РЕЗЦЕДЕРЖАТЕЛЬ И НИЖНЯЯ ЧАСТЬ ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ РЕЗЦЕДЕРЖАТЕЛЯ
TOOL HOLDER AND LOWER PART OF TOOL FOR TOOL HOLDER

Изобретение касается резцедержателя с вставной выступающей частью и выполненным в виде отверстия гнездом для резца, которое имеет центральную продольную ось, при этом на базовой части предусмотрена выпукло искривленная опорная поверхность.
Изобретение касается также нижней части инструмента для размещения резцедержателя.
Из DE 29822369 U1 известна комбинация инструмента, состоящая из нижней части инструмента и резцедержателя. Такие инструменты обычно применяются на дорожных фрезерных машинах, рециклерах, стабилизаторах грунта и пр. При этом нижняя часть инструмента приварена к окружной поверхности трубы режущего барабана. Множество нижних частей инструмента расположено на поверхности режущей трубы таким образом, что получаются выступающие режущие и транспортировочные винтовые линии. Во вставные гнезда нижних частей инструмента могут вставляться резцедержатели с возможностью замены. В сами резцедержатели также с возможностью замены помещается по меньшей мере один резец, обычно резец с круглым хвостовиком. Во время применения инструмента в некоторых случаях значительные усилия воспринимаются резцом и через резцедержатель передаются в нижнюю часть инструмента. Поэтому для долгого срока службы системы инструмента имеет особое значение хорошее опирание резцедержателя на нижнюю часть инструмента.
В DE 29822369 U1 предлагается имеющее форму усеченного конуса соединение между нижней частью инструмента и резцедержателем. Для этого базовая часть нижней части инструмента имеет выступающую часть в форме усеченного конуса, которая вставлена в коническое гнездо нижней части инструмента. К базовой части с обращенной от выступающей части в форме усеченного конуса стороны приварена удерживающая часть. Через эту часть проходит цилиндрическое отверстие, в которое резец с хвостовиком может вставляться своим хвостовиком. При сильных нагрузках на инструмент, несмотря на надежную передачу усилий коническим соединением, все же возможен отрыв приваренной выступающей части.
Задачей изобретения является предоставить резцедержатель или, соответственно, нижнюю часть инструмента, с помощью которой при компактной конструкции могут надежно сниматься высокие нагрузки на инструмент.
Задача, касающаяся резцедержателя, решается за счет того, что центральная продольная ось гнезда для резца пересекает опорную поверхность. Во время применения инструмента воспринимаемые резцом усилия передаются при этом непосредственно в опорную поверхность. Таким образом становится возможна стабильная конструкция, которая также надежно противостоит высоким нагрузкам. К тому же с помощью этой меры достигается компактная конструкция, так что резец может устанавливаться на поверхности трубы фрезерного барабана относительно плотно. При этом могут снижаться действующие моменты вращения.
По одному из вариантов осуществления изобретения может быть предусмотрено, чтобы опорная поверхность имела сферический контур поверхности. Посредством этого сферического контура поверхности может выполняться шаровой шарнир между резцедержателем и нижней частью инструмента. Во время применения инструмента характер изменения усилия резания варьируется. Через соединение большой площади, подобное шаровому шарниру, для этого варьирующегося характера изменения усилия всегда обеспечивается надежное опирание резцедержателя на нижнюю часть инструмента. Вследствие обеспечиваемой сферической конфигурацией, по сравнению с плоской поверхностью относительно большей поверхностью, контактные напряжения могут уменьшаться, способствуя увеличению срока службы.
При этом получается, в частности, компактная конструкция, если предусмотрено, что базовая часть расположена в области соединения со вставной выступающей частью.
