РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ И РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА ДЛЯ НЕГО Российский патент 2007 года по МПК B23B27/16 B23C5/20 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к режущему инструменту, использующему индексируемые режущие пластины, в частности к фрезе с круглыми режущими пластинами.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Режущие инструменты, имеющие режущие пластины с круглыми режущими кромками, известны. Как правило, режущая пластина такого типа имеет круглую верхнюю поверхность, круглую нижнюю поверхность и боковую поверхность, расположенную между верхней и нижней поверхностями. На пересечении верхней поверхности и боковой поверхности образуется круглая режущая кромка. Пример режущей пластины такого типа приведен в патенте США №5,934,844, автор Woolley. Как правило, режущая пластина закрепляется в гнезде, образованном на рабочей части инструмента.

Простым приемом для закрепления режущей пластины является использование крепежного винта, проходящего через сквозное отверстие режущей пластины и взаимодействующего с резьбовым отверстием на базовой стенке гнезда под пластину. Недостатком инструмента такого типа является то, что режущая пластина может поворачиваться вокруг своей оси в процессе обработки. Также радиальные и осевые силы резания, воздействующие на режущую пластину, которая закреплена только крепежным винтом, являются фактором, ограничивающим использование такого режущего инструмента легкими условиями обработки.

Известны режущие инструменты, в которых обеспечивается опора режущей пластины по боковой поверхности. Например, в патенте США №5,346,336, автор Roscigno, раскрыта режущая пластина для обработки металла, имеющая верхнюю поверхность, которую пересекает кромочная поверхность в форме усеченного конуса для образования круглой режущей кромки. На кромочной поверхности выполнены пять эквидистантно расположенных плоских лысок. Верхние оконечности лысок расположены ниже режущей кромки. Крепежный винт закрепляет пластину в гнезде державки так, что две из лысок поджимаются к соответствующим плоским контактным площадкам, выполненным на опорной поверхности державки. Каждая лыска расположена под острым углом по отношению к центральной оси пластины.

Недостаток пластины и державки по патенту США №5,346,336 состоит в том, что число индексационных позиций ограничено, и оно зависит от требуемого угла между плоскими контактными площадками державки. Кроме того, пластина не имеет опоры для предотвращения нагружения и изгиба крепежного винта в результате действия сил, направленных радиально наружу, например, в направлении стрелки 10 на фиг.4 патента США №5,346,336.

Другие режущие пластины, имеющие плоские опорные площадки на их боковых поверхностях, показаны, например, в патенте США №6,053,671, авторы Stedt и др.; №6,152,658, авторы Satran и др. и №6,164,878, авторы Satran и др. В этих патентах нижняя поверхность пластины взаимодействует с базовой поверхностью гнезда, а ее боковая поверхность поджата к боковой стенке гнезда. Для того, чтобы индексировать каждую из этих пластин в новую режущую позицию, крепежный винт должен быть полностью вывернут, а режущая пластина поднята вверх из гнезда до тех пор, пока ее боковые поверхности не будут взаимодействовать с боковыми стенками гнезда. Только тогда пластина может быть повернута в новую индексационную позицию.

В патенте США №5,658,100, авторы Deiss и др., раскрыта режущая пластина, нижняя поверхность которой взаимодействует с базовой стенкой гнезда корпуса. Пластина закреплена на базовой стенке посредством крепежного винта. Для того, чтобы предотвратить поворот режущей пластины вокруг ее оси, на верхней поверхности пластины выполнено множество выемок. Выемки взаимодействуют с прихватом, опирающимся на корпус и закрепленным на нем другим крепежным винтом.

Прихват в патенте США №5,658,100 усложняет конструкцию инструмента и может препятствовать сходу стружки во время обработки. Кроме того, недостаток инструмента по этому патенту состоит в том, что необходимо ослаблять как крепежный винт прихвата, так и крепежный винт режущей пластины, чтобы дать возможность поворота пластины в другую индексационную позицию. Во время поворота режущей пластины в новую индексационную позицию внимание должно быть обращено на точное угловое положение режущей пластины, чтобы гарантировать, что требуемая выемка расположена напротив прихвата для взаимодействия с ним.

