РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА ДЛЯ ФРЕЗЫ Российский патент 1996 года по МПК B23C5/10 B23C5/20 

Изобретение касается сменной режущей пластины для фрезы, имеющей державку, в которой выполнены выемки для установки режущих пластин, причем перед каждой пластиной имеется пространство для накопления стружки.

Известно, что во время фрезерования длина режущей кромки непосредственно влияет на вибрацию режущего инструмента и обрабатываемой детали, а также на количество энергии, затрачиваемой на фрезерование. Эта вибрация имеет высокочастотную составляющую, возрастающую с увеличением длины режущей кромки.

Вибрация образуется от воздействия усилий, возникающих на режущей пластине, и особенно на ее передней режущей поверхности при снятии стружки, причем чем больше ширина стружки, тем больше возникающие силы. Известно, что для снятия этой вибрации используют фрезы, имеющие режущие пластины со сравнительно короткими режущими кромками, причем пластины ориентированы относительно державки инструмента и друг друга таким образом, что пути резания режущих кромок следующих друг за другом режущих пластин перекрываются. Таким образом, сравнительно короткая режущая кромка снимает достаточно узкую стружку, а перекрытие между режущими кромками следующих друг за другом режущих пластин обеспечивает сравнительно плавное фрезерование.

На практике однако, это решение не является достаточно эффективным, т.к. оно требует для своего осуществления точной предварительной ориентации должным образом выполненных режущих пластин как друг относительно друга, так и относительно державки инструмента.

Известна усовершенствованная режущая пластина для фрезы, которая обеспечивает снижение вибраций режущего инструмента.

Эта пластина имеет режущую кромку, образованную пересечением передней и задней поверхностей, и базовую кромку, образованную пересечением задней поверхности и базовой поверхности. Режущая кромка включает несколько следующих друг за другом составляющих ее частей и промежуточные кромки, расположенные между ними, причем каждая составляющая часть режущей кромки имеет соответственно головной и хвостовой концы. Хвостовой конец любой составляющей части режущей кромки соединяется с головным следующей за ней составляющей части режущей кромки через промежуточную кромку, причем промежуточная кромка проходит от хвостового конца любой составляющей части кромки в направлении базовой кромки. Каждая нормаль к оси вращения режущего инструмента, проходящая через хвостовой конец любой составляющей части режущей кромки, пересекает следующую за ней часть, и таким образом в процессе фрезерования примыкающие друг к другу концы частей режущих кромок перекрываются.

Учитывая то, что в такой режущей пластине составляющие части ее режущей кромки весьма коротки, результирующие силы, действующие на пластину со стороны стружки, снимаемой короткими режущими кромками, будут сравнительно малы, поэтому вибрации сводятся к минимуму. Таким образом, взаимное расположение составляющих частей режущей кромки с определенным перекрыванием смежных составляющих частей режущей кромки обеспечивает эффективное образование ломаной стружки сравнительно малой ширины.

Установлено, что в такой режущей пластине распределение параметров составляющих частей режущей кромки, т.е. их сравнительные длины и аксиальные углы резания имеет непосредственное влияние на прочность пластины, когда она установлена на инструменте, особенно в том случае, когда режущая пластина выполнена с центральным зажимным отверстием, неизбежно создающим в ней ослабленную зону.

Задачей настоящего изобретения является создание новой, более совершенной режущей пластины, имеющей повышенную механическую прочность.

Поставленная задача решается тем, что в центральной части режущей пластины, имеющей верхнюю переднюю поверхность и базовую поверхность, а также главные режущие кромки, образованные пересечением трех участков передних и задних поверхностей, каждая из которых, пересекаясь с базовой поверхностью, образует базовую кромку, и состоящие из трех следующих друг за другом частей с различным угловым положением относительно базовой кромки при положительном статическом угле наклона средней части, каждая часть главных режущих кромок имеет головной и хвостовой концы, хвостовой конец каждой части соединяется с головным концом смежной части через промежуточные кромки, каждая из которых направлена от соответствующего хвостового конца главной режущей кромки в направлении базовой кромки, при этом при установке режущей пластины на фрезу нормаль к оси вращения фрезы, проходящая через хвостовой конец главной режущей кромки пересекает следующую за ней часть упомянутой кромки, выполнено отверстие для взаимодействия с зажимным элементом, а средние части главных режущих кромок имеют длину, примерно равную диаметру упомянутого отверстия, и большую, чем длины крайних частей, при этом статический угол наклона средней части к базовой кромке больше таких же углов наклона крайних частей.

