РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ С ФИКСИРУЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ПЛАСТИНЫ Российский патент 1999 года по МПК B23B27/04 

Изобретение в целом относится к режущему инструменту, имеющему фиксирующее устройство для упругого удерживания сменной режущей пластины, и конкретно - к такому инструменту, способному выполнять операции резания, нарезания канавок, прорезания пазов и профилирования, в котором режущая пластина и фиксирующее устройство имеют сопрягаемые опорную часть и карман для усиления устойчивости фиксации.

Режущие инструменты, содержащие режущую пластину, которая крепится к резцедержателю с возможностью отсоединения, известны по предшествующему уровню техники. Такие инструменты могут использоваться в операциях механической обработки, где заготовка вращается относительно режущей пластины для прорезания канавок, пазов, профилей и даже отрезания заготовки путем сильного прижимания режущей кромки пластины к вращающейся заготовке. Для поддержания высокого уровня точности таких операций механической обработки необходимо надежно расположить пластину на ее месте в резцедержателе при сборке и прочно удерживать пластину на месте при механической обработке. Для этой цели иногда используется крепежный винт, который проходит сквозь отверстие в пластине. В альтернативном варианте может использоваться управляемое винтом фиксирующее устройство, которое закрепляет пластину при помощи конструкции типа тисков.

Хотя такие винты и фиксирующие устройства несомненно способны адекватно закреплять пластину в таком резцедержателе, они могут служить помехой осуществлению некоторых операций резания, таких как нарезание глубоких канавок, где необходимо, чтобы корпус пластины проходил внутрь выреза, производимого в заготовке. При такой операции, когда крепежный винт или фиксирующее устройство выступает за ширину режущей кромки, возникнут механические помехи, поскольку винт или фиксирующее устройство не может вставляться в вырез, производимый в заготовке. Кроме того, использование таких крепежных винтов и фиксирующих устройств затрудняет быструю замену одной режущей пластины другой в резцедержателе. Это является серьезным недостатком, поскольку пластина должна заменяться периодически вследствие износа.

Из-за этих недостатков были разработаны узлы резцедержателей с использованием фиксирующих устройств. Такие узлы резцедержателей, как правило, содержат пластинообразный резцедержатель, имеющий ширину, которая меньше ширины режущей кромки пластины для того, чтобы пластина могла проникать глубоко во вращающуюся заготовку без помех. Пара сформированных как единое целое зажимных губок упруго удерживает верхнюю и нижнюю кромки пластины без необходимости в использовании винтов. В таких устройствах режущая пластина может быстро устанавливаться в фиксирующее устройство или извлекаться из него путем вставления пластины между губками устройства или извлечения вручную. В ходе операции механической обработки удерживающая сила между пластиной и губками увеличивается давлением, прилагаемым к пластине заготовкой, которое стремится толкать пластину внутрь губок фиксирующего устройства.

Хотя такие фиксирующие устройства доказали свою пригодность для увеличения глубины резания и значительного ускорения процесса замены режущих пластин в резцедержателе, было обнаружено, по меньшей мере, два недостатка таких устройств предшествующего уровня техники, которые не позволяют им реализовать свой полный потенциал.

Во-первых, хотя такие устройства должны иметь определенное приспособление для надежного предотвращения какого-либо скольжения пластины внутри зажимных губок после того, как она прошла со скольжением между губками необходимое расстояние, изобретатели обнаружили, что относительный размер стопорных поверхностей между пластиной и губками, предназначенных для этой цели, часто мал относительно общей поверхности раздела между пластиной и губками. Применение таких малых стопорных поверхностей может в свою очередь подвергать риску способность фиксирующего устройства захватывать пластину в нужной точке вдоль пути ее вставления, что в свою очередь может понижать качество и точность получаемых вырезов в заготовке.

Во-вторых, фиксирующие устройства предшествующего уровня техники иногда не обеспечивают адекватного крепления пластины между зажимными губками, когда к пластине прилагаются большие боковые силы, что может вызвать инцидент при операции профилирования.

В некоторых конструкциях предшествующего уровня техники предпринимались попытки достижения необходимой устойчивости путем взаимной посадки V-образных пазов и направляющих между зажимными губками и поверхностями пластины, обращенными к карману. Однако общая длина подогнанных друг к другу V- образных направляющих и пазов просто неадекватна для поддержания боковой устойчивости, когда осуществляются некоторые операции резания.