В патенте США №5,236,288, автор Flueckiger, раскрыта круглая индексируемая режущая пластина, нижняя поверхность которой взаимодействует с базовой стенкой гнезда. Режущая пластина закреплена в гнезде посредством крепежного винта. Режущая пластина занимает фиксированное угловое положение в гнезде за счет винта, конический конец которого входит в выемку, выполненную на ее боковой поверхности.

Недостаток инструмента по патенту США №5,236,288 состоит в том, что режущая пластина не имеет надежной опоры под действием сил резания, направленных радиально наружу и вытягивающих ее из гнезда. Кроме того, чтобы повернуть режущую пластину в новую индексационную позицию, необходимо ослабить как крепежный винт, так и винт с коническим концом.

Другой пример закрепления круглых режущих пластин в гнездах показан в патенте США №5,810,518, авторы Wiman и др. Как показано на фиг.5 этого патента, режущая пластина установлена на опорной поверхности державки. Пластина имеет нижнюю поверхность с канавками и частями плоской поверхности, расположенными между канавками. Опорная поверхность имеет выступы, входящие в соответствующие канавки пластины. Некоторые из частей плоской поверхности пластины взаимодействуют с плоской частью опорной поверхности, свободной от выступов.

Несмотря на то, что устройство, предусматривающее взаимодействие выступ-канавка, предотвращает поворот режущей пластины, такое устройство значительно уменьшает общую площадь взаимных тангенциальных, осевых и радиальных опорных поверхностей между режущей пластиной и державкой и, следовательно, такое устройство не соответствует тяжелым условиям обработки, поскольку оно зависит от прочности крепежного винта, закрепляющего пластину на державке.

В патенте США №4,812,087, автор Stashko, раскрыта концевая фреза, на которой закреплено множество круглых режущих пластин. Каждая из пластин в соответствии с одним из вариантов имеет, по крайней мере, пару плоских боковых поверхностей, взаимодействующих при установке ее в гнездо с соответствующими его поверхностями для достижения максимальной жесткости установки и предотвращения поворота пластины. В соответствии с другим вариантом, каждое гнездо выполнено в виде проходящей назад выемки, имеющей заднюю стенку, включающую часть в виде усеченного конуса, переходящую в нижнюю цилиндрическую часть. Режущие пластины имеют форму, соответствующую форме гнезд. Поскольку режущие пластины установлены тангенциально, стружка, возникающая в процессе обработки, сходит по конической и цилиндрической части на боковой поверхности режущих пластин. Таким образом, боковая поверхность режущих пластин может быть повреждена, что повлияет на их базирование, когда они будут индексированы в новую режущую позицию.

Поскольку режущие пластины в патенте США №4,812,087 имеют нижнюю поверхность 59, установленную на опорной поверхности 50 гнезда, они могут быть установлены в направлении назад либо на коническую поверхность, как показано на фиг.5, либо на плоские поверхности гнезда, как показано на фиг.14. Кроме того, конструкция пластины такова, что не может использоваться как радиально установленная круглая режущая пластина с положительным передним углом.

Другой тип круглой режущей пластины, имеющей выступ, проходящий вниз от ее нижней поверхности, раскрыт в выложенной заявке Японии №11-197906. Как показано в этой заявке, сменная пластина 10 выполнена в форме диска 11 и имеет выступ 13, проходящий от ее задней поверхности. Выступ выполнен с плоскими опорными поверхностями 15, взаимодействующими с плоскими опорными поверхностями 22 на инструменте. Вследствие этого предотвращается поворот режущей пластины в гнезде.

Недостаток инструмента по заявке Японии №11-197906 состоит в том, что он позволяет режущей пластине иметь только две индексационные позиции. Кроме того, чтобы индексировать режущую пластину, крепежный винт 30 должен быть полностью вывернут, а режущая пластина - удалена из гнезда для возможности ее поворота в новую индексационную позицию.

В выложенной заявке Японии №2000-52111 раскрыта режущая пластина, имеющая выступ, проходящий от ее задней поверхности. Однако режущая пластина по этой заявке соединена с гнездом посредством тепловой посадки. Это означает, что внутренний диаметр выборки 25 гнезда 23 выполнен слегка меньше, чем наружный диаметр выступа 32 пластины 26. При тепловой посадке выпуклая часть 32 пластины 26 взаимодействует с вогнутой частью 25 в виде выборки гнезда 23, и в то же время вогнутая часть 25 и боковые стенки 23b и 23с поджимают выпуклую часть 32 к боковой стенке 29.