Участки задней поверхности, соответствующие частям главной режущей кромки, могут быть расположены друг относительно друга так, что при установке режущей пластины на фрезу задние углы резания в определенных сечениях следующих друг за другом частей главной режущей кромки примерно равны.

Задняя поверхность может включать верхнюю часть, состоящую из участков, прилегающих к частям главной режущей кромки, и плоский участок, пересекающий базовую поверхность.

Участки передней поверхности, прилегающие к частям главной режущей кромки, могут быть расположены друг относительно друга так, что при установке режущей пластины на фрезу передние углы резания, определенные в соответствующих сечениях следующих друг за другом частей главной режущей кромки, примерно равны.

Каждый участок задней и передней поверхности может иметь непрерывную кривизну для постоянства передних и задних углов резания на протяжении частей главной режущей кромки при установке режущей пластины на фрезу. При таком выборе длин частей режущих кромок обеспечивается увеличение механической прочности режущей пластины в районе установочного отверстия.

На фиг. 1 представлена режущая пластина, выполненная согласно изобретению в аксонометрической проекции; на фиг. 2 боковая проекция пластины, изображенной на фиг. 1.

Предлагаемая режущая пластина имеет центральное отверстие 1 диаметром d, верхнюю переднюю поверхность 2 и плоскую базовую поверхность 3. Пластина имеет также задние поверхности 4, в основном выполненные известным образом. В предлагаемой пластине, однако, между противоположно расположенными главными задними поверхностями и прилегающей к ним передней поверхностью имеется пара режущих кромок 5, каждая из которых состоит из трех следующих друг за другом частей 5а, 5b и 5с.

Согласно известной публикации [1] первая часть 5а режущей кромки соединяется со своим хвостовым концом с последующей частью 5b режущей кромки через промежуточную режущую кромку 6, которая направлена вниз в сторону базы 3 пластины 1. Аналогично часть 5b режущей кромки соединяется с последующей частью 5с через промежуточную кромку 7, также направленную вниз в сторону базы 3.

Описанная пластина установлена на фрезе, имеющей державку цилиндрической формы так, что ее базовая поверхность образует положительный аксиальный передний угол резания с осью вращения режущего инструмента. Передние 2 и задние 4 поверхности, пересекаясь с базовой поверхностью, образуют базовую кромку.

Части 5а и 5b режущей кромки, а также ее части 5b и 5c эффективно перекрывают друг друга в процессе фрезерования благодаря тому, что при установке режущей пластины на фрезу нормаль к оси вращения фрезы, проходящая через хвостовой конец части 5а режущей кромки, пересекает следующую за ней часть 5b, а аналогичная нормаль, проходящая через хвостовой конец части 5b, пересекает следующую за ней часть 5с.

Каждая из задних поверхностей 4 имеет три верхних участка 4а, 4b, 4с, которые соответственно образуют друг с другом и с прилегающими к ним участками 2а, 2b, 2c передней поверхности части 5а, 5b, 5c режущей кромки. Каждая задняя поверхность режущей кромки, кроме того, имеет расположенный ниже плоский участок 4d, который простирается на всю длину пластины.

Для достижения оптимальных условий обработки участки 4а, 4b и 4с задней поверхности и 2а, 2b и 2с передней поверхности так расположены друг относительно друга, что определенные в соответствующих местах по длине частей режущей кромки задние и передние углы резания равны. Так, например, они равны в средней точке каждой части режущей кромки. Таково угловое расположение частей задней поверхности по отношению друг к другу и к плоской нижней части 4d задней поверхности.

В другом варианте выполнения каждая часть режущей кромки вместе с участками 4a, 4b, 4c задней поверхности, а также 2а, 2b и 2с передней поверхности может быть спрофилирована так, чтобы обеспечить вдоль всей ее длины постоянство задних и передних углов резания. Конкретные способы профилирования режущих кромок пластины таким образом описаны в патентах США N 5052869, 5071292 и 5078550.