В других конструкциях предшествующего уровня техники предпринимались попытки увеличить боковую устойчивость (или "устойчивость к боковой нагрузке", как известно по предшествующему уровню техники) путем применения взаимной посадки V-образных пазов и направляющих между задним торцом пластины и задним торцом губок. Хотя такая конструкция действительно увеличивает устойчивость к боковой нагрузке пластины в фиксирующем устройстве, поскольку задний торец может теперь входить в контакт с задним торцом пластины, "C"-образный вырез, который обычно присутствует на основании губок, ликвидирован, и упругость верхней и нижней губок уменьшена. Эта уменьшенная упругость затрудняет ручную установку пластины между губками или ее извлечение и дополнительно увеличивает время, необходимое для замены пластины. Хуже того, напряжения, образуемые в фиксирующем устройстве при операциях замены пластины, могут привести к появлению трещин и к повреждению металла, скрепляющего верхнюю и нижнюю губки между собой.

Ближайшим аналогом предложенного изобретения является известный узел режущего инструмента для выполнения операций обработки резанием, содержащий режущую пластину, имеющую фронтальную и верхнюю поверхности, пересечение которых образует режущую кромку, задний торец и ближнюю и дальнюю нижние поверхности, смежные с указанными фронтальной поверхностью и задним торцом соответственно, и фиксирующее устройство, включающее верхнюю и нижнюю зажимные губки для приема и упругого закрепления указанной пластины, при этом нижняя зажимная губка имеет ближнюю и дальнюю поверхности кармана, образующие угловую выемку для приема ближней и дальней нижних поверхностей, ограничивающих угловую нижнюю поверхность пластины, причем дальняя поверхность кармана предназначена для выполнения функции стопора, ограничивающего вход пластины между указанными зажимными губками (см. пат. Австрии 381263, В 23 В 27/04, 1986).

Из вышеуказанного источника известно также фиксирующее устройство для закрепления режущей пластины.

Однако известный зажим режущего инструмента не обеспечивает получение жесткой стопорной поверхности между пластиной и зажимными губками для предотвращения риска утраты точности выполнения получаемых вырезов.

Задачей изобретения является создание режущего инструмента, обеспечивающего достаточную устойчивость к боковым нагрузкам на пластину между зажимными губками такую, чтобы пластина не перемещалась относительно зажимных губок даже при выполнении операций профилирования, когда пластина подвергается воздействию необычно больших боковых сил, без уменьшения упругости между верхней и нижней губками фиксирующего устройства, при этом пластина должна вручную устанавливаться или извлекаться без создания напряжений, которые потенциально могут разрушать фиксирующее устройство.

Поставленная задача решается тем, что в узле режущего инструмента для выполнения операции обработки резанием, содержащем режущую пластину, имеющую фронтальную и верхнюю поверхности, пересечение которых образует режущую кромку, задний торец и ближнюю и дальнюю нижние поверхности, смежные с указанными фронтальной поверхностью и задним торцом соответственно, и фиксирующее устройство, включающее верхнюю и нижнюю зажимные губки для приема и упругого закрепления указанной пластины, при этом нижняя зажимная губка имеет ближнюю и дальнюю поверхности кармана, образующие угловую выемку для приема ближней и дальней нижних поверхностей, ограничивающих угловую нижнюю поверхность пластины, причем дальняя поверхность кармана предназначена для выполнения функции стопора, ограничивающего вход пластины между указанными зажимными губками, согласно изобретению, длина дальней нижней поверхности пластины составляет от 50 до 100% длины ближней нижней поверхности. Верхняя зажимная губка имеет верхнюю поверхность кармана для приема верхней поверхности пластины и одна или обе поверхности указанного кармана или верхняя и нижняя поверхности пластины имеют, по меньшей мере, одну канавку, и одна или обе поверхности кармана, или верхняя и нижняя поверхности пластины имеют, по меньшей мере, одну направляющую для придания боковой устойчивости пластине в фиксирующем устройстве. При этом, по меньшей мере, одна канавка и, по меньшей мере, одна направляющая имеют V-образную конфигурацию в поперечном сечении. Верхняя зажимная губка имеет поверхность кармана, отклоненную приблизительно на угол от 2^o до 10^o относительно ближней поверхности кармана нижней зажимной губки для удерживания с заклиниванием пластины между ними, дальняя поверхность кармана отклонена относительно ближней поверхности кармана для перенаправления компонента силы для удерживания с заклиниванием верхней поверхности пластины относительно поверхности кармана в верхней зажимной губке.

Часть губки с угловой выемкой фиксирующего устройства совпадает по конфигурации с угловой нижней опорной частью пластины, а нижняя зажимная губка имеет закругленный вырез между ближней и дальней поверхностями кармана.

Фиксирующее устройство также имеет часть с вырезом между дальней поверхностью кармана нижней зажимной губки и верхней поверхностью кармана верхней зажимной губки для обеспечения увеличенной упругости между указанными губками.

Верхняя зажимная губка имеет заостренный ближний конец для облегчения удаления стружки и доступа охлаждающей жидкости при операции резания, и нижняя зажимная губка включает фронтальную поверхность, ориентированную вертикально при операции резания при этом, ближняя поверхность кармана расположена смежно с указанной фронтальной поверхностью и ориентирована приблизительно под углом от 75^o до 85^o к ней.

