РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА Российский патент 1999 года по МПК B23B27/16 

Настоящее изобретение относится к созданию металлорежущей пластины, которая представляет собой многогранную режущую пластину и предназначена прежде всего для проведения токарных работ (точения) и имеет микростружколом. Режущая пластина может быть односторонней или двухсторонней.

Известно снабжение режущих пластин для точения стружколомами, образованными на передней поверхности режущей пластины, когда стружколом простирается вдоль кромок режущей пластины, которые образуют режущие кромки. Эти стружколомы могут иметь одну или несколько ступеней.

Так, например, в SE-В-349759 (или в патенте-аналоге US-А-3792515) раскрыта режущая пластина для точения с двумя стружколомными ступенями, расположенными друг за другом, причем обе ступени главным образом параллельны режущей кромке. При меньшей толщине стружки она разламывается первой ступенью стружколома, расположенной рядом с режущей кромкой. При увеличенной толщине стружки она в значительной степени проходит над первой ступенью и идет в нижнем направлении к второй ступени стружколома. Для вязких материалов, когда получают малый начальный изгиб, стружка в некоторых случаях может идти в нижнем направлении по всему пути до основания второй ступени и разламываться при контакте с ней. Указанная конструкция с двумя стружколомными ступенями обеспечивает по сравнению с ранее известными решениями более гладкое отделение стружки при ее большей толщине. Однако при малых подачах нет удовлетворительного разлома стружки. Правило правой руки обычно говорит, что самая малая возможная подача в значительной степени соответствует ширине первичной поверхности фаски. Имеющиеся в продаже режущие пластины в соответствии с SE-В-349 759 имеют самую малую ширину первичной фаски около 0,3 мм. Поэтому при использовании подачи менее 0,3 мм при использовании таких режущих пластин не удается получить удовлетворительный разлом стружки.

В том случае, когда высоки требования к чистоте поверхности, применяют чистовое точение. Это вызывает необходимость снижения подачи до 0,1 мм, что неосуществимо в сочетании с хорошим разломом стружки при использовании указанных выше известных режущих пластин.

Дополнительный недостаток при использовании малых подач заключается в том, что износ по первичной фаске увеличивается в результате прямого упора стружки в эту поверхность. Кроме того, тенденция отслаивания поверхностного покрытия возрастает в случае использования режущих пластин с покрытием, что является наиболее частым случаем. Указанные покрытия обычно состоят из Al₂O₃, нитрида титана и/или карбида титана и наносятся при помощи известной сама по себе техники, такой как химическое или физическое осаждение из газовой фазы.

Известна режущая пластина из твердого материала, преимущественно из твердого сплава, с покрытием или без него, имеющая многогранную основную форму, верхнюю переднюю поверхность и, по меньшей мере, две боковые поверхности, которые соединены друг с другом в рабочем закругленном режущем угле, причем боковые поверхности и режущий угол соединены с передней поверхностью вдоль основных режущих кромок и угловой режущей кромки соответственно, вдоль которых на передней поверхности расположены удлиненные первичные фаски (см. DE-A1-3206027).

Первой задачей настоящего изобретения является создание режущей пластины, которая позволяет осуществлять чистовое точение с приемлемым разломом стружки. Второй задачей настоящего изобретения является увеличение износоотойкости лицевой стороны первичной фаски режущей пластины.

Еще одной задачей настоящего изобретения является улучшение стойкости к отслаиванию режущих пластин с поверхностным покрытием.

Дальнейшей задачей настоящего изобретения является снижение усилий резания.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание режущей пластины, которая позволяет осуществлять как нормальную, так и чистовую металлообработку.

Указанные ранее и другие задачи настоящего изобретения достигнуты при помощи режущей пластины с микростружколомом в соответствии с отличительной частью п. 1 формулы изобретения.

Характеристики изобретения будут более ясны из последующего подробного описания, не имеющего ограничительного характера и данного со ссылкой на сопроводительные чертежи.

