ФРЕЗЕРНАЯ РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА Российский патент 1999 года по МПК B23C5/20 

Изобретение имеет отношение к созданию фрезерной режущей пластины преимущественно прямоугольной основной формы, с заглубленными параллельными скошенными участками в соответствии с п. 1 формулы изобретения, причем данная режущая пластина годится для фрезерования углов 90^oC. Обычно такие пластины изготавливают из твердого сплава с покрытием или без оного, однако в случае необходимости могут быть также использованы и некоторые керамические материалы.

Часто режущие инструменты с многогранными режущими пластинами для фрезерования углов 90^o в обрабатываемой детали содержат режущие пластины ромбической или треугольной формы. Такие пластины имеют только две или три режущих кромки, однако при работе в течение длительного времени следует считать, что имеется всего одна режущая кромка, которая позволяет резать углы 90^o с достаточным боковым зазором. Когда обычная прямоугольная многогранная режущая пластина используется для фрезерования или точения внутренней боковой поверхности, она не может быть установлена с радиальным или осевым углом без свисания (наклона) ее нижнего внутреннего угла на образуемую поверхность (обрабатываемой детали). Поэтому при резании внутреннего заплечика 90^o общепринятой практикой является использование либо пластины с острым углом между основной режущей кромкой и дополнительной режущей кромкой или параллельным скошенным участком, соответственно, или же использование прямоугольных режущих пластин, которые введены в корпус инструмента с отрицательным радиальным углом и с положительным осевым углом.

В патенте США US-A-4,632,607 раскрыта многогранная режущая пластина квадратной основной формы, которая предназначена для фрезерования углов 90^o. Эта пластина содержит четыре главных режущих кромки, в результате чего реализуется улучшенная экономика резания. Это достигается за счет того, что каждая главная режущая кромка имеет принадлежащую ей дополнительную режущую кромку, которая расположена вне квадратной основной формы на выступе, который идет в направлении, которое главным образом параллельно главной режущей кромке. Эта режущая пластина работает удовлетворительно при полной глубине резания, которая меньше чем длина главной режущей кромки. Однако если попытаться достичь полной глубины резания, которая превышает длину главной режущей кромки, путем осуществления нескольких проходов, то тогда выступ будет вызывать образование нежелательных канавок на обрабатываемой детали.

В патенте США US-A-5,199,827 раскрыта другая многогранная режущая пластина, которая имеет квадратную основную форму. Эта пластина предназначена для установки в корпусе фрезы с осевым положительным и радиальным отрицательным наклоном. Достаточный осевой зазор получают за счет наклона пластины радиально отрицательно. Каждая боковая поверхность содержит плоскую заднюю поверхность, ширина которой возрастает в направлении к одному из углов пластины. Достаточный радиальный зазор между параллельным скошенным участком (ленточкой) и основной режущей кромкой может быть получен при угле между параллельным скошенным участком и смежной главной режущей кромкой ориентировочно от 0 до 2^o. Однако, так как относительно короткий параллельный скошенный участок должен выдерживать приложение значительных напряжений, он может подвергаться износу, в результате чего главная режущая кромка также входит в контакт с образуемой на обрабатываемой детали поверхностью, что приводит к нежелательному ухудшению качества (чистоты) поверхности детали, увеличенному выделению тепла и увеличенным силам резания.

В связи с указанным первой задачей настоящего изобретения является создание фрезерной режущей пластины с улучшенным осевым зазором.

Другой задачей настоящего изобретения является создание фрезерной режущей пластины, в которой устранены недостатки, связанные с режущей пластиной, раскрытой в патенте США US-A-4,632,607.

Эти и другие задачи достигнуты удивительным образом при создании режущей пластины с характеристиками, которые определены в отличительной части п. 1 формулы изобретения.

Далее изобретение будет описано в качестве примера, не имеющего ограничительного характера, со ссылкой на приложенные чертежи.

На фиг. 1 показан вид сверху прямо фрезерной режущей пластины.

На фиг. 1,А показана с увеличением угловая секция (угловой участок) режущей пластины фиг. 1.

На фиг. 2 показан участок режущей пластины фиг. 1 в виде прямо сбоку.

На фиг. 3 показано поперечное сечение А - А фиг. 1.

На фиг. 4 показано функциональное расположение режущей пластины относительно обрабатываемой детали.

На фиг. 5 показано функциональное расположение режущей пластины в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 5,А показана с увеличением угловая секция режущей пластины фиг. 5.

На фиг. 6 показан измененный угловой участок пластины, в виде наклонно снизу.