Поставленная задача решается также и тем, что в узле режущего инструмента для выполнения операций обработки резанием, содержащем многоугольную режущую пластину, имеющую фронтальную и верхнюю поверхности, пересечение которых образует, режущую кромку, задний торец и примыкающие ближнюю и дальнюю нижние поверхности, смежные с фронтальной поверхностью и задним торцом соответственно, определяющие угловую нижнюю опорную часть, и фиксирующее устройство для упругого удерживания пластины, включающее соединенные как единое целое верхнюю и нижнюю зажимные губки, причем верхняя зажимная губка имеет поверхность кармана для приема верхней поверхности пластины, а нижняя зажимная губка имеет ближнюю и дальнюю поверхности кармана для приема ближней и дальней поверхностей пластины, соответственно, при этом ближняя и дальняя поверхности кармана нижней зажимной губки фиксирующего устройства совпадают по конфигурации с выступающей угловой нижней опорной частью пластины, при этом дальняя поверхность кармана ориентирована под углом к ближней поверхности кармана для выполнения функции стопора, который ограничивает вход пластины в зажимные губки, и для перенаправления компонента силы для удерживания с заклиниванием верхней поверхности пластины поверхностью кармана верхней зажимной губки, согласно изобретению, длина дальней нижней поверхности пластины составляет приблизительно от 60% до 80% длины ближней нижней поверхности. Узел может дополнительно содержать средства для обеспечения устойчивости в боковом направлении пластины внутри губок фиксирующего устройства, включающее канавку на одной или другой из дальней нижней поверхности пластины и дальней поверхности кармана нижней губки, и имеющую направляющую соответствующей конфигурации на одной или другой из дальней нижней поверхности пластин и дальней поверхности кармана нижней губки. Кроме того, он может дополнительно содержать средства для обеспечения устойчивости в боковом направлении пластины внутри губок, фиксирующего устройства, включающие канавку на одной или другой из поверхностей кармана или верхней и нижней поверхностях, пластины, и направляющую для установки в канавку на одной или другой из поверхностей кармана или верхней и нижней поверхностях пластины для стабилизации последней в боковом направлении. По меньшей мере, одна канавка и, по меньшей мере, одна направляющая имеют V-образную конфигурацию в поперечном сечении. Дальняя поверхность кармана отклонена относительно ближней поверхности кармана приблизительно на угол от 100^o до 160^o. Поверхность кармана верхней зажимной губки отклонена приблизительно на угол от 2^o до 10^o относительно ближней поверхности кармана нижней зажимной губки для удерживания с заклиниванием пластины между ними. Нижняя зажимная губка имеет вырез между ближней и дальней поверхностями кармана для приема выступающей угловой опорной части пластины, а фиксирующее устройство дополнительно включает часть с вырезом между дальними частями верхней и нижней зажимных губок для повышения их упругости.

Верхняя зажимная губка имеет заостренный ближний конец для облегчения удаления стружки и доступа охлаждающей жидкости при операции резания, и нижняя зажимная губка имеет фронтальную поверхность, ориентированную вертикально при выполнении операции резания, причем ближняя поверхность кармана прилегает к фронтальной поверхности и ориентирована приблизительно под углом от 75^o до 85^o к ней.

В фиксирующем устройстве для закрепления режущей пластины, имеющей фронтальную и верхнюю поверхности, пересечение которых образует режущую кромку, задний торец и примыкающие ближнюю и дальнюю нижние поверхности, смежные с фронтальной поверхностью и задним торцом соответственно, которые ограничивают угловую нижнюю опорную часть, содержащем верхнюю и нижнюю зажимные губки для приема и упругого удерживания пластины, при этом нижняя зажимная губка имеет ближнюю и дальнюю поверхности кармана, формирующие часть губки с угловым вырезом для приема ближней и дальней нижних поверхностей, ограничивающих угловую нижнюю опорную часть пластины, при этом дальняя поверхность кармана предназначена для выполнения функции стопора для ограничения входа пластины в зажимные губки, согласно изобретению, длина дальней нижней поверхности пластины составляет приблизительно от 60% до 80% длины ближней нижней поверхности, при этом дальняя и ближняя нижние поверхности ориентированы приблизительно под углом от 100^o до 160^o друг к другу.

Полученная устойчивость пластины к боковым нагрузкам делает узел инструмента, соответствующего изобретению, особенно хорошо приспособленным для выполнения операций профилирования, при которых между пластиной и окружающим ее фиксирующим устройством возникают относительно большие боковые силы, и обеспечивается достижение несомненного фиксирующего действия между компонентами узла инструмента с приложением к пластине минимального ручного усилия.