Недостатком инструмента по заявке Японии №2000-52111 является необходимость опоры на боковые стенки 23b и 23с гнезда, что ограничивает диапазон рабочего угла, который может быть достигнут в таком инструменте. Кроме того, закрепление режущей пластины посредством тепловой посадки усложняет ее индексирование в гнезде.

Задачей настоящего изобретения является создание режущего инструмента и круглой режущей пластины для него, которые бы значительно уменьшали или преодолевали вышеупомянутые недостатки.

Задача настоящего изобретения состоит также в том, чтобы создать крепежное устройство для закрепления режущей пластины в режущем инструменте.

Задача настоящего изобретения состоит также в создании средства ограничения поворота, дающего возможность легко индексировать режущую пластину в гнезде.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Режущий инструмент в соответствии с настоящим изобретением имеет продольную ось (А) и содержит корпус, имеющий, по крайней мере, один установочный выступ, выполненный на его рабочей части и включающий гнездо и закрепляемую в нем режущую пластину,

гнездо ограничено базовой стенкой и боковой стенкой, расположенной поперечно к базовой стенке, и включает

круглую выборку, проходящую вниз от базовой стенки и имеющую нижнюю стенку, соединенную с периферийной стенкой, и

резьбовое отверстие с осью (В), проходящее вниз от нижней стенки выборки,

режущая пластина имеет верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и боковую поверхность, расположенную между верхней и нижней поверхностями,

пересечение между верхней поверхностью и боковой поверхностью определяет непрерывно проходящие по периферии части режущей кромки,

цилиндрический выступ проходит вниз от нижней поверхности и имеет нижнюю поверхность, окруженную периферийной поверхностью, и

сквозное отверстие с осью (Е), проходящее между верхней поверхностью и нижней поверхностью,

крепежный винт проходит через сквозное отверстие и взаимодействует с резьбовым отверстием, периферийная поверхность взаимодействует с периферийной стенкой, а нижняя поверхность взаимодействует с базовой стенкой.

Если необходимо, режущая пластина имеет угол рабочего диапазона (δ) 330° вокруг оси (Е) ее отверстия.

Предпочтительно, периферийная стенка выполнена с занижением, проходящим в осевом направлении назад и радиально внутрь по отношению к продольной оси.

Как правило, занижение стягивает центральный угол (α) вокруг оси резьбового отверстия (В) в диапазоне от 30 до 60°.

В соответствии со специфическим вариантом настоящего изобретения угол (α) выполнен равным 40°.

Предпочтительно, периферийная поверхность взаимодействует с периферийной стенкой вдоль двух разнесенных контактных участков, примыкающих к занижению.

Предпочтительно, на боковой стенке установлено средство ограничения поворота, а на боковой поверхности выполнены поверхности ограничения поворота, предназначенные для взаимодействия со средством ограничения поворота.

Предпочтительно, части режущей кромки составляют непрерывную расположенную по периферии круглую режущую кромку.

Как правило, средство для ограничения поворота выполнено в виде упругого элемента.

Как правило также, средство для ограничения поворота выполнено в виде поджатого наружу фиксирующего элемента.

Как правило также, фиксирующий элемент поджат наружу с помощью пружины.

В соответствии со специфическим вариантом настоящего изобретения, фиксирующий элемент выполнен в виде шарика.

Как правило, поверхности ограничения поворота выполнены в виде индексирующих опорных поверхностей, предназначенных для взаимодействия с фиксирующим элементом.

В соответствии со специфическим вариантом настоящего изобретения, индексирующие опорные поверхности выполнены плоскими.

В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения, индексирующие опорные поверхности режущей пластины выполнены вогнутыми.

Как правило, режущая пластина имеет, по крайней мере, три индексирующие опорные поверхности.

Предпочтительно, средство ограничения поворота взаимодействует с одной поверхностью ограничения поворота, которая является рабочей поверхностью ограничения поворота, при этом боковая поверхность остается свободной от контакта за исключением рабочей поверхности ограничения поворота.

Как правило, поверхности ограничения поворота расположены на боковой поверхности вблизи нижней поверхности.

В соответствии с предпочтительным вариантом, поверхности ограничения поворота расположены на боковой поверхности и открыты в сторону нижней поверхности.

