РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ И ИНДЕКСИРУЕМАЯ РЕЖУЩАЯ ВСТАВКА ТРЕУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ ДЛЯ НЕГО
CUTTING TOOL AND INDEXABLE CUTTING INSERT OF TRIANGULAR SHAPE THEREFOR

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к режущему инструменту и индексируемой режущей вставке треугольной формы для него для использования при обработке металлов резанием в целом, а также для операций нарезания пазов, отрезания и нарезания резьбы (on-edge threading) в частности.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] В области режущих инструментов, используемых в операциях нарезания пазов, отрезания и нарезки резьбы, известны множество примеров режущих вставок многоугольной формы, удерживаемых с возможностью удаления в принимающем вставку гнезде держателя инструмента.
[0003] В US 5,004,379 раскрыта режущая вставка, имеющая установочную часть по меньшей мере с тремя прямыми установочными сторонами для монтажа вставки, лежащими на сторонах воображаемого правильного многоугольника, причем вставка имеет проходящее радиально в наружном направлении плечо в каждом из углов указанного воображаемого многоугольника, каждое плечо имеет наружный край и пару противоположных сторон, которые проходят по существу радиально в наружном направлении от оси указанного многоугольника, и каждое плечо образует режущую кромку в пересечении наружного края и каждой из сторон плеча. Режущая вставка зажата в выемке держателя инструмента, имеющей стенки, образующие множество прямых установочных поверхностей держателя, которые упираются на установочные стороны указанной вставки.
[0004] В US 5,308,197 раскрыта режущая вставка, имеющая установочную часть с множеством прямых установочных сторон, лежащих на сторонах воображаемого многоугольника, который имеет ось и углы, причем вставка имеет по существу радиально проходящее в наружном направлении плечо в каждом из множества указанных углов указанного воображаемого многоугольника, при этом каждое плечо имеет режущую кромку, каждое плечо имеет верхнюю сторону, проходящую по существу радиально до указанной режущей кромки, и каждое плечо имеет нижнюю сторону.
[0005] В US 2013/0156516 раскрыт узел режущего инструмента, содержащий режущий инструмент и индексируемую режущую вставку, имеющую индексирующую ось. Режущая вставка содержит параллельные друг другу первую и вторую стороны, соединенные периферийной поверхностью, которая проходит периферийно вокруг режущей вставки. По меньшей мере одно зажимающее отверстие открыто к одной или обеим из первой и второй сторонам вставки, и по меньшей мере часть зажимающего отверстия находится в зажимающей области режущей вставки. Периферийная поверхность вставки содержит режущие кромки, которые разнесены друг от друга и проходят от первой стороны вставки к второй стороне вставки. Вдоль направления ширины, которое перпендикулярно первой и второй сторонам вставки, ширина каждой из режущих кромок больше, чем ширина режущей вставки, по меньшей мере в зоне резания режущей вставки.
[0006] Задача настоящего изобретения состоит в создании усовершенствованной индексируемой режущей вставки, имеющей треугольную форму.
[0007] Еще одна задача настоящего изобретения состоит в создании усовершенствованного режущего инструмента, в котором режущая вставка треугольной формы съемно прикреплена к держателю инструмента с высокой степенью устойчивости.
[0008] Еще одна задача настоящего изобретения состоит в расположении режущей вставки треугольной формы на держателе инструмента с высокой степенью точности и воспроизводимости.
[0009] Еще одна дополнительная задача настоящего изобретения состоит в обеспечении пошагового перемещения режущей вставки треугольной формы на держателе инструмента с высокой степенью эффективности.