Изобретение поясняется чертежами, где:
фиг. 1 изображает вид в перспективе разобранного узла режущего инструмента, соответствующего изобретению, иллюстрирующий способ помещения режущей пластины между верхней и нижней губками фиксирующего устройства;
фиг. 2 изображает вид сбоку режущей пластины, используемой в узле режущего инструмента согласно изобретению;
фиг. 3 изображает вид сверху в плане пластины, показанной на фиг. 2, по линии 3-3;
фиг. 4 изображает вид снизу в плане пластины, показанной на фиг. 2, по линии 4-4;
фиг. 5 изображает вид спереди пластины, показанной на фиг. 2, по линии 5-5;
фиг. 6 изображает вид сзади пластины, показанной на фиг. 2, по линии 6-6;
фиг. 7A изображает вид сверху в плане первого варианта выполнения фиксирующего устройства узла режущего инструмента;
фиг. 7В изображает вид сбоку фиксирующего устройства, показанного на фиг. 7A;
фиг. 8A изображает вид сверху в плане второго варианта выполнения фиксирующего устройства, используемого в узле режущего инструмента согласно изобретению;
фиг. 8В изображает вид сбоку фиксирующего устройства, показанного на фиг. 8A;
фиг. 9 изображает увеличенный вид сбоку сечения ближней части верхней поверхности режущей пластины, иллюстрирующий профиль канавки для разрушения стружки за режущей кромкой пластины, и
фиг. 10 изображает вид сбоку узла режущего инструмента, соответствующего изобретению, иллюстрирующий, как режущая пластина устанавливается между верхней и нижней губками фиксирующего устройства, а также иллюстрирующий диапазон углов режущей силы, прилагаемой к пластине при операции резания, относительно дальней поверхности кармана, расположенной на нижней губке фиксирующего устройства.

Как показано на фиг. 1, где аналогичные компоненты обозначены такими же цифрами, как и на всех других чертежах, узел 1 режущего инструмента, согласно изобретению, содержит многоугольную режущую пластину 3, которая может вставляться в фиксирующее устройство 5 и извлекаться из него. Как будет описано ниже более подробно, пластина надежно и упруго удерживается между верхней губкой 7 и нижней губкой 9 фиксирующего устройства 5 без необходимости в использовании крепежных винтов или управляемых винтами зажимов пластины.

Как показано на фиг. 2-6, режущая пластина 3, соответствующая изобретению, включает фронтальную поверхность 13 и верхнюю поверхность 15, имеющую ближнюю часть 17, которая наклонена вперед, как показано, а также дальнюю часть 19, наклоненную назад. Режущая кромка 21 ограничена между ближней частью 17 верхней поверхности 15 и фронтальной поверхностью 13. Дальняя часть 19 верхней поверхности 15 включает неглубокую V-образную канавку 23, профиль которой лучше виден на фиг. 6. V-образная канавка 23 простирается между ближней частью 17 верхней поверхности 15 и задним торцом 25 пластины 3.

Пластина 3 также включает ближнюю нижнюю поверхность 27, соединяющуюся с дальней нижней поверхностью 29, образуя угловую опорную часть 30. Противоположные концы ближней и дальней нижних поверхностей 27 и 29 являются смежными с фронтальной поверхностью 13 и задним торцом 25 соответственно. Как и описанная ранее дальняя часть верхней поверхности 15, каждая ближняя и дальняя нижние поверхности 27 и 29 включают неглубокие V-образные канавки 31, 33 соответственно. Профили этих канавок 31, 33 лучше видны на фиг. 5 и 6 соответственно.

В предпочтительном варианте воплощения изобретения угол А между ближней и дальней нижними поверхностями 27 и 29 составляет приблизительно от 100^o до 160^o, и наиболее предпочтительно - приблизительно от 125^o до 135^o. Кроме того, для обеспечения того, чтобы необходимая часть суммарной нижней поверхности предназначалась для выполнения роли стопорной поверхности, длина дальней нижней поверхности 29 составляет приблизительно от 50% до 100% длины ближней нижней поверхности 27, и более предпочтительно - приблизительно от 60% до 80% этой длины. В этом конкретном предпочтительном варианте воплощения изобретения, длина дальней нижней поверхности 29 составляет приблизительно 70% длины ближней нижней поверхности 27. Фронтальная поверхность 13, верхняя поверхность 15, задний торец 25 и нижние поверхности 27, 29 соединены между собой, по существу, плоскими боковыми поверхностями 35а, b, как показано. Хотя дальняя часть 19 верхней поверхности 15 и ближняя нижняя поверхность 27 пластины могут показаться параллельными, на самом деле, они наклонены на 5^o относительно друг друга для более плотной посадки в фиксирующее устройство 5.

Как показано на фиг. 7A и 7В, первый вариант выполнения фиксирующего устройства 5, согласно изобретению, включает пластинообразную часть 40 для удерживания пластины на одном конце и соединительный блок 42 на другом его конце. Соединительный блок 42 крепит узел режущего инструмента к другому инструменту (не показан), который выдвигает пластину 3 к вращающейся заготовке (также не показана) и убирает обратно от нее.