Оказалось, что радиус кривизны опорной поверхности должен быть больше или равен 50 мм, чтобы соответствовать варьирующемуся характеру изменения усилий. При применении резцедержателя или, соответственно, нижней части инструмента для дорожных фрезерных машин может применяться радиус кривизны в диапазоне от 70 мм до 90 мм. В этом случае применения фрезеруются покрытия дорожного полотна, при этом необходимы различные глубины фрезерования. С различными глубинами фрезерования варьируются как усилия, так и направления усилий. Оказалось, что с вышеназванным диапазоном радиуса кривизны для этих различных глубин фрезерования получаются особенно хорошие показатели стойкости инструмента.
По одному из предпочтительных вариантов изобретения может быть предусмотрено, что центральная продольная ось вставной выступающей части находится от центральной точки, вокруг которой искривлена опорная поверхность, в диапазоне от 1 мм до 20 мм.
Благодаря этому в каждом случае расположенные с обеих сторон вставной выступающей части, отвечающие за опорное действие части поверхности могут варьироваться по желанию пользователя, и за счет расстояния образуется плечо рычага, посредством которого могут восприниматься моменты вращения.
Один из возможных вариантов изобретения выполнен таким образом, что базовая часть имеет передний фартук, а опорная поверхность по меньшей мере отдельными областями образует нижнюю сторону этого фартука. Кроме того, может быть предусмотрено, что сбоку к базовой части примыкают боковые части и что опорная поверхность по меньшей мере отдельными областями образует нижнюю сторону этих боковых частей. При этом фартук или, соответственно, боковые части увеличивают опорную поверхность и способствуют уменьшению контактных напряжений. Кроме того, фартук и боковые части имеют защитную функцию, так как они могут быть рассчитаны таким образом, чтобы они закрывали нижнюю часть инструмента и защищали ее от агрессивного воздействия снятого материала.
Один из особенно предпочтительных вариантов изобретения таков, что в переходной области от вставной выступающей части к опорной поверхности расположен кольцевой паз. Этот паз может быть рассчитан так, чтобы он служил местом предполагаемого разрушения. Тогда при недопустимой перегрузке резцедержателя он может отламываться заданным образом, так что дорогая нижняя часть инструмента не будет повреждена. Дополнительно или альтернативно кольцевой паз может также образовывать гнездо для уплотнительного элемента, в которое вставлен уплотнительный элемент. Уплотнительный элемент уплотняет при этом входную область во вставное гнездо нижней части инструмента, в которое вставлена вставная выступающая часть резцедержателя. Тем самым предотвращается проникновение мелких частиц снятого материала в область вставного гнезда нижней части инструмента, которое могло бы вызвать там заклинивание вставной выступающей части во вставном гнезде.
Конфигурация резцедержателя может быть такой, чтобы вставная выступающая часть имела две области с различным размером поперечного сечения, при этом область с большим поперечным сечением была расположена ближе к опорной поверхности, чем область с меньшим поперечным сечением. Благодаря этому возможно облегчение монтажа и демонтажа.
Предлагаемый изобретением резцедержатель может быть также таким, чтобы гнездо для резца имело проходящее поперек центральной продольной оси выпускное отверстие, которое открывает гнездо для резца сбоку в наружном направлении, и чтобы это выпускное отверстие было открыто в направлении опорной поверхности. При этом выпускное отверстие предпочтительно открыто радиально наружу и предусмотрено противоположно направлению V подачи инструмента сзади на резцедержателе. Во время применения инструмента скрытый материал, который проникает в область между хвостовым резцом и резцедержателем, может выводится через выпускное отверстие.
Особенно простое изготовление возможно тогда, когда вставная выступающая часть имеет круглое поперечное сечение и когда вставная выступающая часть или базовая часть имеет защиту от прокручивания в виде выступающей части или гнезда. Круглая вставная выступающая часть может изготавливаться просто, например, точением.
При этом может быть, в частности, предусмотрено, что в области большего поперечного сечения и/или меньшего поперечного сечения вставной выступающей части была расположена выступающая часть или гнездо, в частности уплощение. Эта выступающая часть или это гнездо может служить в качестве защиты от прокручивания. Кроме того, эти конструктивные элементы могут также использоваться для улучшения передачи усилий и сокращения до минимума контактных напряжений.