[0010] Еще одна дополнительная задача настоящего изобретения состоит в создании усовершенствованного режущего инструмента, выполненного с возможностью выполнения операций нарезания пазов и отрезания на больших глубинах во внутренних полостях заготовок.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0011] Согласно настоящему изобретению предложен режущий инструмент, содержащий держатель инструмента, индексируемую режущую вставку и по меньшей мере один зажимной элемент, причем:
держатель инструмента содержит:
хвостовик и
удерживающую часть, соединенную с хвостовиком и имеющую лезвиеобразную переднюю часть с удлиненной опорной поверхностью, проходящей в задне-переднем направлении; и
при этом режущая вставка имеет центральную ось, вокруг которой обеспечена возможность ее пошагового перемещения, и содержит:
центральную часть, имеющую две противоположных боковых поверхности и три расположенных на расстоянии друг от друга установочных поверхности, проходящих между ними, при этом центральная ось пересекает указанные две противоположных боковых поверхности;
три режущих части, соединенные с центральной частью, при этом каждая режущая часть образована между двумя из указанных трех установочных поверхностей и содержит режущую кромку; и
срединную плоскость, расположенную посередине между указанными двумя противоположными боковыми поверхностями режущей вставки, причем указанные три установочных поверхности образуют первый воображаемый треугольник в сечении, получаемом по срединной плоскости,
при этом режущая вставка выполнена с возможностью съемного прикрепления к удерживающей части в любом из трех положений пошагового перемещения указанным по меньшей мере одним зажимным элементом,
причем в каждом положении пошагового перемещения:
указанный по меньшей мере один зажимной элемент полностью расположен позади первой вертикальной плоскости, содержащей центральную ось, и перпендикулярно задне-переднему направлению, и
одна из указанных трех установочных поверхностей находится в зажимающем контакте с опорной поверхностью.
[0012] Также согласно настоящему изобретению предложена индексируемая режущая вставка, имеющая центральную ось, вокруг которой обеспечена возможность ее пошагового перемещения, и содержащая:
центральную часть, имеющую две противоположных боковых поверхности и три расположенных на расстоянии друг от друга установочных поверхности, проходящих между ними, причем центральная ось пересекает указанные две противоположные боковые поверхности;
три режущих части, каждая из которых образована между двумя из трех установочных поверхностей и содержит режущую кромку; и
срединную плоскость, расположенную посередине между указанными двумя противоположными боковыми поверхностями, при этом указанные три установочных поверхности образуют первый воображаемый треугольник в сечении, получаемом по срединной плоскости, причем:
срединная плоскость пересекает каждую режущую кромку,
три биссекторных плоскости, содержащих центральную ось, делят пополам соответствующие углы первого воображаемого треугольника, две из трех биссекторных плоскостей пересекают каждую установочную поверхность, и
на виде сбоку режущей вставки каждая режущая кромка полностью расположена за пределами первого воображаемого треугольника и не пересечена воображаемыми продолжениями указанных трех установочных поверхностей, которые образуют первый воображаемый треугольник.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0013] Для лучшего понимания настоящее изобретение ниже описано только в качестве конкретного примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых штрихпунктирными линиями обозначены границы вырезов для частичных видов элемента, и на которых:
[0014] ФИГ. 1 показывает перспективный вид режущего инструмента согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения;
[0015] ФИГ. 2 показывает покомпонентный перспективный вид режущего инструмента, показанного на ФИГ. 1;
[0016] ФИГ. 3 показывает вид сбоку режущего инструмента, показанного на ФИГ. 1;
[0017] ФИГ. 4 показывает вид сзади режущего инструмента, показанного на ФИГ. 1;
[0018] ФИГ. 5 показывает вид сбоку режущей вставки согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения;
[0019] ФИГ. 6 показывает вид сзади режущей вставки, показанной на ФИГ. 5, перпендикулярно биссекторной плоскости;
[0020] ФИГ. 7 показывает разрез режущей вставки, показанной на ФИГ. 6, получаемый по линии VII-VII;
[0021] ФИГ. 8 показывает разрез режущей вставки, показанной на ФИГ. 5, получаемый по линии VIII-VIII;
[0022] ФИГ. 9 показывает разрез режущего инструмента, показанного на ФИГ. 4, получаемый по линии IХ-IХ;
[0023] ФИГ. 10 показывает разрез режущего инструмента, показанного на ФИГ. 3, получаемый по линии Х-Х; и
[0024] ФИГ. 11 показывает разрез режущего инструмента, показанного на ФИГ. 3, получаемый по линии XI-XI.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0025] Настоящее изобретение относится к режущему инструменту 20, содержащему держатель 22 инструмента, индексируемую режущую вставку 24 и по меньшей мере один зажимной элемент 26, как показано на ФИГ. 1 и 2.