Предпочтительно, фиксирующий элемент образует внутренний острый угол (β) с осью (В) резьбового отверстия.

Как правило, внутренний острый угол (β) выбран из диапазона от 70 до 80°.

В соответствии со специфическим вариантом настоящего изобретения внутренний острый угол (β) выполнен равным 73°.

Предпочтительно, выборка имеет первый диаметр (D1), выступ имеет второй диаметр (D2), причем первый диаметр выполнен больше второго диаметра.

Как правило, первый диаметр (D1) выполнен больше второго диаметра (D2) на величину от 0,01 до 0,03 мм.

Предпочтительно, периферийная стенка расположена перпендикулярно к базовой стенке.

Предпочтительно также, периферийная поверхность расположена перпендикулярно к нижней поверхности.

Предпочтительно также, ось (В) резьбового отверстия расположена параллельно оси (Е) отверстия в режущей пластине и смещена от нее на первое расстояние (L), причем ось резьбового отверстия расположена ближе к занижению на периферийной стенке, чем ось отверстия в режущей пластине.

В основном, когда выступ размещен внутри выборки без вставления крепежного винта в резьбовое отверстие, средство ограничения поворота поддерживает расположение оси отверстия пластины параллельно оси резьбового отверстия.

Также в основном, когда выступ размещен внутри выборки без вставления крепежного винта в резьбовое отверстие, средство ограничения поворота предотвращает выпадение режущей пластины из гнезда.

Предпочтительно, поверхности ограничения поворота равномерно расположены по периферии вокруг боковой поверхности и образуют множество индексационных позиций, причем, когда выступ размещен внутри выборки без вставления крепежного винта в резьбовое отверстие или когда крепежный винт не затянут в резьбовом отверстии, режущая пластина может быть повернута вокруг оси своего отверстия из одной индексационной позиции в другую.

Как правило, возникает механический сигнал, когда режущая пластина переходит из одной индексационной позиции в другую.

В основном, сопротивление повороту режущей пластины производит механический сигнал.

Если необходимо, механический сигнал выполнен в виде щелчка.

Если необходимо также, индексационные позиции маркированы цифрами на верхней поверхности.

Режущая пластина в соответствии с настоящим иизобретением имеет:

верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и боковую поверхность, расположенную между верхней поверхностью и нижней поверхностью,

пересечение между верхней поверхностью и боковой поверхностью определяет непрерывно проходящие по периферии части режущей кромки,

цилиндрический выступ проходит вниз от нижней поверхности и имеет нижнюю поверхность, окруженную периферийной поверхностью,

сквозное отверстие с осью (Е), проходящее между верхней поверхностью и нижней поверхностью,

причем боковая поверхность имеет поверхности ограничения поворота, расположенные вблизи и открытые к нижней поверхности.

Предпочтительно, части режущей кромки составляют непрерывную расположенную по периферии круглую режущую кромку.

В основном поверхности для ограничения поворота выполнены в виде индексирующих опорных поверхностей.

В соответствии со специфическим вариантом настоящего изобретения, индексирующие опорные поверхности выполнены плоскими.

В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения, индексирующие опорные поверхности выполнены вогнутыми.

Как правило, режущая пластина имеет, по крайней мере, три индексирующие опорные поверхности.

Предпочтительно, периферийная поверхность расположена перпендикулярно к нижней поверхности.

Предпочтительно также, поверхности ограничения поворота равномерно расположены по периферии вокруг боковой поверхности и образуют множество индексационных позиций.

Если необходимо, индексационные позиции маркированы цифрами на верхней поверхности.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для лучшего понимания настоящего изобретения и чтобы показать, как оно может быть выполнено на практике, отсылки будут сделаны к приложенным чертежам, на которых:

на фиг.1 показан вид в перспективе на режущий инструмент в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг.2 в разобранном виде показан режущий инструмент на фиг.1 с одной режущей пластиной, удаленной из гнезда;

на фиг.3 показан вид сбоку на режущий инструмент на фиг.1, представляющий вид сверху на одну из режущих пластин и вид сбоку на другую режущую пластину с плоскими индексирующими опорными поверхностями;

на фиг.4 показан вид спереди на режущий инструмент на фиг.1, на котором пунктирными линиями показан выступ одной из режущих пластин и показаны круглые вогнутые индексирующие опорные поверхности;