Верхняя зажимная губка 7 включает верхнюю поверхность 45 кармана, имеющую V-образную направляющую 46, стороны которой сопрягаются по конфигурации с V-образной канавкой 23, включенной в верхнюю поверхность 15 пластины 3. V-образная направляющая 46 может иметь расположенную в центре плоскую секцию 48 для предотвращения возникновения контакта типа опорной призмы между центром направляющей 46 и вершиной соответствующей V-образной канавки 23. Говоря более определенно, наличие плоской секции 48 обеспечивает наличие контакта поверхность-поверхность между сторонами V-образной направляющей 46 и сторонами V-образной канавки 23, когда пластина помещается внутрь удерживающей части 40 фиксирующего устройства 5. Внутренняя кромка верхней поверхности 45 кармана прерывается в C-образной части 50 с вырезом, наличие которой увеличивает упругость между соединенных как единое целое верхней и нижней губками 7 и 9. Наружная кромка верхней поверхности 45 кармана прерывается в наружной части 54 верхней губки 7. Наружная часть 54 губки суживается, как показано на фиг. 7В, для устранения помех при формировании и разрушении стружки при механической обработке или применении струи охлаждающей жидкости (не показана) на поверхность раздела между режущей кромкой 21 пластины 3 и вращающейся заготовкой.

Нижняя зажимная губка 9 фиксирующего устройства 5 включает ближнюю поверхность 59 кармана, включающую V- образную направляющую 61, имеющую продольно ориентированную плоскую часть 63, предназначенную для такой же цели, как и было описано относительно направляющей 46 верхней поверхности 45 кармана. Ближняя поверхность 59 кармана расположена под углом "C" относительно фронтальной поверхности 66, который предпочтительно составляет менее 90^o. Внутренний конец ближней поверхности 59 кармана прерывается суживающимся вводом 65 (лучше видном на фиг. 1), тогда как наружный конец поверхности прерывается фронтальной поверхностью 66 удерживающей части 40 пластины фиксирующего устройства 5.

Нижняя зажимная губка 9 также включает дальнюю поверхность 67 кармана, также включающую V-образную направляющую 69, имеющую простирающуюся в продольном направлении плоскую часть 71, предназначенную для тех же целей, которые указаны относительно V-образной направляющей 46. Стороны V-образной направляющей 69, конечно, сопрягаются с V-образной канавкой 33 дальней нижней поверхности 29 пластины 3. Наружный конец V-образной направляющей 69 прерывается в суженном вводе 73 (лучше видном на фиг. 1), тогда как наружный конец этой направляющей 69 прерывается на дне части 50 с C- образным вырезом. Как ясно видно на фиг. 1 и 7В, дугообразный вырез 75 расположен между ближней и дальней поверхностями 59 и 67 кармана для облегчения изготовления нижней губки 9 и для обеспечения инструментального зазора. Совместно ближняя и дальняя поверхности 59 и 67 кармана формируют выемку в нижней губке 9, которая соответствует по конфигурации угловой выступающей части 30 пластины 3. Хотя канавки и направляющие в этом предпочтительном варианте воплощения изобретения были описаны как V-образные, любые из различных конфигураций направляющих и канавок, такие как сопрягаемые выпуклые и вогнутые конфигурации, могут использоваться для получения одинакового преимущества.

Вариант выполнения фиксирующего устройства 5, показанный на фиг. 8А и 8В, аналогичен фиксирующему устройству 5, описанному со ссылками на фиг. 1, 7A и 7В с двумя исключениями. Во-первых, вместо ранее описанной части 50 с C-образным вырезом между верхней и нижней губками 7 и 9, вариант, показанный на фиг. 8A и 8В, включает удлиненную прорезь 52, которая проходит в соединительный блок 43. Во-вторых, в соединительном блоке 43 применен затяжной болт 76, установленный поперек удлиненной прорези 52 для регулирования зажимающей силы, которую губки 7, 9 прилагают к пластине 3. Вариант выполнения фиксирующего устройства 5, показанный на фиг. 8A и 8В, приспособлен для выполнения относительно неглубоких канавок или вырезов в заготовке. Хотя применение затяжного болта 76 позволяет удерживать пластину 3 губками 7, 9 более крепко, чем губками 7, 9 фиксирующего устройства 5, показанного на фиг. 7A и 7В, это также ограничивает расстояние, на которое пластина 3 может проникать в вырез в заготовке.