R
F
[0026] Согласно настоящему изобретению, как показано на ФИГ. 3 и 4, держатель 22 инструмента имеет удерживающую часть 28, соединенную с хвостовиком 30, причем удерживающая часть 28 имеет лезвиеобразную переднюю часть 32 с удлиненной опорной поверхностью 34, проходящей в задне-переднем направлении D, D.
[0027] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения удерживающая часть 28 и хвостовик 30 могут быть встроенными частями держателя 22 инструмента, и хвостовик 30 может проходить в заднем направлении от удерживающей части 28.
[0028] Согласно настоящему изобретению, как показано на ФИГ. 5 и 6, режущая вставка 24 имеет одну центральную часть 36 и три режущих части 38, соединенных с центральной частью, причем центральная часть 36 имеет две противоположные боковые поверхности 40 и три расположенных на расстоянии друг от друга установочных поверхности 42, проходящих между ними, при этом каждая режущая часть 38 образована между двумя из указанных трех установочных поверхностей 42 и содержит режущую кромку 44.
[0029] Иными словами, три установочные поверхности 42 являются частями непрерывной периферийной поверхности 46, проходящей между двумя противоположными боковыми поверхностями 40, и разделены тремя режущими частями 38.
[0030] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения режущая вставка 24 предпочтительно может быть изготовлена прессованием в форме и спеканием цементированного карбида, такого как карбид вольфрама, и может быть снабжена покрытием.
[0031] Также согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения режущая вставка 24 может иметь только три режущих части 38.
[0032] Согласно еще одним вариантам реализации настоящего изобретения эти три режущих части 38 могут быть идентичными.
[0033] Согласно еще одним вариантам реализации настоящего изобретения каждая режущая часть 38 может иметь одиночную режущую кромку 44.
[0034] Согласно настоящему изобретению режущая вставка 24 выполнена с возможностью пошагового перемещения вокруг центральной оси А1, пересекающей две противоположных боковых поверхности 40.
[0035] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, как показано на ФИГ. 5, режущая вставка 24 может иметь тройную вращательную симметрию вокруг центральной оси А1.
[0036] Как показано на ФИГ. 6, срединная плоскость М расположена посередине между указанными двумя противоположными боковыми поверхностями 40.
[0037] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения срединная плоскость М может пересекать каждую режущую кромку 44.
[0038] Также согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, как показано на ФИГ. 6, режущая вставка 24 может иметь зеркальную симметрию относительно срединной плоскости М.
[0039] Согласно еще одним некоторым вариантам реализации настоящего изобретения эти две противоположные боковые поверхности 40 могут быть параллельными.
[0040] Согласно настоящему изобретению, как показано на ФИГ. 7, три установочных поверхности 42 образуют первый воображаемый треугольник Т1 в сечении, получаемом по срединной плоскости М.
в
[0041] Также как показано на ФИГ. 7, три биссекторных плоскости Р, содержащих центральную ось А1, делят пополам соответствующие углы первого воображаемого треугольника Т1.
в
[0042] Согласно настоящему изобретению, как показано на ФИГ. 5, две из трех биссекторных плоскостей Р пересекают каждую установочную поверхность 42, и на виде сбоку режущей вставки 24 каждая режущая кромка 44 расположена полностью за пределами первого воображаемого треугольника Т1 и не пересечена воображаемыми продолжениями указанных трех установочных поверхностей 42, которые образуют первый воображаемый треугольник Т1.
