ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ РАССВЕРЛИВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ Российский патент 1995 года по МПК B23D77/02 

Изобретение относится к инструменту для рассверливания отверстий с по меньшей мере одной ножевой режущей пластиной.

Известен инструмент для рассверливания отверстий, содержащий размещенную в головке по крайней мере одну поворотную режущую пластину с выполненной на ней передней поверхностью и режущей кромкой, при этом режущая пластина закреплена посредством по крайней мере одного прихвата, размещенного в канавке, выполненной в головке.

Недостатком известного инструмента является отсутствие в зоне контакта между прихватом и режущей пластиной геометрического замыкания, которое реализуется с помощью канавок и выступов.

Целью изобретения является повышение надежности крепления режущей пластины.

На фиг. 1 изображен передний конец инструмента для рассверливания; на фиг. 2 ножевая пластина, удерживаемая прихватом, вид сбоку (разрез А-А на фиг. 1).

В корпусе 1 инструмента для рассверливания фиксируется ножевая пластина 2 с помощью прихвата 3. Здесь ножевая пластина выполнена в основном прямоугольной, причем ее продольные кромки (фиг. 1) проходят горизонтально и в основном перпендикулярно к оси вращения инструмента.

Ножевая пластина 2 находится в выполненной в головке 4 инструмента канавке 5, которая (или продольная ось которой) проходит в радиальном направлении к центральной оси вращения 6 инструмента.

При обработке отверстия инструмент приводится во вращение, что на фиг. 1 обозначено стрелкой, и вводится в обрабатываемое отверстие. Также возможно, что при стационарном инструменте вращается обрабатываемая деталь.

На фиг. 1 видно, что режущая кромка 7 ножевой пластины 2 выступает за торцовую поверхность 8 инструмента для рассверливания. Если смотреть в радиальном направлении, ножевая пластина выступает за наружную поверхность 9 головки 4 инструмента, выполненной цилиндрической.

Если смотреть по направлению вращения, на переднюю сторону ножевой пластины 2 или на переднюю поверхность 10 ножа (фиг. 2) действует зажимной скос 11 прихвата 3. Повернутая от передней поверхности 10 ножа наружная поверхность 12 прихвата 3 контактирует преимущественно по плоскости с ограничивающей поверхностью пространства 13 для стружки. Для этого прихват 3 установлен утопленно в выполненной в головке 4 инструмента выемке 14, контуры которой так согласованы с формой наружной поверхности прихвата, что он удерживается с геометрическим замыканием в головке 4 инструмента. Он фиксируется с помощью зажимного винта 15, проходящего через прихват 3, и ввинчивается в резьбу головки 4 инструмента.

На фиг. 1 прихват 3 изображен при виде сверху, так, что видно, что боковые ограничивающие кромки 16 и 17 зажимного скоса 11 образуют острый угол, который, смотря от зажимного винта, открывается в направлении к передней кромке 17 зажимного скоса. Противолежащая передней кромке 17 задняя сторона прихвата 3 выполнена в виде дуги окружности, причем радиус кривизны этой зоны прихвата выбран несколько меньшим, чем соответствующий радиус кривизны изогнутой также в форме дуги окружности выемки 14. Ограничивающая или боковая кромка 16 прихвата проходит практически параллельно к оси вращения 6 инструмента для рассверливания.

Пространство 13 для стружки образуется выемкой в виде сектора окружности в головке 4 инструмента.

На фиг. 2 показана ножевая пластина 2 и соответствующий прихват 3 при виде сбоку. Остальные детали инструмента для рассверливания здесь по соображениям лучшей наглядности оборваны или опущены, лишь торцовая поверхность головки 4 инструмента, за которую несколько выступает наружу ножевая пластина, обозначен линией S. Ножевая пластина 2 и прихват 3 представлены в смонтированном положении по фиг. 1.

Ножевая пластина 2 имеет на своей передней стороне или на передней поверхности 10 ножа по меньшей мере две канавки 18 с соответственно лежащими между ними выступами 19. Канавки ограничиваются соответственно двумя сопряженными боковыми поверхностями, которые здесь выполнены У-образными и проходящими друг к другу под углом 90^о. Угол наклона боковых поверхностей может выбираться в широких пределах, например может составлять от 140 до 40^о, преимущественно от 120 до 70^о. Боковые поверхности выступов 19 образуются боковыми поверхностями, ограничивающими канавки.