Касательно обоих вариантов выполнения фиксирующего устройства 5, показанных на фиг. 7A, 7В, 8A и 8В, следует отметить, что верхняя поверхность 45 кармана непараллельна ближней поверхности 59 кармана, а вместо этого поднимается под небольшим углом В к этой поверхности. В предпочтительном варианте воплощения изобретения, угол В составляет от 2^o до 10^o и более предпочтительно около 4^o. Наличие небольшого угла между верхней поверхностью 59 кармана на нижней зажимной губке 9 позволяет упругим губкам 7 и 9 захватывать за счет заклинивания и трения дальнюю часть 19 верхней поверхности 15 и ближнюю нижнюю поверхность 27 пластины 3, когда она вручную вставляется в удерживающую губку часть 40 устройства 5. Для получения полной выгоды от такого захвата за счет заклинивания и трения дальняя часть 19 верхней поверхности 15 пластины и ближняя нижняя поверхность 27 пластины 3 также наклонены на угол, который предпочтительно составляет приблизительно от 2^o до 10^o от параллельного положения и наиболее предпочтительно около 5^o (или на 1^o больше, чем угол В между поверхностями кармана, расположенными на губках 7 и 9). Такое отклонение приводит к надежному контакту между верхней и нижней губками 7, 9 и режущей пластиной 3, когда губки упруго раздвигаются друг от друга в положение, характерное для приема пластины 3.

Как показано на фиг. 9, пластина 3 предпочтительно включает фаску 79 сразу за режущей кромкой 21, ограничивающую скошенную поверхность, и канавку 81 для разрушения стружки сразу за фаской 79. Задняя кромка канавки 81 для стружки прерывается стенкой 83 для разрушения стружки, которая поднимается выше режущей кромки 21. При выполнении операции резания скошенная поверхность, ограниченная режущей кромкой 21 и фаской 79, направляет металлическую стружку в канавку 81 для стружки, которая в свою очередь завивает ее вверх на стенку 83 для разрушения стружки. В результате завивания и механического упрочнения металла, образующего стружку, стружка разламывается на маленькие сегменты, которые не будут создавать помех при операции резания пластиной 3. Однако фиксирующее устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, будет одинаково эффективно для многих конфигураций режущих кромок и средств регулирования стружки, и эта конфигурация представлена лишь в качестве одного примера из многих возможных конфигураций.

Работа узла 1 режущего инструмента, согласно изобретению, может быть понятнее в связи с фиг. 10. Перед началом работы пластинa 3 вручную вставляется между верхней и нижней губками 7 и 9 фиксирующего устройства 5. Для этой цели может применяться инструмент, подобный рычагу (не показан), который может вставляться с возможностью поворота одним концом в отверстие 78, в варианте выполнения фиксирующего устройства 5, показанном на фиг. 7A и 7В. Зажимной винт 76 в варианте выполнения фиксирующего устройства 5, показанном на фиг. 8A-8В, может быть ослаблен для облегчения такой ручной установки. Упругость соединенных как единое целое верхней и нижней губок 7, 9 в сочетании с заклинивающим эффектом благодаря описанному выше углу В между верхней поверхностью 45 кармана и ближней поверхностью 59 кармана обеспечивает надежный зажим пластины в губках 7, 9. Эта зажимающая сила будет дополнительно увеличена в варианте выполнения фиксирующего устройства 5, показанном на фиг. 8A-8В, затягиванием зажимного винта 76. Кроме того, взаимодействие между имеющими по существу совпадающую конфигурацию верхней и ближней V-образными канавками и направляющими, находящимися на верхней и ближней нижней поверхностях 45 и 59 кармана, помогает закреплять пластину 3 от воздействия боковых сил, возникающих между пластиной 3 и фиксирующим устройством 5, которые характерны для операции резания.

Пластина 3 может извлекаться из фиксирующего устройства 5 с использованием того же инструмента типа рычага. В варианте воплощения изобретения, показанном на фиг. 8А-8В, пластина 3 может извлекаться из фиксирующего устройства 5 путем ослабления зажимного винта 76.

Когда пластина 3 задвигается на максимальное необходимое расстояние между верхней и нижней губками 7, 9, дальняя нижняя поверхность 29 в обоих вариантах воплощения изобретения входит в жесткое и точное зацепление с дальней поверхностью 67 кармана, расположенной на нижней губке, как показано на фиг. 10. Когда режущая пластина 21 входит в контакт с вращающейся заготовкой, создается сила, представленная вектором F. Эта сила прилагается к режущей кромке 21 в направлении приблизительно от 15^o до 45^o от фронтальной поверхности 66 фиксирующего устройства 5. Наиболее общими направлениями силы будут направления около 26^o от фронтальной поверхности 66. Угол между верхней поверхностью 45 кармана и дальней нижней поверхностью 29 может быть оптимизирован для получения абсолютного стопора, но одновременно он позволяет направлять компонент силы для эффективного введения пластины 3 в фиксирующее устройство 5. Этот угол D составляет от 22^o до 90^o и более предпочтительно приблизительно от 45^o до 65^o. В конкретном предпочтительном варианте воплощения изобретения угол составляет 55^o. Сила, создающаяся при операции резания, приводит, таким образом, к дополнительному закреплению пластины 3 в фиксирующем устройстве 5.