Задача изобретения решается также с помощью нижней части инструмента, которая выполнена для помещения резцедержателя по п.1 формулы изобретения. В частности, нижняя часть инструмента может также иметь ответную поверхность, которая соединяется с опорной поверхностью резцедержателя и которая образует соответствующий опорной поверхности ответный контур. При этом ответная поверхность может быть, в частности, выполнена сферической и вогнутой. Особенно предпочтительно, если через ответную поверхность проходит входное отверстие вставного гнезда. Во вставное гнездо может вставляться вставная выступающая часть резцедержателя. Если предусмотрено, что вставное гнездо через выполненное в качестве расширения поперечного сечения гнездо для уплотнения переходит в ответную поверхность, тогда входная область вставного гнезда может уплотняться простым образом, при этом комбинация опорной поверхности с ответной поверхностью образует механическую защиту для уплотнения. Может быть также предусмотрено, чтобы через ответную поверхность проходило заднее отверстие. Это отверстие создает доступ к гнезду для резца в резцедержателе, так чтобы мог вставляться соответственно выполненный выпрессовочный инструмент и с его помощью выбиваться резец с хвостовиком. Это отверстие с обращенной от ответной поверхности стороны может переходить в расширенную в поперечном сечении выемку. Эта выемка предоставляет хороший доступ к отверстию. Это предпочтительно, в частности, тогда, когда в области отверстия скопился снятый материал. Тогда он может просто счищаться, чтобы снова создать доступ к хвостовому резцу.
Если предусмотрено, что отверстие или выемка по меньшей мере частично расположена в области входа резьбового гнезда, которое впадает во вставное гнездо, то предоставляется также облегченный доступ к резьбовому гнезду, и может просто завертываться или, соответственно, демонтироваться крепежный винт для фиксации резцедержателя в нижней части инструмента.
Ниже изобретение поясняется подробнее в одном из примеров осуществления, изображенном на чертежах. Показано:
фиг.1: система смены резцедержателя, включающая в себя нижнюю часть инструмента и резцедержатель, на виде сбоку;
фиг.2: система смены резцедержателя в соответствии с фиг.1 на виде сзади;
фиг.3: сечение, отмеченное на фиг.2 линией III-III;
фиг.4: нижняя часть инструмента в соответствии с фиг.1 на виде в перспективе сзади;
фиг.5: нижняя часть инструмента в соответствии с фиг.4 на виде в перспективе спереди;
фиг.6: резцедержатель в соответствии с фиг.1 на отдельном изображении и виде сбоку;
фиг.7: вид спереди в перспективе нижней части инструмента в измененном исполнении и
фиг.8: вид снизу в перспективе резцедержателя, который предназначен для монтажа в нижней части инструмента в соответствии с фиг.7.
На фиг.1 показана система смены инструмента, включающая в себя нижнюю часть 20 инструмента и резцедержатель 10.
На фиг.4 и 5 конфигурация нижней части 20 инструмента показана более подробно в деталях.
Как следует из этих изображений, нижняя часть 20 инструмента имеет нижнюю посадочную поверхность 21, которая выполнена вогнуто и служит для размещения нижней части 20 инструмента на наружном контуре трубы фрезерного барабана. Нижняя часть 20 инструмента в примыкающих к посадочной поверхности 21 боковых областях посредством сварных соединений может соединяться с трубой фрезерного барабана.
На фиг.5 можно видеть, что в нижней части 20 инструмента выполнено цилиндрическое отверстие, которое служит вставным гнездом 26. Вставное гнездо 26 через расширение отверстия, которое служит гнездом 24 для уплотнения, переходит в ответную поверхность 22. Ответная поверхность 22 вогнуто углублена в поверхность нижней части 20 инструмента и имеет сферическую геометрию. Через ответную поверхность 22 проходит отверстие 23.