на фиг.5 показан вид сверху на гнездо, представленное на фиг.2;

на фиг.6 показан вид в перспективе снизу на режущую пластину, представленную на фиг.2;

на фиг.7 показано поперечное сечение по линии VII-VII на фиг.3;

на фиг.8 схематически показано поперечное сечение по линии VIII-VIII на фиг.7, на котором с целью наглядности увеличены зазоры между различными частями;

на фиг.9 показано поперечное сечение по линии IX-IX на фиг.7; и

на фиг.10 увеличенно показан участок поперечного сечения на фиг.7 в круге X.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Рассмотрим фиг.1-7. Как показано, режущий инструмент 10, имеющий продольную ось А, включает корпус 12 и четыре режущие пластины 14, установленные в гнездах 16, выполненных на рабочей части 18 корпуса. Хотя режущий инструмент 10 показан с установленными на нем четырьмя режущими пластинами 14, изобретение равно применимо к режущему инструменту, имеющему, по крайней мере, одно гнездо с установленной в нем одной режущей пластиной. Как ясно показано на фиг.1 и 2, каждое гнездо 16 выполнено на установочном выступе 20. Каждый установочный выступ проходит в осевом направлении вперед и радиально наружу по отношению к продольной оси А. Все гнезда идентичны и поэтому будет описано только одно гнездо 16.

Гнездо 16 ограничено базовой стенкой 22 и боковой стенкой 24, примыкающей к базовой стенке и расположенной поперечно к ней. Стружечная канавка 25 проходит назад от боковой стенки 24. Базовая стенка 22 расположена параллельно продольной оси А, как показано на виде спереди и виде сбоку на режущий инструмент 10.

Круглая выборка 26, имеющая первый диаметр D1, проходит вниз от базовой стенки 22. Выборка 26 имеет нижнюю стенку 28, ограниченную периферийной стенкой 30. Предпочтительно, периферийная стенка 30 расположена перпендикулярно к базовой стенке 22. Резьбовое отверстие 32, имеющее ось В, проходит вниз от нижней стенки 28 выборки 26. Резьбовое отверстие 32 предназначено для взаимодействия с имеющим головку 35 крепежным винтом 34, который будет описан ниже.

На периферийной стенке 30 выполнено занижение 36, проходящее вдоль оси назад и радиально внутрь по отношению к продольной оси А. Протяженность по периферии занижения 36 выбрана такой, что оно стягивает центральный угол α вокруг оси В резьбового отверстия в диапазоне от 30 до 60°. Как правило центральный угол оси выбран равным 40°. Отверстие под фиксатор 38, имеющее ось С, проходит назад от занижения 36 и расположено в одной плоскости с осью В резьбового отверстия. Отверстие под фиксатор 38 расположено на боковой стенке 24 гнезда и частично открыто в занижение 36 через цековку 37 и образует внутренний острый угол β с осью В резьбового отверстия. Внутренний острый угол β, как правило, выбран из диапазона от 70 до 80°. В соответствии со специфическим вариантом настоящего изобретения внутренний острый угол β выполнен равным 73°.

Стандартный фиксатор 39 вставлен в отверстие 38 и является средством ограничения поворота режущей пластины 14 в корпусе 12. Фиксатор 39 содержит корпус 40, сжатую пружину 41, расположенную в задней части корпуса, и фиксирующий элемент в виде шарика 42, поджатый наружу пружиной 41. Передний выступ 43 корпуса 40 предотвращает выпадение шарика из корпуса. Таким образом, шарик фиксатора 42 имеет переднюю часть 44, которая постоянно выступает за передний выступ 43. Понятно, что изобретение не ограничено использованием шарикового фиксатора и любой другой тип фиксатора или упругого элемента является равно применимым.

Режущая пластина 14 имеет верхнюю поверхность 46, нижнюю поверхность 48 и боковую поверхность 50, расположенную между верхней поверхностью 46 и нижней поверхностью 48. Пересечение верхней поверхности 46 с боковой поверхностью 50 определяет непрерывно расположенные по периферии части режущей кромки, которые в описываемом варианте составляют непрерывную расположенную по периферии круглую режущую кромку 51.