На фиг. 7 показан измененный угловой участок, в виде прямо сверху, аналогично фиг. 1,А.

На фиг. 8 показан измененный угловой участок пластины в соответствии с фиг. 6 в виде прямо сверху.

На фиг. 9 показан измененный угловой участок, в виде прямо сверху, аналогично фиг. 1,А.

На фиг. 10 показан вид в перспективе наклонно сверху другого варианта осуществления изобретения.

На фиг. 11 показан другой вид в перспективе режущей пластины в соответствии с фиг. 10.

Режущая пластина в соответствии с настоящим изобретением обозначена в общем виде позицией 1. Обычно она содержит верхнюю сторону 2 и главным образом плоскую нижнюю сторону 3. В соответствии с показанным вариантом выполнения указанные верхняя и нижняя стороны соединяются между собой при помощи четырех боковых поверхностей 4 главным образом одинакового размера и формы, так как режущая пластина преимущественно имеет квадратную основную форму. Однако она также может иметь и другую основную форму, например, прямоугольную или треугольную. Квадратная основная форма является предпочтительной, так как только она позволяет иметь четыре рабочих главных режущих кромки, что само собой разумеется наиболее благоприятно для достижения высокой экономики резания.

Верхняя поверхность 2 и боковые поверхности 4 соединяются по линиям пересечения, которые образуют главные режущие кромки 5. На угловом участке главная режущая кромка переходит в угловую режущую кромку 6, которая обычно закруглена, но которая также может иметь одну или несколько главным образом прямых фасок. На верхней стороне первичный скошенный участок 7 примыкает к основной режущей кромке и к угловой режущей кромке. К этому первичному скошенному участку примыкают соответствующие передние поверхности (поверхности схода стружки) 8 и 9. Переход между передними поверхностями 8 и 9 на угловом участке пластины осуществляется при помощи наклонной переходной поверхности 10. Так как угловой конец передней поверхности 8 расположен выше, чем угол передней поверхности 9, то поверхность перехода 10 наклонена от передней поверхности 9 в сторону передней поверхности 8. Передние поверхности 8 и 9, а также поверхность перехода 10 с внутренней стороны ограничены главным образом плоским участком верхней поверхности 11, который главным образом параллелен поверхности основания 3. Посередине (в центральной части) верхней поверхности 11 предусмотрено центральное сквозное отверстие 21 для ввода в него соответствующего устройства крепления, такого как стопорный винт, зажим, стопорный штифт (шплинт) и т.п.

Режущая пластина имеет положительную геометрию, то есть боковые поверхности 4 расположены в плоскостях, которые образуют тупой угол с плоскостью поверхности основания 3 и острый угол с верхней поверхностью, которая ограничена главными режущими кромками 5. Преимущественно участки боковых поверхностей 4, смежные с главными режущими кромками, имеют форму плоских или изогнутых по спирали первичных задних поверхностей 12, которые на их нижних границах соединены с вторичными задними поверхностями 13 по линиям пересечения. Однако, в альтернативном варианте, первичная задняя поверхность 12 может быть исключена, при этом задняя поверхность 13 совпадает с боковой поверхностью 4. Соответствующие первичная и вторичная задние поверхности 14 и 15 предусмотрены ниже угловой режущей кромки 6.

Основная характеристика настоящего изобретения связана с конфигурацией параллельного скошенного участка или режущей кромки параллельного скошенного участка, которая представляет собой режущую кромку режущей пластины, которая образует поверхность (на обрабатываемой детали). На чертежах эта режущая кромка обозначена позициями 16, 16А, 16' или 16''; она заглублена относительно основной режущей кромки и, возможно, также относительно угловой режущей кромки, которая показана, например, на фиг. 2 и 6. Вертикально эта разность уровней может составлять от 0,05 до 0,5 мм, а преимущественно от 0,1 до 0,4 мм. Режущая кромка параллельного скошенного участка образована по выступу 17, который выступает от центра режущей пластины, причем этот выступ переходит во вторичную заднюю поверхность 19 преимущественно по линии пересечения 18 или по поверхности радиуса. Эта задняя поверхность 19 может быть либо плоской, либо слегка искривленной; она граничит с вторичными задними поверхностями 4 и 15 по линиям пересечения 20 или же по гладким радиусным переходам. Альтернативно, задняя поверхность 19 может лежать в той же самой плоскости, что и вторичная задняя поверхность 13, причем в таком случае линия пересечения 20 между ними исключена.