На фиг. 1А приведен вид в перспективе наклонно сверху режущей пластины в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 1В показан с увеличением угловой участок режущей пластины, приведенной на фиг. 1А.

На фиг. 2 показано сечение по линии А - А фиг. 1В.

На фиг. 3 показано сечение по линии В - В фиг. 1В.

На фиг. 4А приведен вид в перспективе наклонно сверху другой режущей пластины в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 4В показан с увеличением угловой участок режущей пластины, приведенной на фиг. 4А.

Режущая пластина в соответствии с настоящим изобретением на чертежах обозначена позицией 1. Она включает в себя верхнюю переднюю поверхность 2 и, в том случае, если режущая пластина двухсторонняя, главным образом аналогичную нижнюю переднюю поверхность. Между этими основными поверхностями идут боковые поверхности 3. На фиг. 1А (а также на фиг. 4А) показана режущая пластина квадратной основной формы, однако, естественно, она может иметь другую многогранную форму, например, треугольную, прямоугольную, шестигранную, ромбическую и др. Основным признаком, общим для всех этих форм, является то, что по меньшей мере две боковые поверхности 3 сходятся в оперативном закругленном режущем угле 4, форма которого лучше всего видна на фиг. 1В. Он имеет закругленное острие или угловую режущую кромку 5 и две основные режущие кромки 6, которые идут от угловой режущей кромки. Первичная фаска 7 непосредственно примыкает к режущим кромкам, причем эта фаска может иметь как положительный, так и отрицательный наклон, однако обычно она является плоскопараллельной плоскости передней поверхности 2. Идущая вниз наклонная поверхность 8 схода стружки располагается позади первичной фаски 7. Так как показанная режущая пластина является двухсторонней, то на верхней поверхности 2 имеется плоская опорная поверхность 9. Однако указанная и другие геометрии передней поверхности режущей пластины не относятся к существенным признакам настоящего изобретения, которое связано главным образом с наличием микростружколома 10 у режущего угла.

Таким образом, основной признак настоящего изобретения заключается в наличии так называемого микростружколома 10. Он может идти вокруг всей режущей пластины, однако по меньшей мере должен идти вдоль участков режущей кромки, которые при работе контактируют с обрабатываемой деталью. Эти участки включают в себя, с одной стороны, закругленную угловую режущую кромку 5 и, с другой стороны, определенный участок двух основных режущих кромок 6. При сравнении фиг. 2 и 3 легко можно видеть, что микростружколом заканчивается на сечении А - А. Микростружколом может заканчиваться с постепенным уменьшением или резко, причем первый вариант предпочтительней.

Расстояние "d" на фиг. 1В (и на фиг. 4В) может варьировать от 10 до 50% полной длины кромки режущей пластины, а преимущественно, составляет от 20 до 40%.

Показанный на фиг. 3 микростружколом в частности получен в процессе соответствующего изготовления режущего инструмента прессованием, однако он может быть получен и шлифованием. Ширина "b" микровыступа 11 обычно составляет от 25 до 80%, а преимущественно от 45 до 70% полной ширины "а" первичной фаски 7. Эта ширина "а" составляет от 0,1 до 0,8 мм, желательно от 0,1 до 0,6 мм, преимущественно от 0,15 до 0,4 мм, а еще лучше, от 0,2 до 0,35 мм. Ширина первичной фаски обычно уменьшается, когда заканчивается микровыступ 11, что показано на фиг. 2 размером "а". Высота "с" микровыступа преимущественно лежит между 0,01 и 0,1 мм, а преимущественно составляет от 0,015 до 0,06 мм.

Микровыступ 11 непосредственно примыкает соответственно к основной режущей кромке и угловой режущей кромке. Соединение может происходить по острой разделительной линии, но преимущественно происходит по закруглению 12, которое преимущественно имеет радиус от 15 до 60 мкм.