Цилиндрический выступ 52 проходит вниз от нижней поверхности 48. Выступ 52 имеет нижнюю поверхность 54, окруженную периферийной поверхностью 56. Предпочтительно, периферийная поверхность 56 расположена перпендикулярно нижней поверхности 48. Выступ 52 имеет второй диаметр D2, который выполнен слегка меньше, чем первый диаметр D1 выборки 26. Разность между первым диаметром D1 и вторым диаметром D2 должна быть достаточно малой, чтобы обеспечить плотный контакт выступа 52 с выборкой 26, и достаточно большой, чтобы обеспечить свободное вставление выступа 52 в выборку 26. На практике первый диаметр D1 больше, чем второй диаметр D2 на величину от 0,01 до 0,03 мм. Сквозное отверстие 57 с осью Е расположено между верхней поверхностью 46 и нижней поверхностью 48.

На боковой поверхности 50 режущей пластины 14 выполнены равномерно распределенные по периферии индексирующие опорные поверхности 58, которые являются поверхностями ограничения поворота. Индексирующие опорные поверхности 58 расположены в нижней части боковой поверхности 50 и открыты к нижней поверхности 48. Индексирующие опорные поверхности 58 выполнены вогнутыми по отношению к боковой поверхности 50 и образуют широко открытые V-образные канавки. Каждая канавка имеет две сходящиеся внутрь боковые стенки 59 и 60 и верхнюю стенку 61. Боковые стенки 59 и 60 канавки расположены симметрично по отношению к центральной плоскости ее V-образного сечения, совпадающей с радиальным направлением r режущей пластины 14. Индексирующие опорные поверхности 58 не обязательно должны иметь V-образную форму, они могут быть, например, плоскими поверхностями, образующими лыски на боковой поверхности 50, как показано на фиг.3, или круглыми лунками, как показано на фиг.4, важно, чтобы они давали возможность размещения внутри себя передней части 44 шарика фиксатора 42. Как правило, режущая пластина 14 выполнена с, по крайней мере, тремя индексирующими опорными поверхностями 58.

При размещении режущей пластины 14 в гнезде 16 сначала выступ 52 вставляется в выборку 26, затем режущая пластина поджимается вниз, пока ее нижняя поверхность 48 войдет в контакт с базовой стенкой 22 гнезда. В этом положении нижняя поверхность 54 выступа 52 всегда остается удаленной от нижней стенки 28 выборки 26. Во время вставления выступа 52 в выборку 26 боковая поверхность 50 режущей пластины входит в контакт с передней частью 44 шарика фиксатора 42 и постепенно вдавливает шарик назад, сжимая пружину. Вследствие этого со стороны шарика фиксатора прилагается сила реакции к боковой поверхности режущей пластины.

Фиксатор 39 обеспечивает режущему инструменту 10 три преимущества. Первое, во время вставления выступа 52 в выборку 26, когда крепежный винт 34 еще не взаимодействует с резьбовым отверстием 32, сила, приложенная фиксатором к боковой поверхности режущей пластины, помогает установить ось Е ее отверстия параллельно оси В резьбового отверстия. Это дает возможность свободно вставить режущую пластину в гнездо без какого-либо заклинивания выступа 52 в выборке 26.

Второе преимущество фиксатора 39 состоит в том, что, когда выступ 53 находится в выборке 26 без крепежного винта 34, фиксирующий элемент воздействует на режущую пластину в направлении от себя так, что периферийная поверхность 56 выступа поджимается к периферийной стенке 30 выборки 26 и, таким образом предотвращается выпадение режущей пластины 14 из гнезда 16. Это преимущество особенно значимо для оператора в процессе сборки и разборки режущей пластины с корпусом 12. Благодаря вышеописанной конструкции, оператор может собрать режущую пластину 14 с гнездом 16, используя только одну руку, поскольку пластина самоудерживается в гнезде. Таким образом, сборка режущей пластины облегчается, поскольку оператор может держать крепежный винт в одной руке, а ключ для затягивания винта - в другой, не опасаясь возможного выпадения режущей пластины из гнезда.

Третье преимущество фиксатора 39 состоит в его использовании в качестве средства для индексирования. Для этого, когда выступ 52 находится в выборке 26 и нижняя поверхность 48 взаимодействует с базовой стенкой 22, режущая пластина 14 слегка поворачивается рукой до тех пор, пока передняя часть шарика фиксатора 42 войдет в контакт с одной из индексирующих опорных поверхностей 58. Когда такой контакт произошел, оператор чувствует щелчок и увеличенное сопротивление повороту режущей пластины. Щелчок дает также механический сигнал. В этом положении оператор знает, что режущая пластина расположена в требуемой индексационной позиции и прекращает ее поворот. Затем крепежный винт 34 ввинчивается в резьбовое отверстие 32.

