РЕЖУЩИЙ ВКЛАДЫШ ДЛЯ ФРЕЗЫ Российский патент 1997 года по МПК B23C5/20 

Изобретение относится к сменным твердосплавным вкладышам для использования во вращающихся фрезерных инструментах, представляющих из себя держатель, в котором выполнена одна или несколько окружных выемок, в которых соответственно установлен один или более таких вкладышей, причем выемка или выемки перед каждым вкладышем предусматривают место для схода стружки.

В нашем предыдушем патенте США N 5158402, содержание которого входит в данное изобретение за счет ссылки на него, раскрыт режущий вкладыш для использования в фрезах, имеющий режущую кромку, определенную передней поверхностью и задней поверхностью и имеющим кромку у основания, находящуюся между задней поверхностью и базовой поверхностью. Режущий вкладыш отличается тем, что режущая кромка содержит множество последовательных слагаемых режущих и промежуточных участков, соответственно расположенных между последовательными режущими участками, причем каждый режущий участок имеет соответственно передний и задний край, и задний край одного режущего участка переходит в передний край следующего режущего участка через промежуточный участок, и промежуточный участок направлен от заднего края одного режущего участка к базовой кромке, причем в процессе фрезерования последовательные режущие участки кромки перекрываются.

Как объяснено в прежнем описании патента, с помощью такого вкладыша и ввиду того, что каждый режущий участок кромки очень короток, результирующие силы, воздействующие на режущий вкладыш стружкой, образуемой этими очень короткими режущими участками кромки, сравнительно малы, и в результате вибрации, возбуждаемые в инструменте, и степень возникающего "треска" минимальны.

В то время, как использование такого режущего вкладыша при фрезеровании является эффективным в смысле снижения нежелательных вибраций и "треска", поверхность, получающаяся после фрезерования, имеет тенденцию к появлению нежелательных рисок, и это, конечно, во многих случаях нежелательно.

Поэтому целью изобретения является предложить новый улучшенный сменный режущий вкладыш для фрезерования, в котором упомянутый недостаток значительно уменьшен или преодолен.

По изобретению предложен режущий вкладыш для использования в фрезах и имеющий режущую кромку, определенную между передней наклонной поверхностью и задней наклонной поверхностью и имеющую базовую кромку между указанной задней поверхностью и базовой поверхностью, причем эта режущая кромка содержит множество последовательных режущих участков и промежуточные участки, соответственно находящиеся между последовательными режущими участками; каждый режущий участок имеет соответственно передний и задний край, и задний край одного режущего участка сливается с передним краем последующего режущего участка через промежуточный участок, причем этот промежуточный участок направлен от этого заднего края этого режущего участка к этой кромке у основания; последовательные режущие участки при фрезеровании перекрываются; отличается он тем, что эти последовательные режущие участки в основном расположены на поверхности вращения, образующая которой копланарна с ее осью.

С таким режущим вкладышем, желаемое уменьшение вибрации и работа без "треска", как они раскрыты в предыдущем патенте, также достигаются, но теперь в сочетании с возможностью получения практически гладкой фрезерованной поверхности.

На фиг. 1 представлен режущий вкладыш, перспективное изображение; на фиг. 2 то же, вид сверху на фиг. 1; на фиг. 3 то же, вид сбоку на фиг. 1 и 2; на фиг. 4 то же, схематичный вид сбоку на фиг. 1 3, установленного на цилиндрической фрезе; на фиг. 5 схематичное представление режущих участков вкладыша (фиг. 1 3) в сочетании с поверхностью вращения; на фиг. 6 вид в увеличенном масштабе детали, показанной на фиг. 5.

Как видно из фиг. 1 3, режущий вкладыш, который выполнен из карбида вольфрама, имеет в общем треугольную форму, имеющую центральную плоскую поверхность 11, окруженную периферийной верхней режущей поверхностью 12 пилообразного профиля. У вкладыша плоская поверхность основания (не видно), которая параллельна центральной плоской поверхности 11. Вкладыш далее имеет бока 13, образующие заднюю поверхность резания, и на углах имеют стирающую поверхность 14 обычной конструкции. Каждая задняя поверхность 13 содержит три слагающих задних поверхности 13a, 13b, 13c, угловое положение которых друг относительно друга будет подробнее описано ниже, и нижнюю плоскую часть задней поверхность 13b.

Каждая верхняя режущая передняя поверхность 12 содержит простирающую вдоль стружкообразную канавку 15 и три слагающие передние поверхности снятия стружки 16a, 16b, 16c.

Режущие участки кромки 17a, 17b, 17c находятся между соответствующими задними поверхностями и передними поверхностями, соединяемые через соответствующие плоскости 18a, 18b, 18c.

Передний режущий участок кромки 17a переходит на его заднем крае в последующий режущий участок 17b через промежуточный участок 19, который наклонен вниз к кромке основания 20 вкладыша. Подобным же образом, режущий участок 17b переходит в последующий режущий участок 17c через промежуточный участок 21, который также наклонен вниз к кромке основания 20 вкладыша. Как можно видеть по фиг. 3, режущие участки 17a, 17b, 17c имеют относительно кромки основания 20 различные углы наклона бета A, бета B, бета C, причем рекомендованный диапазон величин этих углов такой:
Бета A 2 4^o
Бета B 10 12^o
Бета C 8 10^o
Как видно из фиг. 4, вкладыш, только что описанный по фиг. 1 3, устанавливается на вращающуюся фрезу 25, имеющую цилиндрический держатель 26, причем вкладыш установлен так, что его режущие участки 17a, 17b, 17c имеют различные осевые углы скоса относительно оси вращения фрезы. Эти углы могут быть все одинаково положительными или одинаково отрицательными. Альтернативно некоторые углы могут быть положительными, а остальные отрицательные, или некоторые углы могут быть положительными или отрицательными, а остальные могут иметь нулевой осевой угол скоса.