в
[0043] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения ни одна из биссекторных плоскостей Р не пересекает ни одну из режущих кромок 44.
[0044] Также согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, как показано на ФИГ. 5, указанные три установочных поверхности 42 могут образовывать второй воображаемый треугольник Т2 на виде сбоку режущей вставки 24, и каждая режущая кромка 44 может быть полностью расположена за пределами второго воображаемого треугольника Т2 на указанном виде сбоку.
в
[0045] Согласно еще одним некоторым вариантам реализации настоящего изобретения три биссекторных плоскости Р могут делить пополам соответствующие углы второго воображаемого треугольника Т2.
[0046] Как показано на ФИГ. 5-7, каждая режущая кромка 44 может быть образована в пересечении наклонной поверхности 48 и отводной поверхности 50.
o
в
[0047] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, как показано на ФИГ. 5 и 7, плоскость Р смещения, параллельная одной из биссекторных плоскостей Р и не пересекающая первый воображаемый треугольник Т1, может пересекать одну из указанных трех установочных поверхностей 42 и наклонную поверхность 48 смежной режущей части 38.
о
[0048] Как показано на ФИГ. 8, каждая установочная поверхность 42 может быть V-образной в поперечном сечении, получаемом по плоскости Р смещения.
[0049] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, как показано на ФИГ. 7, каждая установочная поверхность 42 может пересекать отводную поверхность 50 смежной режущей части 38 в сечении, получаемом по срединной плоскости М.
[0050] Также согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, как показано на ФИГ. 7, каждая наклонная поверхность 48 может быть расположена полностью за пределами первого воображаемого треугольника Т1 в сечении, получаемом по срединной плоскости М.
[0051] Как показано на ФИГ. 8, каждая установочная поверхность 42 может содержать пару установочных задних поверхностей 52а, 52b, проходящих вдоль установочной оси А2.
[0052] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения каждая пара установочных задних поверхностей 52а, 52b образует V-образный желоб 54.
в
[0053] Также согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, как показано на ФИГ. 7, каждая установочная ось А2 может быть перпендикулярна одной из биссекторных плоскостей Р.
[0054] Согласно еще одним некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, как показано на ФИГ. 8, каждая пара установочных задних поверхностей 52а, 52b может образовывать тупой наружный установочный угол α1 в сечении, получаемом перпендикулярно соответствующей ему установочной оси А2.
[0055] Следует отметить, что использование термина "наружный угол" в описании настоящего изобретения и пунктах приложенной формулы относится к углу между двумя плоскими поверхностными компонентами, измеренному снаружи элемента, для которого образованы указанные поверхностные компоненты.
[0056] Как показано на ФИГ. 7, каждая установочная поверхность 42 может содержать установочную выемку 56, и каждая из установочных выемок 56 может иметь упорную поверхность 58, расположенную поперек ее соответствующей установочной оси А2.
[0057] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения по меньшей мере часть каждой упорной поверхности 58 может быть расположена в первом воображаемом треугольнике Т1 в сечении, получаемом по срединной плоскости М.
[0058] Согласно настоящему изобретению, как показано на ФИГ. 1-3 и 9, режущая вставка 24 выполнена с возможностью съемного прикрепления к удерживающей части 28 в любом из трех положений пошагового перемещения по меньшей мере одним зажимным элементом 26, причем в каждом положении пошагового перемещения:
v1
R
F
по меньшей мере один зажимной элемент 26 расположен полностью позади первой вертикальной плоскости P, содержащей центральную ось А1, и перпендикулярно задне-переднему направлению D, D, и
одна из трех установочных поверхностей 42 находится в зажимающем контакте с опорной поверхностью 34.