Ориентация ближней поверхности 59 кармана, находящейся на нижней губке 9, такова, что режущая сила, воздействующая на пластину, будет толкать пластину 3 назад в карман, к дальней поверхности 67 кармана. Угол E между ближней поверхностью 59 кармана и дальней поверхностью 67 кармана составляет от 100^o до 160^o. Предпочтительно, чтобы он составлял от 125^o до 135^o. Наиболее предпочтительный угол составляет 130^o.

Расположение поверхностей 27 и 29 под углом приводит к отклонению пластины 3 вверх, благодаря чему происходит более плотное зацепление дальней части 19 фронтальной поверхности 13 пластины с верхней поверхностью 45 кармана, расположенной на верхней губке 7. Таким образом, дальняя поверхность 67 кармана, расположенная на нижней губке 9, одновременно действует как абсолютная и широкая по размерам стопорная поверхность для пластины 3 и в то же время отклоняет компонент результирующей силы F в сторону более стягивающей и более выраженной зажимающей силы, действующей между верхней частью 19 пластины и верхней поверхностью 45 кармана.

Хотя различные изменения, модификации и дополнения к изобретению будут очевидны для специалистов в данной области техники, подразумевается, что все такие изменения, модификации и дополнения охватываются объемом изобретения патента, которые ограничиваются прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к режущему инструменту для нарезания канавок, прорезания пазов и профилирования. Режущий инструмент содержит фиксирующее устройство, в кармане которого между верхней и нижней зажимными губками закрепляется режущая пластина. Режущая пластина имеет ближнюю и дальнюю нижние поверхности для взаимодействия с соответствующими поверхностями кармана. Длина дальней нижней поверхности режущей пластины составляет 50-100% длины ее ближней нижней поверхности. Технический результат: достаточная устойчивость к боковым нагрузкам на пластину между зажимными губками при операции профилирования. Это достигается за счет перенаправления компонента режущей силы, воздействующей на пластину, в направлении ее верхней поверхности, усиливая таким образом зажимающую силу, которую губки прилагают к пластине. 3 с. и 18 з.п.ф-лы, 12 ил.