Благодаря двойной рабочей геометрии стружколома были получены неожиданные комбинационные возможности для той же самой режущей пластины. Так, например, одна и та же режущая пластина может быть использована как для чистового, так и для нормального точения. При чистовом точении с подачами, например, 0,15 мм/оборот, стружка разламывается о плоскость участка 13 первичной фаски, который расположен позади микровыступа 11. Угол α между продолжением участка 13 первичной фаски и стороной микровыступа, удаляющейся от режущей кромки, составляет от 10 до 40^o, а преимущественно, от 15 до 30^o. При обычных подачах, например, от 0,5 до 0,6 мм/оборот, стружка течет над микростружколомом и далее вниз вдоль наклонной поверхности схода стружки 8 и разламывается в канавке или выемке удлиненной формы 14 позади наклонной поверхности схода стружки 8. Более того, наличие микровыступа уменьшает вероятность отслаивания, а также увеличивает износостойкость лицевой стороны первичной фаски.

Для уменьшения передачи тепла от стружки на режущую пластину и для направления стружки в сторону от режущей пластины могут быть образованы выемки 15 в зоне перехода между участком первичной фаски 13 и наклонной поверхностью схода стружки 8. Такие выемки более подробно описаны, например, в патентах SE -В - 467- 397 (патент- аналог US - A-4 988 242). Однако существование таких выемок только представляет собой преимущественный вариант осуществления настоящего изобретения и может быть исключено, как это показано на фиг. 4А и 4В.

Следует подчеркнуть, что геометрия верхней поверхности показана только для одного из четырех углов. Само собой разумеется, что геометрия передней поверхности может быть соответствующим образом распространена и на другие углы.

Изобретение относится к обработке резанием. Технический результат: чистовое течение с приемлемым дроблением стружки. Режущая пластина имеет первичную фаску вдоль режущих кромок. Эта фаска имеет ширину 0,1-0,8 мм. На ней имеется микростружколом, который образован микровыступом, простирающимся вдоль смежной режущей кромки, и участком первичной фаски, расположенным сзади режущей кромки. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Режущая пластина из твердого материала, преимущественно из твердого сплава, с покрытием или без него, имеющая многогранную основную форму, верхнюю переднюю поверхность и по меньшей мере две боковые поверхности, которые соединены друг с другом в рабочем закругленном режущем угле, причем боковые поверхности и режущий угол соединены с передней поверхностью вдоль основных режущих кромок и угловой режущей кромки соответственно, вдоль которых на передней поверхности расположены удлиненные первичные фаски, отличающаяся тем, что по меньшей мере на одной первичной фаске, примыкающей к рабочему режущему углу, выполнен микростружколом, содержащий микровыступ, расположенный вдоль смежной режущей кромки, причем участок первичной фаски расположен позади микровыступа, при этом полная ширина первичной фаски у рабочего режущего угла 0,1 - 0,8 мм, а ширина микровыступа составляет 25 - 80% этой полной ширины. 2. Пластина по п.1, отличающаяся тем, что полная ширина первичной фаски у рабочего режущего угла 0,1 - 0,6 мм. 3. Пластина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что высота микровыступа относительно участка первичной фаски, на котором он расположен, 0,01 - 0,1 мм. 4. Пластина по любому из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что микростружколом расположен в диапазоне 10 - 50% полной длины кромки пластины, считая от точки пересечения двух продолжений основных режущих кромок, смежных с рабочим режущим углом, причем полная длина кромки пластины определена как расстояние между указанной точкой пересечения и следующей соответствующей точкой пересечения. 5. Пластина по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что все рабочие режущие кромки округлены. 6. Пластина по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что на передней поверхности в месте соединения с рабочим режущим углом выполнены выемки, которые перекрывают линию пересечения между участком первичной фаски, на котором расположен микровыступ, и расположенной наклонно вниз частью передней поверхности, смежной с этим участком фаски. 7. Пластина по любому из пп.1 - 6, отличающаяся тем, что она выполнена двусторонней и имеет противоположную нижнюю переднюю поверхность.