V1
[0059] Следует отметить, что выбор формы по меньшей мере одного зажимного элемента 26 с обеспечением возможности его расположения полностью позади первой вертикальной плоскости P предпочтительно обеспечивает возможность доступа режущего инструмента 20 в местоположения с ограниченным пространством и выполнения режущих работ в таких местоположениях.
[0060] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения кроме одиночной установочной поверхности 42, находящейся в зажимающем контакте с опорной поверхностью 34, никакая другая поверхность режущей вставки 24 не может находиться в зажимающем контакте с удерживающей частью 28 держателя 22 инструмента.
[0061] Также согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, как показано на ФИГ. 1-3 и 9, по меньшей мере один зажимной элемент 26 может функционально взаимодействовать с одной из двух установочных поверхностей 42, не находящейся в зажимающем контакте с опорной поверхностью 34.
v
в
[0062] Согласно еще одним некоторым вариантам реализации настоящего изобретения первая вертикальная плоскость P1 может совпадать с одной из биссекторных плоскостей Р.
[0063] Согласно еще одним дополнительным некоторым вариантам реализации настоящего изобретения режущая вставка 24 может быть выполнена без зажимающего отверстия, проходящего между двумя противоположными боковыми поверхностями 40 и открытого для указанных двух противоположных боковых поверхностей 40, и, таким образом лишена возможности принять в себя зажимающий винт.
[0064] Как показано на ФИГ. 1-3 и 9, по меньшей мере один зажимной элемент 26 может быть одиночным зажимным клином 60, удерживаемым с возможностью скольжения в принимающей клин полости 62 в удерживающей части 28.
[0065] Следует отметить, что благодаря использованию зажимного клина 60, удерживаемого с возможностью скольжения в соответствующей принимающей клин полости 62, режущая вставка 24 может быть эффективно перемещена пошагово только с незначительной активацией зажимного клина 60 и без его удаления. Такая конструкция представляет существенное усовершенствование известных зажимных приспособлений, в которых используется зажимающий винт, проходящий через зажимающее отверстие режущей вставки, из которого зажимающий винт должен быть вывинчен и удален для обеспечения возможности пошагового перемещения режущей вставки.
[0066] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения принимающая клин полость 62 может быть расположена в задней части опорной поверхности 34.
[0067] Также согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, как показано на ФИГ. 1 и 2, снабженный резьбой активирующий элемент 64 может быть функционально соединен с зажимным клином 60.
U
D
R
F
[0068] Согласно еще одним некоторым вариантам реализации настоящего изобретения зажимным клин 60 может быть выполнен с возможностью скольжения в верхне-нижнем направлении D, D поперек задне-переднего направления D, D.
[0069] Согласно еще одним дополнительным некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, как показано на ФИГ. 9, зажимной клин 60 может иметь установочную поверхность 66, находящуюся в зажимающем контакте с одной из указанных двух установочных поверхностей 42, не находящейся в зажимающем контакте с опорной поверхностью 34.
U
D
[0070] Как показано на ФИГ. 9, установочная поверхность 66 может иметь наклон под острым зажимающим углом α2 к верхненижнему направлению D, D, получаемом по срединной плоскости М.
U
D
R
F
[0071] Также, как показано на ФИГ. 9, верхне-нижнее направление D, D может быть перпендикулярным задне-переднему направлению D, D.
[0072] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения только одна режущая часть 38 может быть действующей в каждом положении пошагового перемещения.
[0073] Также согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения действующая режущая часть 38 может иметь самое переднее расположение из трех режущих частей 38.
v
v
[0074] Как показано на ФИГ. 9, вторая вертикальная плоскость P2, параллельная первой вертикальной плоскости P1 и не пересекающая первый воображаемый треугольник Т1, может пересекать опорную поверхность 34 и установочную поверхность 42, находящуюся в зажимающем контакте с опорной поверхностью 34, а также наклонную поверхность 48 действующей режущей части 38.