Как можно видеть на фиг.4, отверстие 23 заканчивается выемкой 25. В выемке 25 выполнено резьбовое гнездо 28. Резьбовое гнездо 28 входит во вставное гнездо 26, как это, например, можно видеть на фиг.3.
На фиг.6 показан резцедержатель 10 на отдельном изображении. Как детально показывает этот чертеж, резцедержатель 10 имеет базовую часть 11, к которой присоединена наставка 12. Выступающая часть 12 переходит в цилиндрический выступ 13. Этот цилиндрический выступ 13 образует плоскую опорную поверхность 13.1. Сбоку в выступе 13 выполнены кольцевые пазы, которые служат отметками 13.2 износа. Эти пазы проходят параллельно на расстоянии от опорной поверхности 13.1. Выступающая часть 12 переходит через скругленные переходы 14.1 в боковые части 14. Боковые части 14 спереди заканчиваются фартуком 15. В направлении V подачи инструмента спереди фартук 15 заканчивается передним участком 16. Этот передний участок 16 образуется находящимися под углом друг к другу поверхностями боковых сторон, а с нижней стороны базовой части 11 выполнена вставная выступающая часть 18. Вставная выступающая часть 18 имеет, по существу, цилиндрическое поперечное сечение. При этом размерные параметры вставной выступающей части 18 выбраны так, чтобы она могла вводиться во вставное гнездо 26 нижней части 20 инструмента. В переходной области между вставной выступающей частью 18 и базовой частью 11 выполнен кольцевой паз 17. Этот паз примыкает непосредственно к направленной вниз опорной поверхности 10.1 базовой части 11. Опорная поверхность 10.1 сферически выпукло искривлена. При этом размерные параметры выбраны так, чтобы опорная поверхность 10.1 могла плоско устанавливаться на ответную поверхность 22 нижней части 20 инструмента, когда вставная выступающая часть 18 вставлена во вставное гнездо 26.
На фиг.6 можно также видеть, что у вставной выступающей части 18 выбран уступ 18.1, который образует прижимную поверхность 18.2. С передней стороны вставная выступающая часть 18 снабжена сфрезерованным участком, который образует защиту 19 от прокручивания.
На фиг.3 можно видеть изображение системы смены резцедержателя в сборе. Как наглядно поясняет этот чертеж, резцедержатель 10 своей вставной выступающей частью 18 может вставляться во вставное гнездо 26. Движение вставления резцедержателя 10 ограничивается опорной поверхностью 10.1, которая устанавливается на ответную поверхность 22. На вставную выступающую часть 18 надето кольцевое уплотнение в виде круглого кольца, которое устанавливается в паз 17. В смонтированном состоянии резцедержателя 10 это уплотнение вставлено в гнездо 24 для уплотнения, и входная область во вставное гнездо 26 вокруг вставной выступающей части 18 уплотнена. Для фиксации резцедержателя 10 в нижней части 20 инструмента применен зажимной винт 29. Этот винт своей наружной резьбой ввертывается в резьбу 28 нижней части 20 инструмента. Зажимной винт 29 имеет прижимной участок 29.1, который плоской концевой поверхностью попадает на прижимную поверхность 18.2 уступа 18.1. При затягивании зажимного винта 29 усилие втягивания передается на вставную выступающую часть 18. Это усилие втягивания способствует тому, чтобы опорная поверхность 10.1 прижималась к ответной поверхности 22 с натягом. После того как зажимной винт 29 затянут с определенным моментом вращения, гнездо для инструмента зажимного винта 29 (внутренний шестигранник) может закрываться посредством закрывающей шайбы 29.2 так, чтобы оно не могло загрязниться.