Как видно на фиг.7, ось В резьбового отверстия 32 расположена параллельно оси Е отверстия 57 и удалена от нее на первое расстояние L. Ось В расположена ближе к занижению 36, чем ось Е. Вследствие этого, когда крепежный винт взаимодействует с резьбовым отверстием 32, головка винта 35 воздействует на режущую пластину 14 в направлении занижения 36 против действия пружины 41. Во время этого перемещения режущей пластины под действием крепежного винта, фиксатор слегка поворачивает режущую пластину до одинакового контакта боковых стенок 59 и 60 канавки с передней частью 44 шарика. Это гарантирует, что режущая пластина 14 расположена в требуемой индексационной позиции. В этой позиции верхняя стенка канавки 61 остается свободной от контакта.

В конечном положении, когда крепежный винт 34 полностью затянут, выступ 52 поджат к выборке 26 так, что периферийная поверхность 56 взаимодействует с периферийной стенкой 30 вдоль двух разнесенных контактных участков 62 и 63, примыкающих к занижению 36, при этом занижение обеспечивает расстояние между двумя контактными участками с тем, чтобы режущая пластина надежно удерживалась в гнезде.

Предпочтительно, верхняя поверхность 46 режущей пластины 14 маркирована индексирующими цифрами 64, которые показывают индексационную позицию режущей пластины. В описанном варианте режущая пластина 14 выполнена с восемью индексирующими опорными поверхностями 58 и, следовательно, с восемью индексирующими цифрами 64: 1, 2...8.

Конструкция режущего инструмента 10 с взаимодействием выступ-выборка обеспечивает жесткую опору режущей пластины 14 под действием сил резания, стремящихся вытянуть ее из гнезда. Когда режущая пластина 14 закреплена в гнезде, фиксатор взаимодействует с индексирующей опорной поверхностью, которая является рабочей индексирующей поверхностью 66. Следует отметить, что в целом боковая поверхность 50 остается свободной от контакта с гнездом за исключением рабочей индексирующей опорной поверхности 66. Таким образом, поскольку выступ 52 закреплен в выборке 26, предотвращается любое существенное перемещение режущей пластины относительно гнезда.

Если, однако, на режущую пластину воздействуют слишком большие силы резания, стремящиеся переместить ее в направлении, противоположном направлению, в котором на нее воздействует крепежный винт 34, то максимальное перемещение режущей пластины будет равно разности между первым диаметром D1 выборки и вторым диаметром D2 выступа. Эта разность, как правило, меньше, чем максимально допустимый изгиб крепежного винта, который может быть порядка 0,2 мм, с тем, чтобы деформация крепежного винта не вышла за пределы упругого диапазона. Таким образом, выступ 52 надежно закреплен в выборке 26 и крепежный винт не подвергается чрезмерному изгибу, и инструмент 10 имеет возможность резания с весьма различными направлениями движения подачи при черновых условиях обработки.

Поскольку режущая пластина 14 закреплена в гнезде посредством выступа 52, взаимодействующего с выборкой 26, и поскольку в целом боковая поверхность 50 режущей пластины остается свободной от контакта с гнездом за исключением единственной рабочей индексирующей опорной поверхности 66, очевидно, что только часть режущей кромки 51 вблизи рабочей индексирующей опорной поверхности 66 не имеет возможности участвовать в операции обработки резанием. Другими словами, остальная часть режущей кромки 51, расположенная вне непосредственной близости к рабочей индексирующей опорной поверхности 66, может участвовать в операциях обработки резанием. Следовательно, режущая пластина 14 имеет относительно большой угол рабочего диапазона δ, чему способствует также относительно тонкая конструкция установочного выступа 20. Угол рабочего диапазона определяет максимальную непрерывную длину режущей кромки 51, используемую в операциях обработки резанием. В соответствии со специфическим вариантом настоящего изобретения, режущая пластина имеет угол рабочего диапазона 330° вокруг оси Е ее отверстия. Вследствие этого, режущий инструмент 10 наиболее удобен для выполнения разнообразных копировальных работ в черновых условиях обработки.