Аналогично другим задним поверхностям вторичная задняя поверхность 19 ниже параллельного скошенного участка является положительной и образует угол α с продолжением поверхности основания. Желательно иметь этот угол в диапазоне от 50 до 80^o, а преимущественно в диапазоне от 60 до 77^o. Угол β выступа 17 с поверхностью основания может иметь такую же величину, что и угол α, когда задняя поверхность выступа совпадает с задней поверхностью 19, или же этот угол β преимущественно может быть несколько меньше угла α, например, лежать в диапазоне от 50 до 75^o, а преимущественно в диапазоне от 53 до 70^o, при условии, что β ≤ α. Разность между α и β может составлять от 4 до 20^o, а преимущественно от 6 до 15^o.

Режущая кромка 16 параллельного скошенного участка образует линию пересечения вдоль верхней фронтальной (передней) кромки выступа 17. В соответствии с фиг. 1 - 9 эта фронтальная кромка заглублена относительно основной режущей кромки и угловой режущей кромки при помощи выемки или заглубления 22. Аналогично остальной части режущей пластины, эта выемка преимущественно отпрессована перед спеканием, однако она также может быть и сошлифована. Преимущественно выемка имеет форму поперечного сечения в виде прямоугольника, кругового сегмента, усеченного кругового сегмента или в виде трапеции.

Как это лучше всего видно в поперечном сечении А - А на фиг. 3, шейка (выемка) 22 может иметь отрицательный угол относительно поверхности основания 3. Однако наклон шейки может варьировать в относительно широких пределах, например, в диапазоне от +20 до -20^o, а преимущественно в диапазоне от +5 до -10^o.

За счет заглубленного и выступающего положения параллельного скошенного участка относительно других рабочих режущих кромок был достигнут ряд неожиданных преимуществ, что лучше всего видно на фиг. 4. При таком функциональном расположении фрезерной режущей пластины в корпусе фрезы, при котором пластина имеет положительный осевой наклон, нижняя, образующая поверхность (обрабатываемой детали) режущая кромка 16А параллельного скошенного участка наклонена (свешивается) вперед. Например, если существует разность уровней около 0,2 мм между основной режущей кромкой и приглаживающей кромкой, то наклон в сторону приглаживающей кромки 16А может быть осуществлен при помощи положительного осевого наклона, так что кромка 16А дополнительно выступает на 0,07 мм по сравнению с режущей пластиной, раскрытой в патенте США US-A-5,199,827. Это способствует получению дополнительного зазора между образованной (на обрабатываемой детали) поверхностью и главной режущей кромкой 5А, что можно видеть на фиг. 4 в зазоре, имеющем форму клина (между указанной режущей кромкой 5А и обрабатываемой деталью 25).

Соответственно режущая кромка 16В параллельного скошенного участка может быть наклонена внутрь при помощи отрицательного радиального наклона режущей пластины таким образом, что эта режущая кромка параллельного скошенного участка не входит в контакт с вертикальной поверхностью обрабатываемой детали, в результате чего она не создает никаких канавок (ухудшающих чистоту поверхности) на ней. В отличие от этого главная режущая кромка находится в контакте по всей ее длине, что и требуется в данном случае.

В рамках настоящего изобретения режущая кромка 16 параллельного скошенного участка может иметь множество вариантов выполнения. Так, например, она может быть главным образом прямой и иметь продолжение 23 по радиусу до угловой режущей кромки 6, что можно видеть на фиг. 6 и 8, причем это продолжение 23 по радиусу образовано как заглубленная кривая. Кроме того, режущая кромка параллельного скощенного участка может быть прямой и иметь главным образом прямое продолжение 24 в виде фаски до углового радиуса в соответствии с фиг. 7. Более того, режущая кромка параллельного скошенного участка может быть слегка искривленной или закругленной, как это показано при помощи режущей кромки 16' на фиг. 9.

Более того, режущая кромка параллельного скошенного участка может иметь форму в соответствии с фиг. 10 и 11. Аналогично вариантам в соответствии с фиг. 1 - 8 здесь имеется прежде всего относительно острый переход 26 между основной режущей кромкой 5 и параллельным скошенным участком 16''. Однако, в отличие от ранее рассмотренных вариантов, в данном случае имеет место бесступенчатый и непрерывный переход к угловой режущей кромке 6'', который также заглублен относительно главной режущей кромки 5. От самой нижней точки, смежной с режущей кромкой 16'' параллельного скошенного участка, угловая режущая кромка 6'' поднимается в направлении к следующей главной режущей кромке. Кроме того, один из участков этой главной режущей кромки 5 в некоторой степени наклонен, а именно участок 5''. В результате наклон вверх начинается вертикально у режущей кромки 16'' параллельного скошенного участка, затем он идет непрерывно и главным образом однородно вдоль угловой режущей кромки 6'' и не заканчивается ранее перехода между режущими кромками 5'' и 5. Желательно, чтобы участок режущей кромки 5'' был ≤ 3 мм. Желательно, чтобы режущая кромка параллельного скошенного участка была ≤ 2 мм.

