиг. 11 представляет собой вид снизу в перспективе режущей вставки по Фиг. 8.
Следует понимать, что в целях упрощения и ясности описания, элементы, показанные на фигурах, не обязательно подлежат масштабированию. Например, размеры некоторых элементов могут быть увеличены относительно других элементов в целях ясности, или же некоторые физические компоненты могут быть включены в один функциональный блок или элемент. Кроме того, ссылочные обозначения на фигурах могут повторяться для указания на соответствующие или аналогичные элементы, где это необходимо.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В следующем описании будут описаны различные аспекты настоящего изобретения. В целях разъяснения, конкретные конфигурации и подробности изложены для обеспечения полного понимания настоящего изобретения. Однако специалисту в данной области техники также будет очевидно, что настоящее изобретение может быть реализовано на практике без конкретных подробностей, представленных в настоящем документе. Кроме того, общеизвестные признаки могут быть опущены или упрощены для того, чтобы не вносить неясность в настоящее изобретение.
Делается ссылка на Фиг. 1-7, показывающие режущий инструмент 120, согласно варианту реализации настоящего изобретения. Режущий инструмент 120 представляет собой сверлильный инструмент, содержащий держатель 118 инструмента с цилиндрическим корпусом 122 и продольную ось R вращения. На переднем конце 126 держателя 118 инструмента выполнены первый паз 124 для вставки и второй паз 132 для вставки. Первый и второй пазы 124, 132 для вставки находятся друг напротив друга при вращении вокруг оси R вращения (т.е., обращены в разных направлениях при вращении вокруг оси R вращения).
Боковая режущая вставка 128 удерживается в первом пазу 124 для вставки. Боковая режущая вставка 128 содержит первую режущую кромку 130, проходящую поперек оси R вращения. Боковая режущая вставка 128 может также содержать вторую режущую кромку 131, расположенную под углом относительно первой режущей кромки 130. В конкретных вариантах реализации, вторая режущая кромка 131 перпендикулярна первой режущей кромке 130. Как показано на фигурах, вторая режущая кромка 131 проходит вдоль оси R вращения.
Следует отметить, что вторая режущая кромка 131 используется, когда боковая режущая вставка 128 индексирована, например, когда первая режущая кромка 130 изношена или повреждена (т.е., вторая режущая кромка 131 не функционирует, когда первая режущая кромка 130 находится в рабочем положении в передней части режущего инструмента 120). В дополнение ко второй режущей кромке 131, боковая режущая вставка 128 может содержать дополнительные индексирующие режущие кромки (например, всего четыре режущих кромки, как показано на квадратной боковой режущей вставке 128, показанной на чертежах настоящей заявки).
Центральная вставка 100 сверла, в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения, удерживается во втором пазу 132 для вставки. Делается ссылка на фиг. 8-11, показывающие различные виды центральной вставки 100 сверла. Центральная вставка 100 сверла имеет ось I центральной вставки, вокруг которой центральная вставка 100 обладает вращательной симметрией с поворотом на 120° (т.е., тройной вращательной симметрией). Центральная вставка 100 содержит нижнюю поверхность 102, верхнюю поверхность 104 и периферийную поверхность 106, проходящую между ними. Нижняя поверхность 102 определяет нижнюю плоскость Р, как показано на фиг. 6. Фиксирующее отверстие 117 для вставки проходит вдоль оси I центральной вставки и открывается к нижней и верхней поверхностям 102, 104. Следует отметить, что в настоящей заявке, термины «центральная вставка», «центральная режущая вставка» и «центральная вставка сверла» используются взаимозаменяемо. Следует понимать, что боковая режущая вставка 128 и центральная вставка 100 сверла являются режущими вставками только лишь на переднем конце 126 инструмента.
Центральная вставка 100 содержит по меньшей мере три основные сверлильные части 108, выступающие наружу из периферийной поверхности 106. Каждая основная сверлильная часть 108 имеет ось Н сверления. Каждая режущая кромка 110 сверла отдалена от периферийной поверхности 106 посредством по меньшей мере одного края 111 сверла. Основные сверлильные части 108 расположены симметрично вокруг центральной оси I, так что угол между одной осью Н сверления и другой составляет 120°, как указано на фиг. 8. Центральная вставка 100 является индексируемой, так что может использоваться другая основная сверлильная часть 108, если одна из основных сверлильных частей 108 изношена или повреждена.
Центральная вставка 100, показанная на прилагаемых чертежах, содержит три основные сверлильные части 108. Однако следует отметить, что центральная вставка 100 может содержать более трех основных сверлильных частей 108, и в таком случае центральная вставка 100 будет обладать n-ной вращательной симметрией относительно центральной оси I (где n - это количество основных сверлильных частей 108). В некоторых вариантах реализации режущего инструмента 150, центральная вставка 100 может содержать по меньшей мере две основные сверлильные части 108.
Вторичная режущая кромка 112 расположена смежно с каждой основной сверлильной частью 108 и проходит вдоль пересечения верхней поверхности 104 и периферийной поверхности 106, поперек соответствующей оси Н сверления. В некоторых вариантах реализации, каждая вторичная режущая кромка 112 может быть по существу перпендикулярна соответствующей оси Н сверления. Каждая вторичная режущая кромка 112 разнесена в осевом направлении от режущих кромок 110 сверла соответствующей основной сверлильной части 108 вдоль соответствующей оси Н сверления. Иными словами, вторичная режущая кромка 112 расположена с тыльной стороны режущих кромок 110 сверла, разнесена от них посредством по меньшей мере одного края 111 сверла. Таким образом, следует понимать, что режущие кромки 110 сверла и вторичные режущие кромки 112 являются прерывистыми режущими кромками в осевом направлении.
