Режущий инструмент
Изобретение относится к металлообработке, операциям фрезерования, в частности концевыми фрезами, сверления и точения, обработке как плоских, так и имеющих неправильную форму поверхностей, к режущим инструментам, имеющим малый режущий диаметр. Режущий инструмент содержит держатель, в гнезде которого винтом закреплена индексируемая режущая пластина с двумя режущими кромками. Каждая кромка имеет в направлении по оси инструмента от хвостовика опережающую и отстающую части. Отстающая часть параллельна оси инструмента и дальше удалена от нее по сравнению с опережающей частью. Для миниатюризации инструмента с обеспечением необходимого пространства для образования и удаления стружки без уменьшения поперечного размера держателя и снижения прочности режущей пластины и прижимного винта отстающая часть расположена над основной плоскостью, параллельной горизонтальной проекции инструмента и проходящей через его продольную ось. Задняя поверхность отстающей части расположена под внутренним острым углом к основной плоскости. Остальные боковые поверхности режущей пластины и примыкающие боковые стенки гнезда держателя сходятся друг к другу в направлении от рабочей режущей кромки. По меньшей мере одна из сходящихся боковых стенок гнезда наклонена к его основанию под углом, равным указанному внутреннему острому углу, и предназначена для взаимодействия с задней поверхностью нерабочей режущей кромки. 2 с. и 15 з.п.ф-лы, 18 ил.
Изобретение относится к области металлообработки, а именно к области режущего инструмента, используемого при таких способах обработки вращающимся инструментом, как фрезерование, сверление или токарная обработка, в частности, к концевым фрезам, предназначенным для обработки как плоских, так и имеющих неправильную форму поверхностей, а также к режущим инструментам, имеющим малый режущий диаметр.
Концевая фреза со сферической режущей кромкой содержит держатель, имеющий фиксированную вставку - карман, в котором с возможностью замены устанавливают с зажимом режущую вставку. Подача подобного инструмента и/или обрабатываемой заготовки может быть осуществлена во всех направлениях, что позволяет, при условии использования изогнутой режущей вставки, увеличить силы резания, действующие на вставку вообще и на режущую кромку в частности. Следовательно, конструкция режущей вставки, ее положение и характер крепления к держателю, как и сама конструкция фиксирующего кармана, должны быть такими, чтобы указанные силы не увеличивали износ режущей вставки и/или ее фиксирующего кармана или не нарушали надежность крепления или положения вставки в кармане, а наоборот, позволяли осуществлять более эффективно обработку. Подобный режущий инструмент (US, патент 4512689) содержит дискообразную режущую вставку с переставляемыми по кругу режущими кромками, установленную в фиксирующий карман держателя посредством прижимного винта таким образом, что одна из режущих кромок выступает из кармана, представляя собой рабочую режущую кромку. По меньшей мере еще одна режущая кромка расположена внутри кармана, представляя собой нерабочую режущую кромку. Для более надежного крепления вставки в кармане основание и части задних боковых стенок вставки выполнены таким образом, что могут примыкать соответственно к основанию и боковым стенкам кармана. Подобная конструкция не решает проблем, появляющихся в инструментах, имеющих сравнительно небольшие режущие диаметры, в частности, порядка 10 мм и менее. Эти проблемы включают миниатюризацию инструмента с обеспечением необходимого пространства для образования и удаления стружки без уменьшения поперечного размера корпуса инструмента и снижения прочности вставки и прижимного винта. Целью настоящего решения является создание нового улучшенного режущего инструмента, способного решить указанные проблемы и предназначенного, в частности, для контурной обработки профилированных поверхностей, требующей малых режущих диаметров. Указанная цель достигается использованием режущего инструмента, вращающегося при операциях машинной обработки и содержащего режущую пластину, имеющую верхнюю поверхность, основание, боковые поверхности и по меньшей мере две индексируемые режущие кромки, образованные пересечением передней поверхности и задних поверхностей, примыкающих к указанной верхней поверхности и к указанным боковым поверхностям, и проходящие вдоль соответствующих частей периферии режущей пластины, держатель с продольной осью вращения, имеющий гнездо, предназначенное для фиксирования и закрепления режущей пластины, расположенное в передней части головки указанного держателя и имеющее основание и боковые стенки, винтовое зажимное устройство, предназначенное для закрепления с возможностью освобождения указанной пластины в указанном гнезде таким образом, что одна из указанных режущих кромок и ее соответствующая боковая поверхность индексируются в рабочее режущее положение, а основание пластины и по меньшей мере части остальных боковых поверхностей