Некоторые или все углы могут быть равными, или могут быть все равными. Далее, каждая режущая кромка может состоять из двух или более режущих участков, соответствующие режущие кромки могут иметь одинаковое или разное количество режущих участков.

Далее, режущие участки, связанные с данной задней поверхностью, могут быть разными или разными по длине, также как режущие участки, связанные с двумя или более задними поверхностями.

Как ясно описано и объяснено в предыдущем патенте, режущие участки, связанные с каждой задней поверхностью, эффективно перекрываются в процессе фрезерования и в результате фрезерование происходит со значительно уменьшенным "треском" или нежелательной вибрацией.

Чтобы, однако, обеспечить гладкую фрезерованную поверхность при работе с такими вкладышами, предусмотрено, что последовательные режущие участки, связанные с каждой задней поверхностью все в основном находятся на поверхности вращения, образующая которой копланарно ее оси.

В этой связи обратимся теперь к фиг. 5, где схематично показаны три режущих участка 17a, 17b, 17c с их концами, соответственно показанными точками A'A", B'B", и C'C". Как ясно видно на увеличенном изображении детали на фиг. 6, соседние концы последовательных режущих участков перекрываются, и перекрывающиеся части режущих участков 17b и 17c показаны как части B'B" В" и C'-С".

Вкладыш, режущие участки которого 17a, 17b, 17c схематически показаны, вращается относительно оси вращения D-D.

Режущие участки 17a, 17b, 17c имеют такую форму и так ориентированы, что они практически полностью лежат на поверхности, создаваемой вращением образующей E-E, копланарной с осью вращения D-D вокруг оси вращения D-D. В качестве иллюстрации факта, что все точки вдоль слагаемых режущих кромок лежат на поверхности вращения, на фигурах показаны дуги A'₁A"₁, B'₁B"₁ и C'₁C"₁, которые представляют соответствующие траектории движения концов A'A", B'B" и C'C".

Фигура также показывает радиусы, опущенные с оси вращения D-D на концы режущих участков. Там, где образующая E-E параллельна оси вращения D-D, образованная поверхность прямая цилиндрическая и все радиусы имеют равную длину. Ясно, что когда образующая наклонена относительно оси вращения, образованная поверхность будет конической, и радиусы будут равномерно меняться по длине.

В то время, как изобретение было конкретно описано на примере вкладыша для фрезы, имеющего треугольную форму, он с таким же успехом может быть прямоугольным или круглым. Во всех случаях использование вкладыша позволяет производить фрезерование с использованием большей части всей длины режущей кромки с минимумом вибраций и "треска". В то же самое время и за счет изобретения возможно достичь практически гладкой фрезерованной поверхности.

Использование: вращающиеся фрезерные инструменты. Сущность изобретения: режущие кромки вкладыша состоят из нескольких последовательных режущих участков и промежуточных участков, соответственно расположенных между режущими участками. При этом последовательные режущие участки расположены с возможностью перекрытия при фрезеровании на поверхности вращения, образующая которой копланарна с осью вращения фрезы. 1 с. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Режущий вкладыш для фрезы, имеющий режущую кромку, образованную пересечением передней режущей поверхности и задней поверхности, и имеющий кромку у основания, образованную пересечением упомянутой задней поверхности и поверхности основания, при этом указанная режущая кромка состоит из нескольких последовательных режущих участков и промежуточных участков, соответственно расположенных между режущими участками, при этом каждый режущий участок имеет соответственно передний и задний края, при этом задний край одного режущего участка переходит в передний край следующего режущего участка через промежуточный участок, причем последний направлен от указанного заднего края одного режущего участка к кромке основания, при этом последовательные режущие участки расположены с возможностью перекрытия при фрезеровании, отличающийся тем, что упомянутые последовательные режущие участки размещены на поверхности вращения, образующая которой копланарна с осью вращения фрезы. 2. Вкладыш по п.1, отличающийся тем, что образующая и ось упомянутой поверхности вращения параллельны. 3. Вкладыш по п.1, отличающийся тем, что образующая и ось упомянутой поверхности вращения расположены под углом. 4. Вкладыш по любому из пп.1 3, отличающийся тем, что он выполнен треугольной формы. 5. Вкладыш по любому из пп.1 3, отличающийся тем, что он выполнен прямоугольной формы. 6. Вкладыш по п.5, отличающийся тем, что он выполнен с неравными сторонами. 7. Вкладыш по п.5, отличающийся тем, что он выполнен квадратным. 8. Вкладыш по любому из пп.1 7, отличающийся тем, что режущие участки кромки расположены под положительными углами к оси упомянутой поверхности вращения. 9. Вкладыш по любому из пп.1 7, отличающийся тем, что режущие участки кромки расположены под отрицательными углами к оси упомянутой поверхности вращения. 10. Вкладыш по любому из пп.1 7, отличающийся тем, что часть режущих участков кромки расположена под положительными, а остальные под отрицательными углами к оси упомянутой поверхности вращения. 11. Вкладыш по любому из пп.1 7, отличающийся тем, что часть режущих участков расположена под положительными, часть под отрицательными, а остальные под нулевыми углами к оси упомянутой поверхности вращения. 12. Вкладыш по любому из пп.8 11, отличающийся тем, что часть из упомянутых углов выполнены равными.