1. Узел режущего инструмента для выполнения операции обработки резанием, содержащий режущую пластину, имеющую фронтальную и верхнюю поверхности, пересечение которых образует режущую кромку, задний торец и ближнюю и дальнюю нижние поверхности, смежные с указанными фронтальной поверхностью и задним торцом соответственно, и фиксирующее устройство, включающее верхнюю и нижнюю зажимные губки для приема и упругого закрепления указанной пластины, при этом нижняя зажимная губка имеет ближнюю и дальнюю поверхности кармана, образующие угловую выемку для приема ближней и дальней нижних поверхностей, ограничивающих угловую нижнюю поверхность пластины, причем дальняя поверхность кармана предназначена для выполнения функции стопора, ограничивающего вход пластины между указанными зажимными губками, отличающийся тем, что длина дальней нижней поверхности пластины составляет 50 - 100% длины ближней нижней поверхности. 2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что верхняя зажимная губка имеет верхнюю поверхность кармана для приема верхней поверхности пластины и одна или обе поверхности указанного кармана или верхняя и нижняя поверхности пластины имеют по меньшей мере одну канавку, и одна или обе поверхности указанного кармана или верхняя и нижняя поверхности пластины имеют по меньшей мере одну направляющую для придания боковой устойчивости пластине в фиксирующем устройстве. 3. Узел по п.2, отличающийся тем, что по меньшей мере одна канавка и по меньшей мере одна направляющая имеют V-образную конфигурацию в поперечном сечении. 4. Узел по п.1, отличающийся тем, что верхняя зажимная губка имеет поверхность кармана, которая отклонена приблизительно на угол 2-10^o относительно ближней поверхности кармана нижней зажимной губки для удерживания с заклиниванием пластины между ними. 5. Узел по п.1, отличающийся тем, что дальняя поверхность кармана отклонена относительно ближней поверхности кармана для перенаправления компонента силы для удерживания с заклиниванием верхней поверхности пластины относительно поверхности кармана в верхней зажимной губке. 6. Узел по п.1, отличающийся тем, что часть губки с угловой выемкой фиксирующего устройства совпадает по конфигурации с угловой нижней опорной частью пластины. 7. Узел по п.1, отличающийся тем, что нижняя зажимная губка имеет закругленный вырез между ближней и дальней поверхностями кармана. 8. Узел по п.1, отличающийся тем, что фиксирующее устройство также имеет часть с вырезом между дальней поверхностью кармана нижней зажимной губки и верхней поверхностью кармана верней зажимной губки для обеспечения увеличенной упругости между указанными губками. 9. Узел по п.1, отличающийся тем, что верхняя зажимная губка имеет заостренный ближний конец для облегчения удаления стружки и доступа охлаждающей жидкости при операции резания. 10. Узел по п.1, отличающийся тем, что нижняя зажимная губка включает фронтальную поверхность, ориентированную вертикально при операции резания, при этом ближняя поверхность кармана расположена смежно с указанной фронтальной поверхностью и ориентирована приблизительно под углом 75-85^oC к ней. 11. Узел режущего инструмента для выполнения операций обработки резанием, содержащий многоугольную режущую пластину, имеющую фронтальную и верхнюю поверхности, пересечение которых образует режущую кромку, задний торец и примыкающие ближнюю и дальнюю нижние поверхности, смежные с фронтальной поверхностью и задним торцом соответственно, определяющие угловую нижнюю опорную часть, и фиксирующее устройство для упругого удерживания пластины, включающее соединенные как единое целое верхнюю и нижнюю зажимные губки, причем верхняя зажимная губка имеет поверхность кармана для приема верхней поверхности пластины, а нижняя зажимная губка имеет ближнюю и дальнюю поверхности кармана для приема ближней и дальней поверхностей пластины соответственно при этом ближняя и дальняя поверхности кармана нижней зажимной губки фиксирующего устройства совпадают по конфигурации с выступающей угловой нижней опорной частью пластины, при этом дальняя поверхность кармана ориентирована под углом к ближней поверхности кармана для выполнения функции стопора, который ограничивает вход пластины в зажимные губки, и для перенаправления компонента силы для удерживания с заклиниванием верхней поверхности пластины поверхностью кармана верхней зажимной губки, отличающийся тем, что длина дальней нижней поверхности пластины составляет приблизительного 60-80% длины ближней нижней поверхности. 12. Узел по п.11, отличающийся тем, что дополнительно содержит средства для обеспечения устойчивости в боковом направлении пластины внутри губок фиксирующего устройства, включающие канавку на одной или другой из дальней нижней поверхности пластины и дальней поверхности кармана нижней губки, и имеющие направляющую соответствующей конфигурации на одной или другой из дальней нижней поверхности пластин и дальней поверхности кармана нижней губки. 13. Узел по п.12, отличающийся тем, что он дополнительно содержит средства для обеспечения устойчивости в боковом направлении пластины внутри губок фиксирующего устройства, включающие канавку на одной или другой из поверхностей кармана или верхней и нижней поверхностях пластины и направляющую для установки в канавку на одной или другой из поверхностей кармана или верхней и нижней поверхностях пластины для стабилизации последней в боковом направлении. 14. Узел по п.13, отличающийся тем, что по меньшей мере, одна канавка и по меньшей мере одна направляющая имеют V-образную конфигурацию в поперечном сечении. 15. Узел по п.12, отличающийся тем, что дальняя поверхность кармана отклонена относительно ближней поверхности кармана приблизительно на угол 100-160^o. 16. Узел по п. 12, отличающийся тем, что поверхность кармана верхней зажимной губки отклонена приблизительно на угол 2-10^o относительно ближней поверхности кармана нижней зажимной губки для удерживания с заклиниванием пластины между ними. 17. Узел по п. 12, отличающийся тем, что нижняя зажимная губка имеет вырез между ближней и дальней поверхностями кармана для приема выступающей угловой опорной части пластины. 18. Узел по п.12, отличающийся тем, что фиксирующее устройство дополнительно включает часть с вырезом между дальними частями верхней и нижней зажимных губок для повышения их упругости. 19. Узел по п.12, отличающийся тем, что верхняя зажимная губка имеет заостренный ближний конец для облегчения удаления стружки и доступа охлаждающей жидкости при операции резания. 20. Узел по п.12, отличающийся тем, что нижняя зажимная губка имеет фронтальную поверхность, ориентированную вертикально при выполнении операции резания, причем ближняя поверхность кармана прилегает к фронтальной поверхности и ориентирована приблизительно под углом 75-85^o к ней. 21. Фиксирующее устройство для закрепления режущей пластины, имеющей фронтальную и верхнюю поверхности, пересечение которых образует режущую кромку, задний торец и примыкающие ближнюю и дальнюю нижние поверхности, смежные с фронтальной поверхностью и задним торцом соответственно, которые ограничивают угловую нижнюю опорную часть, содержащее верхнюю и нижнюю зажимные губки для приема и упругого удерживания пластины, при этом нижняя зажимная губка имеет ближнюю и дальнюю поверхности кармана, формирующие часть губки с угловым вырезом для приема ближней и дальней нижних поверхностей, ограничивающих угловую нижнюю опорную часть пластины, при этом дальняя поверхность кармана предназначена для выполнения функции стопора для ограничения входа пластины в зажимные губки, отличающееся тем, что длина дальней нижней поверхности пластины составляет приблизительно 60-80% длины ближней нижней поверхности, при этом дальняя и ближняя нижние поверхности ориентированы приблизительно под углом 100-160^o друг к другу.