примыкают к основанию и боковым стенкам указанного гнезда, при этом каждая из указанных режущих кромок в своем рабочем положении включает опережающую и отстающую части, при этом указанная отстающая часть режущей кромки по существу совпадает по направлению с указанной продольной осью вращения и сильнее удалена от нее по сравнению с указанной опережающей частью режущей кромки, причем указанная отстающая часть режущей кромки в рабочем положении расположена над основной плоскостью, параллельной горизонтальной плоскости проекции инструмента и проходящей через указанную продольную ось вращения, при этом задняя поверхность, соответствующая указанной отстающей части режущей кромки, расположена под внутренним острым углом к указанной основной плоскости, остальные боковые поверхности указанной режущей пластины и примыкающие боковые стенки указанного гнезда расположены таким образом, что сходятся друг к другу в направлении от рабочей режущей кромки, причем по меньшей мере одна из сходящихся боковых стенок указанного гнезда наклонена к основанию гнезда под углом, по существу равным указанному острому углу, и предназначена для примыкания с возможностью удерживания к указанной задней поверхности нерабочей режущей кромки. Предпочтительно, внутренний угол между каждой задней поверхностью и поверхностью основания пластины выполнен острым на протяжении большей части режущей кромки. Преимущественно, внутренний угол выполнен изменяющимся на протяжении режущей кромки. В этом случае обычно внутренний острый угол выполнен уменьшающимся от максимальной величины вблизи опережающей части до минимальной величины вблизи отстающей части. Предпочтительно инструмент по существу бывает выполнен в виде инструмента с шаровидным концом, режущая пластина выполнена по существу в форме диска, а каждая режущая кромка по существу изогнута и включает в себя промежуточную часть режущей кромки между опережающей и отстающей частями. При этом он обычно бывает выполнен таким образом, что при вращении инструмента опережающая и промежуточная части первой режущей кромки образуют огибающую, представляющую собой сегмент сферической поверхности, центр которой лежит на продольной оси, а отстающая часть образует цилиндрическую поверхность. Преимущественно, стенка основания гнезда бывает наклонена под отрицательным углом по отношению к основной плоскости. В этом случае обычно отрезок опережающей части первой режущей кромки бывает расположен под основной плоскостью. Преимущественно, опережающая и отстающая части выполняются по существу прямыми. Обычно указанная вторая боковая стенка гнезда бывает выполнена с уклоном в сторону основания гнезда под вторым острым углом с ним, а верхняя часть меньших боковых поверхностей скошена по отношению к поверхности основания пластины под углом, по существу равным второму острому углу. Указанная цель может быть достигнута и использованием режущего инструмента, вращающегося при операциях машинной обработки и содержащего режущую пластину, имеющую верхнюю поверхность, основание, боковые поверхности и режущую кромку, образованную пересечением передней поверхности и задних поверхностей, примыкающих к указанной верхней поверхности и к указанным боковым поверхностям, и проходящую вдоль соответствующих частей периферии режущей пластины, держатель с продольной осью вращения, имеющий гнездо, предназначенное для фиксирования и закрепления режущей пластины, расположенное в передней части головки указанного держателя и имеющее основание и боковые стенки, винтовое закрепляющее средство, предназначенное для закрепления с возможностью освобождения указанной режущей пластины в указанном гнезде таким образом, что режущая кромка и соответствующая боковая поверхность расположена в рабочем положении, при этом основание пластины и, по меньшей мере, части боковых поверхностей примыкают соответственно к основанию и боковым стенкам указанного гнезда, причем указанная режущая кромка включает опережающую и отстающие части, последняя из которых по существу совпадает по направлению с указанной продольной осью вращения и сильнее удалена от нее по сравнению с первой, причем указанная отстающая часть режущей кромки в рабочем положении расположена под основной плоскостью, параллельной горизонтальной плоскости проекции инструмента и проходящей через указанную продольную ось, при этом задняя поверхность, соответствующая режущей кромке, расположена под первым внутренним острым углом к указанной основной поверхности, остальные боковые поверхности указанной пластины и примыкающие боковые стенки указанного гнезда расположены таким образом, что сходятся друг с другом в направлении от режущей кромки, указанная примыкающая часть, по меньшей мере, одной из указанных боковых поверхностей пластины расположена под вторым острым углом к указанной основной поверхности, причем, по меньшей мере, одна из сходящихся боковых стенок указанного гнезда расположена к основанию гнезда под указанным вторым углом