Самые глубокие места канавок 18 обозначены штриховой линией Е1, которая образует мысленную плоскость контакта ножевой пластины 2.

Обращенная к ножевой пластине 2 опорная поверхность зажимного скоса 11 прихвата 3 снабжена канавками 20 и находящимися между ними выступами 21. Боковые поверхности ограничивающих канавок 20 выполнены У-образными и образуют угол около 90^о. Для угла, замыкаемого боковыми поверхностями соответственно действительно все сказанное об угле канавок 18, выполненных в ножевой пластине 2. Также и в прихвате образуют боковые поверхности двух соседних канавок 20 боковые поверхности выступа 21, находящегося между этими канавками. Выступы 19 на передней поверхности 10 ножа или выступы 21 на опорной поверхности зажимного скоса 11 также и при виде сбоку выполнены У-образной формы. Однако, также возможно, что выступы в зоне вершин скруглены или притуплены, т.е. если смотреть в сечении выполнены квазитрапециевидными.

Через самые глубокие точки канавок 20 проходит обозначенная штриховой линией контактная плоскость Е2 зажимного скоса 11. Обе плоскости 11 и Е2 образуют, преимущественно, острый угол α который открыт согласно фиг. 2 от передней кромки 17 зажимного скоса 11, если смотреть по направлению зажимного винта 15 (фиг. 1). Таким образом, зажимной скос 11 своей передней кромкой 17 вначале контактирует с передней поверхностью 10 ножа, а затем при зажиме прижимается полностью к передней поверхности 10 ножа.

Из фиг. 2 видно, что контактная плоскость Е1 повернута по отношению к вертикали S и тем самым по отношению к оси 6 вращения инструмента для рассверливания. Поверхность прихвата 3 в смонтированном состоянии может быть опущена до поверхности, ограничивающей пространство 13 для стружек, так что поверхность 12 прихвата поверхностью, ограничивающей пространство для стружки, почти или полностью запирается. Таким образом отвод стружки мешает только в минимальной степени, так что особенно при небольших диаметрах удаление стружки не причиняет вреда.

Канавки 18 и 20 или выступы 19 и 21 в основном выполнены симметрично (фиг. 2).

Ножевая пластина 2 в инструменте установлена повернуто. Это означает, что проходящие параллельно друг другу передняя и задняя сторона ножевой пластины или их средние плоскости проходят под углом к центральной оси или оси вращения инструмента. Благодаря этому делается возможной опущенная установка прихвата.

В этом варианте исполнения режущей пластины 2 речь идет о так называемой неперетачиваемой поверхностной режущей пластине, противолежащие кромки которой выполнены в качестве режущих кромок. Таким образом, когда затупится режущая кромка, лежащая на фиг. 2 вверху, то тогда может быть повернута на 180^о режущая пластина 2 вокруг своей проходящей перпендикулярно к передней поверхности 10 ножа центральной оси М, так что тогда лежащая на фиг. 2 внизу режущая кромка заменит режущую кромку, показанную вверху на этом изображении.

Такое вращательное движение неперетачиваемой поворотной режущей пластины при сохранении желательных свойств по предохранению от поворота возможно только тогда, когда канавки 18 и лежащие между ними выступы 19 расположены симметрично по отношению к продольной оси, проходящей в передней поверхности 10 ножа. Соответственно с этим расположены выступы на поверхности прилегания зажимного скоса 11, обращенной к передней поверхности ножа.

Однако, также возможно выполнять боковые поверхности канавок или выступов не симметрично к перпендикулярам к контактным плоскостям Е1 и Е2, тогда режущая пластина не может использоваться в виде поворотной пластины.

Наклон боковых поверхностей канавок 18 и 20 или выступов 19 и 21 может свободно выбираться в широкой зоне, но исполнение канавок 18 и выступов 19 на режущей пластине 2 должно быть согласовано с исполнением канавок 20 и выступов 21 на поверхности прилегания (опорной поверхности) зажимного скоса 11, так что получается точное геометрическое замыкание между передней поверхностью 10 ножа и зажимным скосом 11. При этом соответственно взаимодействуют обе боковые поверхности, ограничивающие канавку с двумя боковыми поверхностями выступа, который входит в зацепление в эту канавку.