Головная и хвостовая части 5а и 5с режущей кромки, по существу параллельные базе 3 пластины 1, имеют положительный угол наклона к базовой кромке, что, как известно, полезно для тех участков, где пластина входит в тело обрабатываемой детали и выходит из него. С другой стороны, средняя часть 5b режущей кромки образует значительно больший статический угол наклона к базовой кромке, чем крайние, 5а и 5с.

Как видно из чертежа, средняя часть 5b режущей кромки имеет значительно большую длину, чем каждая из смежных с нею частей 5а и 5с режущей кромки (как правило, длина части 5b равняется сумме длин частей 5а и 5с). Кроме того, протяженность средней части 5b режущей кромки по существу равна диаметру d отверстия 1. Отсюда следует, что центральная часть насадки, которая включает зажимное отверстие 1 и поэтому является потенциально наиболее слабым участком режущей пластины, защищена от воздействия разрушающих нагрузок благодаря тому, что прилегающие к ней средние части 5b режущих кромок имеют больший статический угол наклона относительно базовой кромки, чем крайние.

Следует принять во внимание, что головная и хвостовая части 5а и 5с режущей кромки необязательно должны быть параллельны друг другу или базе пластины. Главное, чтобы средняя часть 5b режущей кромки располагалась под значительно большим статическим углом к базовой кромке, чем головная 5а и хвостовая 5с. Аналогично длина средней части 5db режущей кромки необязательно должна быть равна сумме длин частей 5а и 5с. Главное, чтобы длина части 5b режущей кромки (по существу одинаковой протяженности с отверстием 1) была существенно больше, чем длина каждой из частей 5а и 5с.

Изобретение может быть использовано не только в четырехугольных режущих пластинах, но и в режущих пластинах другой формы, например треугольной. Можно также использовать продолговатые пластины прямоугольной формы, в которых части режущих кромок выполнены на двух противоположных сторонах пластины.

Использование: сменные режущие пластины для фрез. Сущность изобретения: режущая пластина для фрезы, имеющая по меньшей мере одну главную режущую кромку, включающую первую, вторую и третью составляющие части, из которых средняя по существу одинаковая по протяженности с крепежным отверстием, значительно длиннее первой и второй и имеет относительно базовой кромки пластины положительный статический угол наклона, существенно больший таких же углов наклона крайних частей. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Режущая пластина для фрезы, имеющая верхнюю переднюю поверхность и базовую поверхность, главные режущие кромки, образованные пересечением трех участков передних и задних поверхностей, каждая из которых, пересекаясь с базовой поверхностью, образует базовую кромку, и состоящие из трех следующих друг за другом частей с различным угловым положением относительно базовой кромки при положительном статическом угле наклона средней части, каждая часть главных режущих кромок имеет головной и хвостовой концы, хвостовой конец каждой части соединяется с головным концом смежной части через промежуточные кромки, каждая из которых расположена от соответствующего хвостового конца главной режущей кромки в направлении базовой кромки, при этом при установке режущей пластины на фрезу нормаль к оси вращения фрезы, проходящая через хвостовой конец части главной режущей кромки, пересекает следующую за ней часть упомянутой кромки, отличающаяся тем, что в центральной части режущей пластины выполнено отверстие для взаимодействия с зажимным элементом, а средние части главных режущих кромок имеют длину, примерно равную диаметру упомянутого отверстия и большую чем длины крайних частей, при этом статический угол наклона средней части к базовой кромке больше таких же углов наклона крайних частей. 2. Пластина по п.1, отличающаяся тем, что участки задней поверхности, соответствующие частям главной режущей кромки, расположены друг относительно друга так, что при установке режущей пластины на фрезу задние углы резания в определенных сечениях следующих друг за другом частей главной режущей кромки примерно равны. 3. Пластина по п.2, отличающаяся тем, что задняя поверхность включает верхнюю часть, состоящую из участков, прилегающих к частям главной режущей кромки, и плоский участок, пересекающий базовую поверхность. 4. Пластина по п.1, отличающаяся тем, что участки передней поверхности, прилегающие к частям режущей кромки, расположены друг относительно друга так, что при установке режущей пластины на фрезу передние углы резания, определенные в соответствующих сечениях следующих друг за другом частей главной режущей кромки, примерно равны. 5. Пластина по п.1, отличающаяся тем, что каждый участок задней и передней поверхности имеет непрерывную кривизну для постоянства передних и задних углов резания на протяжении частей главной режущей кромки при установке режущей пластины на фрезу.