В смонтированном состоянии, как это можно видеть на фиг.2, отверстие 23 нижней части 20 инструмента пространственно соединено с выпускным отверстием 11.1 резцедержателя 10. Конфигурация выпускного отверстия 11.1 более подробно показана на фиг.2. Как можно видеть на этом изображении, выпускное отверстие 11.1 образует против направления V подачи инструмента доступ к гнезду 10.2 для резца, которое в виде цилиндрического отверстия выполнено в резцедержателе 10. На фиг.3 можно также видеть, что центральная продольная ось M гнезда 10.2 для резца в соответствии с изобретением расположена так, что она пересекает опорную поверхность 10.1 и вместе с тем ответную поверхность 22. Кроме того, эта точка пересечения выбрана так, что опорная поверхность 10.1 в радиальном направлении перпендикулярна направлению V подачи инструмента, то есть в плоскости изображения фиг.3 вверх, по меньшей мере, отдельными областями проходит над гнездом 10.2 для резца. При этом получается задняя опорная область, посредством которой также могут надежно сниматься ударные нагрузки инструмента без опасности, что выступающая часть 12 оторвется. В гнездо 10.2 для резца может вставляться резец 30 с хвостовиком, в настоящем случае резец с круглым хвостовиком. Резец 30 с хвостовиком имеет головку 31 резца с впаянной вершиной 32 резца из твердого материала. К головке 31 резца присоединен стержень 33. На стержне 33 имеется зажимная втулка 34. Эта зажимная втулка 34 удерживает резец 30 с хвостовиком, зажатым в гнезде для резца таким образом, чтобы стержень 33 удерживался с возможностью свободного вращения в окружном направлении, однако без возможности выпадения в направлении центральной продольной оси M. Головка 31 резца опирается через промежуточную, защищающую от износа шайбу 35 на опорную поверхность 13.1. При этом защищающая от износа шайба 35 защищает выступающую часть 12 от износа головки 31 резца вследствие вращения.
Для предотвращения возможности прокручивания цилиндрической вставной выступающей части 18 во вставном гнезде 26 нижней части 20 инструмента может применяться защита 19 от прокручивания. Эта защита может, например, прилегать к предусмотренной для этого фасонной поверхности во вставном гнезде 26 и таким образом фиксировать резцедержатель 17 без возможности прокручивания.
В настоящем случае защита 19 от прокручивания состоит из двух прилегающих друг к другу уплощений, которые предусмотрены каждое на вставной выступающей части 18 и во вставном гнезде 26.
На фиг.7 и 8 показан один из альтернативных вариантов осуществления защиты 19 от прокручивания. Как можно видеть на этом изображении, нижняя часть 20 инструмента, по существу, соответствует конфигурации нижней части 20 инструмента в соответствии с фиг.4 и 5. Изображенный на фиг.8 резцедержатель 10, по существу, соответствует показанному на фиг.1-3 и 6 сменному резцедержателю 10. Поэтому ниже необходимо остановиться подробнее только на различиях. Соответственно этому нижняя часть 20 инструмента в области ответной поверхности 22 имеет возвышение, которое образует фасонный элемент 26.1. В настоящем случае в качестве фасонного элемента применяется палец или втулка, в частности пружинный штифт тяжелого исполнения или просечной штифт, который запрессован в отверстие, выполненное в ответной поверхности 22. В смонтированном состоянии фасонный элемент 26.1 устанавливается внутрь отверстия, которое выполнено в опорной поверхности 10.1 резцедержателя 10 и которое служит защитой 19 от прокручивания. Это расположение защиты 19 от прокручивания в области опорной поверхности 10.1 особенно предпочтительно, так как там она защищена от агрессивного воздействия снятого материала.
Изображенные на чертежах резцедержатели 10 сконструированы особенно технологично. Соответственно этому контур, который образует опорная поверхность 10.1 и цилиндрическая наружная геометрия вставной выступающей части 18, может вытачиваться за одно крепление, так что нет необходимости в отнимающих много времени процессах перезакрепления.
В этом примере осуществления опорная поверхность 10.1 предусмотрена на базовой части 11, и эта часть цельно соединена с вставной выступающей частью 18.
Альтернативно в рамках изобретения может быть также предусмотрена опорная поверхность 10.1 на базовой части 11 резцедержателя 10, которая расположена отдельно от вставной выступающей части 18 и/или выступающей части 12.