Результат интеллектуальной деятельности: РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ И ИНДЕКСИРУЕМАЯ РЕЖУЩАЯ ВСТАВКА ТРЕУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ ДЛЯ НЕГО

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.

[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_R, D_F.

[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.

[0041] Также как показано на ФИГ. 7, три биссекторных плоскости Р_в, содержащих центральную ось А1, делят пополам соответствующие углы первого воображаемого треугольника Т1.

[0042] Согласно настоящему изобретению, как показано на ФИГ. 5, две из трех биссекторных плоскостей Р_в 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.

[0043] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения ни одна из биссекторных плоскостей Р_в 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.

[0045] Согласно еще одним некоторым вариантам реализации настоящего изобретения три биссекторных плоскости Р_в 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.

[0047] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, как показано на ФИГ. 5 и 7, плоскость Р_o смещения, параллельная одной из биссекторных плоскостей Р_в и не пересекающая первый воображаемый треугольник Т1, может пересекать одну из указанных трех установочных поверхностей 42 и наклонную поверхность 48 смежной режущей части 38.

[0048] Как показано на ФИГ. 8, каждая установочная поверхность 42 может быть V-образной в поперечном сечении, получаемом по плоскости Р_о 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.

[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_в.

[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:

по меньшей мере один зажимной элемент 26 расположен полностью позади первой вертикальной плоскости P_v1, содержащей центральную ось А1, и перпендикулярно задне-переднему направлению D_R, D_F, и

одна из трех установочных поверхностей 42 находится в зажимающем контакте с опорной поверхностью 34.

[0059] Следует отметить, что выбор формы по меньшей мере одного зажимного элемента 26 с обеспечением возможности его расположения полностью позади первой вертикальной плоскости P_V1 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.

[0062] Согласно еще одним некоторым вариантам реализации настоящего изобретения первая вертикальная плоскость P_v1 может совпадать с одной из биссекторных плоскостей Р_в.

[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.

[0068] Согласно еще одним некоторым вариантам реализации настоящего изобретения зажимным клин 60 может быть выполнен с возможностью скольжения в верхне-нижнем направлении D_U, D_D поперек задне-переднего направления D_R, D_F.

[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.

[0070] Как показано на ФИГ. 9, установочная поверхность 66 может иметь наклон под острым зажимающим углом α2 к верхненижнему направлению D_U, D_D, получаемом по срединной плоскости М.

[0071] Также, как показано на ФИГ. 9, верхне-нижнее направление D_U, D_D может быть перпендикулярным задне-переднему направлению D_R, D_F.

[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.

[0074] Как показано на ФИГ. 9, вторая вертикальная плоскость P_v2, параллельная первой вертикальной плоскости P_v1 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.

[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 P_v2.

[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.

[0081] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, как показано на ФИГ. 9, стопорная поверхность 70 может быть расположена перед первой вертикальной плоскостью P_v1.

[0082] Следует отметить, что расположение стопорной поверхности 70 перед первой вертикальной плоскостью P_v1 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.

[0084] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, как показано на ФИГ. 6, каждая боковая поверхность 40 может содержаться в боковой плоскости P_s, и каждая боковая плоскость P_s может пересекать каждую режущую кромку 44.

[0085] Также, как показано на ФИГ. 6, в направлении, параллельном центральной оси А1, каждая режущая часть 38 может иметь первую максимальную ширину W1_Max, ограниченную ее режущей кромкой 44, которая больше, чем вторая максимальная ширина W2_Max центральной части 36.

[0086] Как показано на ФИГ. 4, первая максимальная ширина W1_MAX каждой режущей части 38 может быть больше, чем третья максимальная ширина W3_MAX лезвиеобразной передней части 32.

[0087] Следует отметить, что благодаря расположению по меньшей мере одного зажимного элемента 26 полностью позади первой вертикальной плоскости P_v1, а также тому, что первая максимальная ширина W1_MAX каждой режущей части 38 больше, чем вторая и третья максимальные ширины W2_MAX, W3_MAX 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.