[0075] Следует отметить, что благодаря расположению опорной поверхности 34 непосредственно под наклонной поверхностью 48 действующей режущей части 38 силы резания могут быть эффективно переданы через режущую вставку 24 и поглощены удерживающей частью 28.
v
[0076] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, как показано на ФИГ. 10, опорная поверхность 34 и установочная поверхность 42, находящаяся в зажимающем контакте с ней, могут иметь соответственную V-образную форму в сечении, получаемом по второй вертикальной плоскости P2.
[0077] Следует отметить, что благодаря V-образной форме опорной поверхности 34 и установочной поверхности 42, как показано на вышеуказанном разрезе, обеспечена возможность предпочтительного крепления режущей вставки 24 к удерживающей части 28 с высокой степенью жесткости и сопротивления поперечным силам, действующим поперек срединной плоскости М.
[0078] Также согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, как показано на ФИГ. 2, 7 и 9, опорная поверхность 34 может содержать установочный выступ 68, и указанный установочный выступ 68 может взаимодействовать с установочной выемкой 56 в установочной поверхности 42, находящейся в зажимающем контакте с опорной поверхностью 34.
[0079] Следует отметить, что благодаря взаимодействию установочного выступа 68 с указанной установочной выемкой 56 значительно уменьшен риск случайного выброса режущей вставки 24 из удерживающей части 28 во время операций резания.
[0080] Как показано на ФИГ. 9, упорная поверхность 58 указанной установочной выемки 56 может быть обращена вперед и может находиться в контакте с обращенной назад стопорной поверхностью 70 установочного выступа 68.
v
[0081] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, как показано на ФИГ. 9, стопорная поверхность 70 может быть расположена перед первой вертикальной плоскостью P1.
v
[0082] Следует отметить, что расположение стопорной поверхности 70 перед первой вертикальной плоскостью P1 и, таким образом, в непосредственной близости к действующей режущей части 38 обеспечивает возможность крепления режущей вставки 24 к удерживающей части 28 с высокой степенью точности и воспроизводимости, которая особенно предпочтительна при выполнении отрезных операций.
[0083] Также из ФИГ. 9 и 11 понятно, что в случае отсутствия поперечной силы или наличия небольшой поперечной силы, приложенной к режущей вставке 24, кроме упорной поверхности 58 указанной установочной выемки 56, находящейся в контакте со стопорной поверхностью 70, никакая другая поверхность указанной установочной выемки 56 не контактирует с установочным выступом 68.
s
s
[0084] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, как показано на ФИГ. 6, каждая боковая поверхность 40 может содержаться в боковой плоскости P, и каждая боковая плоскость P может пересекать каждую режущую кромку 44.
Max
Max
[0085] Также, как показано на ФИГ. 6, в направлении, параллельном центральной оси А1, каждая режущая часть 38 может иметь первую максимальную ширину W1, ограниченную ее режущей кромкой 44, которая больше, чем вторая максимальная ширина W2 центральной части 36.
MAX
MAX
[0086] Как показано на ФИГ. 4, первая максимальная ширина W1 каждой режущей части 38 может быть больше, чем третья максимальная ширина W3 лезвиеобразной передней части 32.
v
MAX
MAX
MAX
[0087] Следует отметить, что благодаря расположению по меньшей мере одного зажимного элемента 26 полностью позади первой вертикальной плоскости P1, а также тому, что первая максимальная ширина W1 каждой режущей части 38 больше, чем вторая и третья максимальные ширины W2, W3 центральной части 36 и лезвиеобразной передней части 32 соответственно, обеспечена предпочтительная возможность нарезания пазов и выполнения отрезных операций режущим инструментом 20 при относительно больших глубинах внутренних полостей в заготовках.
[0088] Несмотря на то, что настоящее изобретение описано на конкретном до степени примере, следует понимать, что различные изменения и модификации настоящего изобретения могут быть осуществлены без отступления от принципа или объема охраны настоящего изобретения, определенных в пунктах приложенной формулы.