Расстояние наружной режущей кромки от центральной оси или оси вращения инструмента устанавливается с помощью исполнения канавок и выступов как на режущей пластине, так и на прихвате. Поэтому возможно изготавливать различные прихваты, которые отличаются друг от друга тем, что измеряемые от оси Б или от передней стороны 17 расстояния канавок и выступов на прихвате различны. При использовании таких различных прихватов расстояние наружной режущей кромки режущей пластины от оси вращения инструмента может устанавливаться на желаемую величину. Если режущая пластина стоит не перпендикулярно к оси вращения инструмента, а расположена параллельно с ней, может устанавливаться различный диаметр инструмента путем того, что заранее задаются различные расстояния активной, находящейся снаружи режущей кромки режущей пластины к оси вращения инструмента. При этом может достигаться, например, ступенчатость различных расстояний путем применения различных прихватов величины 5 мк, т.е. диаметр обрабатываемого отверстия может изменяться с шагом величиной 5 мк. При соответствующей ступенчатости расстояний канавок или выступов могут также осуществляться другие градации. Таким образом, упрощается регулировка инструмента на задаваемый диаметр отверстия. Точная юстировка может отсутствовать, особенно тогда, когда ступенчатость расстояний канавок и выступов на прихватах выбирается достаточно мелкой.

На фиг. 2 видно расположение зажимного винта 15 внутри прихвата 3. Указывается, что зажимной винт 15 своей наружной резьбой находится в зацеплении с внутренней резьбой, которая выполнена в отверстии, проходящем через прихват 3. Центральная ось Б зажимного винта расположена перпендикулярно к перпендикуляру S, проходящему по поверхности, ограничивающей пространство 13 для стружки.

Режущая пластина 2 может быть расположена внутри выемки или канавки 5 с возможностью смещения, т.е. она может, если смотреть в радиальном направлении, более или менее далеко выступать за наружную поверхность 9 головки 4 инструмента. Если такая регулируемость режущей пластины желательна, рационально, когда канавки на передней поверхности 10 ножа или на опорной поверхности зажимного скоса 11 выполнены сквозными, потому что тогда не препятствуют смещению режущей пластины радиально наружу и внутри. Сверх этого нужно заботиться о том, чтобы канавки и выступы проходили в направлении смещения. С помощью геометрического замыкания между передней поверхностью ножа и зажимным скосом обеспечивается направление режущей пластины при этом радиальном смещении. Возможно предусмотреть в головке 4 инструмента необходимые регулировочные устройства, например установочные винты, которыми режущая пластина выдавливается наружу. По причинам наглядности такие установочные винты не показаны.

При обработке поверхностей отверстия инструмент при вращении вводится в отверстие. При этом передняя режущая кромка 7 режущей пластины 2 снимает стружку со стенки отверстия.

Кроме горизонтальной режущей кромки режущей пластины может также сниматься стружка со стенки отверстия, по меньшей мере, участком наружной, если смотреть в радиальном направлении, на фиг. 1 проходящей вертикально и тем самым параллельно к оси вращения инструмента кромки режущей пластины 2. При снятии стружки на режущую пластину 2 действуют усилия, которые ее, с одной стороны, прижимают на фиг. 1 к задней ограничивающей стенке канавки 5, принимающей режущую пластину. С другой стороны, действуют сверху вниз направленные параллельно к оси вращения 6 усилия на наружную кромку режущей пластины 2, так что могло бы возникнуть опрокидывающее или поворотное движение режущей пластины. Однако это предотвращается с помощью канавок и выступов на передней поверхности 7 ножа или на опорной поверхности зажимного скоса 11.

Путем исполнения передней поверхности ножа и зажимного скоса, таким образом, получается обеспечивающее геометрическое замыкание предохранение от проворота, которое гарантирует надежный зажим режущей пластины, обеспечивающий определенное положение. При этом так взаимодействуют боковые поверхности канавок и выступов, что в левой зоне прихвата 3 (по фиг. 1) улавливаются направленные вниз усилия, которые пытаются вдавить режущую пластину дальше в соответствующую канавку 5. Напротив, действующие на противолежащую, расположенную радиально внутрь сторону прихвата 3 в направлении подачи инструмента усилия, т.е. усилия, действующие на фиг. 1 вверх, воспринимаются боковыми поверхностями канавок и выступов. Особенно рационально, что таким образом улавливаются с помощью фиксации от проворота усилия, которые, с одной стороны, пытаются режущую пластину 2 вдавить в канавку 5, а с другой стороны, пытаются режущую пластину вынуть из канавки.