с тем, чтобы с возможностью удерживания примыкать к одной из примыкающих боковых поверхностей пластины. Предпочтительно, внутренний острый угол бывает выполнен изменяющимся по всей длине режущей кромки. Преимущественно, внутренний острый угол бывает выполнен уменьшающимся от максимальной величины вблизи опережающей части до минимальной величины вблизи отстающей части режущей кромки. Предпочтительно, инструмент бывает выполнен по существу инструментом с шаровидным концом, режущая пластина имеет по существу форму диска, а режущая кромка выполнена по существу изогнутой и содержит промежуточную часть, расположенную между опережающей и отстающей частями 15. Обычно инструмент бывает выполнен таким образом, что во время вращения инструмента опережающая и промежуточная части режущей кромки образуют огибающую, представляющую собой сегмент сферической поверхности, центр которой лежит на продольной оси, а отстающая часть образует цилиндрическую поверхность. Преимущественно, основание гнезда бывает выполнено наклонным под отрицательным углом относительно основной плоскости. В этом случае часть опережающей части режущей кромки обычно располагают под основной плоскостью. В дальнейшем изобретение будет рассмотрено на конкретных примерах со ссылками на графические материалы. На указанных графических материалах показано: фиг. 1a, 1b представляют собой соответственно вид в перспективе и вид с разделением деталей в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 2, 3, 4 и 5 представляют собой, соответственно, вид в перспективе, вид сверху, вид спереди и вид сбоку режущей вставки, образующей часть режущего инструмента, показанных на фиг. 1a, 1b; фиг. 6, 7 и 8 являются видами показанной на фиг. 3 вставки в поперечных разрезах соответственно по линиям IV - IV, VII - VII и VIII - VIII: Фиг. 9 является видом сверху в увеличенном масштабе опережающей головной части режущего инструмента, показанного на фиг. 1а; Фиг. 10 и 11 представляют собой виды показанного на фиг. 9 режущего инструмента в поперечных сечениях соответственно по линиям X-X, XI- XI, перпендикулярным дну кармана; Фиг. 12 и 13 представляют собой соответственно вид сбоку и вид сверху в сборе отвечающего настоящему изобретению режущего инструмента во время операции машинной обработки; Фиг. 14 является видом в поперечном сечении инструмента, показанного на фиг. 13, по линии XIV - XIV; и Фиг. 15-18 показывают альтернативные варианты осуществления отвечающих настоящему изобретению режущих инструментов. Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения На фиг. 1a и 1b показан металлорежущий инструмент, а именно отвечающая предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения концевая фреза со сферической режущей кромкой. Металлорежущий инструмент включает в себя режущую вставку 1, держатель 2 и прижимной винт 3, имеющий коническую часть (не показана), которая сходит на конус от винтовой головки 3' к резьбовой части 3''. Режущий инструмент имеет основную плоскость XZ, параллельную горизонтальной проекции вставки и проходящую через продольную ось вращения A, совпадающую с осью Z трехмерной системы координат XYZ, показанной на фиг. 1а. Режущая вставка 1, показанная на фиг. 2, 3, 4, и 5, по существу дискообразна и образована верхней поверхностью 4, поверхностью основания 5 и боковыми поверхностями 6, 7, 8 и 9, по существу перпендикулярными поверхности основания 5 и определяющими периферию вставки 1. Режущая вставка 1 имеет две переставляемые по кругу режущие кромки 10а и 10b, образованные пересечением верхней поверхности 4 с соответствующими боковыми поверхностями 6 и 7 и проходящими вдоль двух противоположных частей периферии режущей вставки. Части верхней поверхности 4 и боковых поверхностей 6 и 7, соседние режущим кромкам 10а и 10b, представляют собой соответственно передние поверхности уклона инструмента 12а и 12b, а также их задние поверхности 13а и 13b. В виду того, что режущие кромки имеют полностью одинаковую геометрическую форму, чтобы их можно было переставлять по кругу в рабочие режущие положения, когда вставка 1 установлена в инструмент, то не теряя полноты описания достаточно рассмотреть только одну режущую кромку. Как ясно видно на фиг. 13, когда режущая кромка 10а находится в рабочем положении у опережающего конца 14 инструмента, она состоит из опережающей части 17 режущей кромки, находящейся вблизи продольной оси A инструмента, отстающей части режущей кромки 18, удаленной от продольной оси A и по существу совпадающей с ней по направлению, и промежуточной частью 19 режущей кромки, находящейся между ними. Части 17, 18 и 19 режущей кромки видны также и на фиг. 2-5. Как видно на фиг. 5, отстающая часть 18 режущей кромки полого спускается в направлении поверхности основания 5 от опережающей части 17 режущей кромки. Как видно на фиг. 6 и 7, выступающий профиль 13а наклонен относительно поверхности основания 5 на внутренний угол

Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18