Опорная канавка 114 выполнена в виде углубления в периферийной поверхности 106 и проходит вдоль пересечения нижней поверхности 102 и периферийной поверхности 106 напротив каждой из вторичных режущих кромок 112. Опорный край 116 выполнен на периферийной поверхности 106 вдоль пересечения верхней поверхности 104 и периферийной поверхности 106, и проходит от каждой из основных сверлильных частей 108 в направлении вторичной режущей кромки 112, соответствующей другой смежной основной сверлильной части 108. Каждый опорный край 116 образует угол α типа «ласточкин хвост» с нижней плоскостью Р, как указано на фиг. 6.
В режущем инструменте 120, второй паз 132 для вставки имеет опорную поверхность 134, определяющую опорную плоскость S (как указано на фиг. 7), проходящую параллельно оси R вращения. Фиксирующее отверстие 140 паза проходит через держатель 118 инструмента, содержащий внутреннюю резьбовую поверхность, и открывается к опорной поверхности 134. Фиксирующая поверхность 136 типа «ласточкин хвост» проходит от опорной поверхности 134, образуя угол α типа «ласточкин хвост» с опорной плоскостью S, как указано на фиг. 7. Фиксирующий выступ 138 выполнен так, что проходит от опорной поверхности 134 и расположен по другую сторону от фиксирующей поверхности 136 типа «ласточкин хвост».
Центральная вставка 100 удерживается во втором пазу 132 для режущей вставки с помощью фиксирующего винта 142, который проходит через фиксирующее отверстие 117 для вставки и зацепляется в фиксирующем отверстии 140 паза с помощью резьбы. Нижняя поверхность 102 центральной вставки 100 упирается в опорную поверхность 134. Одна из опорных канавок 114 центральной вставки 100 упирается в фиксирующий выступ 138. Один из опорных краев 116 центральной вставки 100 упирается в фиксирующую поверхность 136 типа «ласточкин хвост». Угол типа «ласточкин хвост», образованный между фиксирующей поверхностью 136 типа «ласточкин хвост» и опорной плоскостью S, может быть немного меньше угла α типа «ласточкин хвост» для того, чтобы обеспечить фиксацию между фиксирующей поверхность 136 типа «ласточкин хвост» и одним из опорных краев 116.
Фиксация типа «ласточкин хвост» между опорным краем 116 и фиксирующей поверхностью 136 типа «ласточкин хвост» прикладывает составляющую силы перпендикулярно опорной плоскости S для предотвращения выхода центральной вставки 100 из второго паза 132 для вставки в направлении, перпендикулярном опорной плоскости S. Кроме того, каждая опорная канавка 114 разнесена от противоположной вторичной режущей кромки 112. Таким образом, после фиксации центральной вставки 100, к этой вторичной режущей кромке 112 не прикладывается никаких прямых сил, предотвращая, таким образом, повреждение ввиду прижимных сил к этой вторичной режущей кромке 112.
Центральная вставка 100 удерживается во втором пазу 132 для вставки, так что одна из основных сверлильных частей 108 центральной вставки 100 является рабочей и выступает наружу и вперед из переднего конца 126 держателя 118 инструмента. Вторичная режущая кромка 112, соответствующая рабочей основной сверлильной части 108, рассматривается в качестве рабочей вторичной режущей кромки 112. Ось Н сверления рабочей основной сверлильной части 108 совпадает с осью R вращения держателя 118 инструмента. Таким образом, режущие кромки 110 сверла рабочей основной сверлильной части 108 являются наиболее передними кромками режущего инструмента 120 и первыми взаимодействуют с заготовкой, обрабатываемой режущим инструментом 120. По мере продвижения режущего инструмента 120 вдоль оси R вращения глубже в заготовку, вторичная режущая кромка 112 и первая режущая кромка 130 боковой режущей вставки 128 взаимодействуют с заготовкой. Поскольку рабочая основная сверлильная часть 108 первая взаимодействует с заготовкой, режущий инструмент 120 стабилизируется и устойчиво удерживается вдоль оси R вращения, при этом снижаются вибрации и отклонения от оси R вращения.
Особая ссылка делается на фиг. 6, показывающую вид спереди режущего инструмента 120. Данный вид показывает, что первая режущая кромка 130 боковой режущей вставки 128 имеет первую длину L1 кромки. Рабочая вторичная режущая кромка 112 и смежная рабочая режущая кромка 110 сверла имеют общую длину L2 второй кромки (т.е., протяженность рабочей вторичной режущей кромки 112 от оси R вращения). Сумма длины L1 первой кромки и длины L2 второй кромки больше, чем радиус г цилиндрического корпуса 122, что обеспечивает непрерывность радиальной кромки в режущем инструменте 120. Иными словами, рабочая вторичная режущая кромка 112 радиально перекрывается с первой режущей кромкой 130 боковой режущей вставки 128. Таким образом, режущий инструмент 120 может вырезать радиально непрерывное круглое высверленное отверстие в заготовке. Следует понимать, что проходящая сбоку вторичная режущая кромка 112, таким образом, может уменьшать потребность в наличии двух боковых режущих вставок на обеих сторонах центральной вставки 100, и как следствие, боковая режущая вставка 128 и центральная вставка 100 сверла являются единственными режущими вставками на переднем конце 126 инструмента.
Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано со ссылкой на один или более конкретных вариантов реализации, описание в целом предназначается для иллюстрации и его не следует рассматривать в качестве ограничения изобретения показанными вариантами реализации. Следует понимать, что различные модификации, четко не показанные в данном документе, которые могут быть ясны специалисту в данной области техники, входят, тем не менее, в объем настоящего изобретения.