Стабильное по положению крепление режущей пластины 2 гарантировано тем, что прихват 3 находится в выемке 14 в головке 4 инструмента и тем самым защищен от поворотного движения вокруг зажимного винта 15. Благодаря тому, что правая кромка 16 зажимного скоса 11 практически проходит параллельно к оси вращения 6, режущая пластина точно фиксируется в своей радиально самой внутренней точке. Получается особенно длинное плечо рычага при креплении режущей пластины и при улавливании сил, действующих против направления подачи инструмента, при обработке отверстия.

Надежное крепление режущей пластины 2 в головке 4 инструмента сохраняется также и тогда, когда режущая пластина радиально смещается наружу. Это получается из-за направляющих свойств канавок 18 и 20, а также выступов 19 и 21.

Благодаря тому, что контактные плоскости Е1 и Е2 образуют открывающийся против направления подачи инструмента острый угол α с 1 до 10^о, преимущественно с 1 до 3^о, прилегает зажимной скос 11 при зажиме режущей пластины 2, прежде всего в зоне, которая находится ближе всего к активной режущей кромке 7. При зажиме прихвата 3 несколько деформируется зажимной скос 11, так что находящиеся дальше внизу канавки и выступы на опорной поверхности зажимного скоса вступают в зацепление с соответствующими пазами и выступами на передней поверхности 10 ножа. При этом прикладывается высокое зажимное усилие близко к режущей кромке 7 на режущей пластине, которая тем самым прижимается к противолежащей зажимному пазу стенке канавки 5 и надежно зажимается.

Благодаря оптимальному восприятию возникающих при обработке стенок отверстий усилий с помощью описываемой здесь защиты от проворота можно отказаться от опоры для режущей пластины на основании выемки или канавки 5. Благодаря этому режущая пластина 2 может быть просто выполнена в виде поворотной пластины. Неработающая, противолежащая режущей кромке 7 режущая кромка режущей пластины также не может повреждаться при зажиме пластины.

Число канавок и выступов может быть уменьшено до двух канавок или выступов. Т. е. описываемая здесь защита от проворота может также применяться при очень маленьких режущих пластинках или в инструментах с очень маленьким диаметром. Надежная фиксация режущей пластины получается и тогда, когда она относительно далеко смещается радиально наружу, так что радиально самая наружная кромка режущей пластины выступает далеко за наружную поверхность 9 головки 4 инструмента.

Режущая пластина вместе с прихватом может быть также расположена с поворотом на 90^о, так что тогда находящаяся снаружи режущая кромка режущей пластины проходит параллельно к оси вращения инструмента, при этом больше нет регулируемости режущей пластины в радиальном направлении. Установка инструмента на желаемый диаметр может производиться с помощью соответствующего выбора пригодных прихватов. Иначе режущая пластина в этом случае может смещаться лишь в направлении оси вращения, причем защитное устройство от проворота образует направляющую в этом направлении.

Использование: в области обработки металлов резанием. Сущность изобретения: в корпусе 1 инструмента для рассверливания фиксируется ножевая пластина 2 с помощью прихвата 3. Пластина 2 размещается в выполненной в головке 4 инструмента канавке 5. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ РАССВЕРЛИВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ, содержащий размещенную в головке по крайней мере одну поворотную режущую пластину с выполненной на ней передней поверхностью и режущей кромкой, при этом режущая пластина закреплена посредством по крайней мере одного прихвата, размещенного в канавке, выполненной в головке, отличающийся тем, что на передней поверхности выполнены по крайней мере две канавки, расположенные в основном параллельно продольной оси пластины, причем стенки упомянутых канавок предназначены для взаимодействия с выступами, которые выполнены на поверхности прихвата, расположенной со стороны передней поверхности режущей пластины. 2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что боковые поверхности канавок и/или выступов выполнены V-образными. 3. Инструмент по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что упомянутые боковые поверхности канавок и выступов образуют угол от 140 до 40^o. 4. Инструмент по пп. 1 3, отличающийся тем, что канавки выполнены вдоль всей передней поверхности пластины и/или выступы выполнены вдоль всей ширины упомянутой поверхности прихвата. 5. Инструмент по пп. 1 4, отличающийся тем, что пластина установлена с возможностью осевого перемещения. 6. Инструмент по пп. 1 5, отличающийся тем, что плоскость пластины с канавками и соответствующая плоскость прихвата с выступами образуют острый угол, вершина которого расположена со стороны, противоположной размещению введенного в инструмент винта, предназначенного для зажима прихвата. 7. Инструмент по пп. 1 6, отличающийся тем, что величина упомянутого острого угла соответствует 1 10^o.