За счет описанной конструкции с заглубленной угловой режущей кромкой получают режущую пластину с меньшими силами резания, которая позволяет легче производить резание, которая позволяет получать гладкие поверхности на обрабатываемой детали и не приводит к образованию никакой зернистости. Кроме того, при этом получают угловую режущую кромку с большим на 1-2^o зазором по сравнению с вариантами, показанными на фиг. 1 - 9.

Изобретение относится к машиностроению. Фрезерная режущая пластина имеет верхнюю сторону, сторону основания и боковые поверхности, соединяющие эти две стороны. У каждого рабочего режущего угла имеется выступ, который заглублен относительно смежной главной режущей кромки и относительно угловой режущей кромки. На фронтальной верхней кромке выступа имеется зачищающая кромка, которая образует поверхность обрабатываемой детали. За счет наклона режущей пластины по оси положительно и по радиусу отрицательно расположенная горизонтально зачищающая кромка может быть наклонена вперед для образования контакта с обрабатываемой деталью, в то время как вертикально расположенная зачищающая кромка наклонена назад, так что она не доходит до обрабатываемой детали. Технический результат: указанным образом возможно получить улучшенный осевой зазор и избежать образования нежелательных канавок на поверхности обрабатываемой детали, которые в противном случае создавались бы вертикально расположенной зачищающей кромкой. 2 с. и 8 з.п.ф-лы, 13 ил.

1. Фрезерная режущая пластина для механической обработки с образованием стружки внутренних углов 90^o в обрабатываемой детали, имеющая верхнюю сторону, сторону основания и боковые поверхности, соединяющие указанные две стороны, преимущественно закругленные угловые участки, расположенные между указанными боковыми поверхностями, при этом верхняя сторона соединена с боковыми поверхностями вдоль главных режущих кромок и с угловыми участками вдоль угловых режущих кромок, отличающаяся тем, что смежно с каждым рабочим угловым участком выполнен выступающий участок, верхняя сторона которого заглублена относительно смежной главной режущей кромки, а фронтальная верхняя кромка по меньшей мере частично образует зачищающую кромку для образования поверхности на обрабатываемой детали, при этом указанная зачищающая кромка расположена снаружи по отношению к смежной главной режущей кромке, на виде сверху на режущую пластину. 2. Пластина по п.1. отличающаяся тем, что верхняя сторона выступающего участка заглублена посредством выемки, выполненной в верхней стороне пластины. 3. Пластина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что верхняя сторона выступающего участка заглублена относительно смежной угловой режущей кромки. 4. Пластина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что угловая режущая кромка заглублена относительно главных режущих кромок, при этом самая нижняя точка угловой режущей кромки соединена с зачищающей кромкой, а затем расположена наклонно с подъемом в направлении следующей главной режущей кромки. 5. Пластина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она выполнена позитивной, при этом указанные боковые поверхности образуют острый угол с верхней стороной и тупой угол со стороной основания. 6. Пластина по п.5, отличающаяся тем, что ниже выступающего участка выполнена вспомогательная задняя поверхность, образующая острый угол (α) с плоскостью стороны основания. 7. Пластина по любому из пп.1 - 6, отличающаяся тем, что задняя поверхность выступающего участка расположена под острым углом (β) к плоскости стороны основания, причем этот угол меньше или равен соответствующему углу (α), образованному указанной вспомогательной задней поверхностью. 8. Пластина по любому из пп.1 - 7, отличающаяся тем, что она имеет основную форму в виде квадрата и четыре зачищающие кромки, каждая из которых расположена на соответствующем выступающем участке. 9. Пластина по любому из пп.1 - 8, отличающаяся тем, что зачищающая кромка выполнена изогнутой или в основном прямой. 10. Фрезерный режущий инструмент для механической обработки с образованием стружки внутренних углов 90^o в обрабатываемой детали, имеющий возможность вращения вокруг центральной оси и содержащий фрезерные режущие пластины, установленные с возможностью съема в посадочных гнездах, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере одну фрезерную режущую пластину по любому из пп.1 - 9.