Следует отметить, что максимальный угол рабочего диапазона δ зависит только от требуемой жесткости режущего инструмента. Следовательно, когда определенные операции требуют обработки внутренних уступов, если эту обработку можно выполнить в легких условиях, угол рабочего диапазона может быть больше 330°.

Третье преимущество фиксатора 39 особенно полезно, когда требуется повернуть режущую пластину в новую индексационную позицию. Для этого на несколько оборотов ослабляется крепежный винт 34. В этом положении режущая пластина может быть повернута вокруг оси Е ее отверстия из одной индексационной позиции в другую. Как описано выше, механический сигнал от щелчка и увеличенное сопротивление повороту режущей пластины указывают оператору, что достигнута новая индексационная позиция. Таким образом, даже если режущая пластина загрязнена и индексирующие цифры 64 не видны, у оператора нет необходимости очищать ее, он может индексировать режущую пластину в следующую позицию с помощью сигналов, производимых фиксатором и индексирующими опорными поверхностями 58.

Хотя настоящее изобретение было описано с определенной степенью детальности, следует понимать, что различные изменения и модификации могут быть выполнены без отхода от объема изобретения, изложенного в приведенной ниже формуле. Например, режущий инструмент 10 может работать без фиксатора и индексирующих опорных поверхностей, поскольку, когда используется круглая режущая пластина, нет необходимости в точной установке периферийного положения круглой режущей кромки. Использование крепежного винта и поджим выступа 52 к занижению 36 гарантирует, что режущая пластина закреплена в гнезде. На практике в большинстве случаев силы резания, приложенные к режущей пластине, действуют в таком направлении, что способствуют закреплению ее в гнезде. Поэтому, поскольку обычно крутящий момент, стремящийся повернуть режущую пластину вокруг оси Е ее отверстия, очень низок, он может быть уравновешен путем затяжки крепежного винта. Следовательно, режущий инструмент 10 может работать без выполнения занижения в гнезде под пластину.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием, сборным фрезам с круглыми режущими пластинами. Инструмент содержит корпус, имеющий по крайней мере одно гнездо и закрепляемую в нем режущую пластину, гнездо включает круглую выборку, проходящую вниз от базовой стенки и имеющую нижнюю стенку, окруженную периферийной стенкой, и резьбовое отверстие, проходящее вниз от нижней стенки выборки. Режущая пластина имеет верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и боковую поверхность, цилиндрический выступ проходит вниз от нижней поверхности и имеет нижнюю поверхность, окруженную периферийной поверхностью, и сквозное отверстие, проходящее между верхней поверхностью и нижней поверхностью. При этом крепежный винт проходит через сквозное отверстие и взаимодействует с резьбовым отверстием. Периферийная поверхность предназначена для взаимодействия с периферийной стенкой, а нижняя поверхность - для взаимодействия с базовой стенкой. При этом периферийная стенка выполнена с занижением, проходящим в осевом направлении назад и радиально внутрь по отношению к продольной оси. 2 н. и 37 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Режущий инструмент (10), имеющий продольную ось и содержащий корпус (12), имеющий, по крайней мере, один установочный выступ (20), выполненный на его рабочей части (18) и включающий гнездо (16) и закрепляемую в нем режущую пластину (14), гнездо ограничено базовой стенкой (22) и боковой стенкой (24), расположенной поперечно к базовой стенке, и включает круглую выборку (26), проходящую вниз от базовой стенки и имеющую нижнюю стенку (28), окруженную периферийной стенкой (30), и резьбовое отверстие (32) с осью (В), проходящее вниз от нижней стенки выборки, при этом режущая пластина имеет верхнюю поверхность (46), нижнюю поверхность (48) и боковую поверхность (50), расположенную между верхней и нижней поверхностями, причем пересечение между верхней поверхностью и боковой поверхностью определяет непрерывно проходящие по периферии части режущей кромки (51), цилиндрический выступ (52) проходит вниз от нижней поверхности и имеет нижнюю поверхность (54), окруженную периферийной поверхностью (56), и сквозное отверстие (57) с осью (Е), проходящее между верхней поверхностью и нижней поверхностью, при этом крепежный винт (34) проходит через сквозное отверстие и взаимодействует с резьбовым отверстием, периферийная поверхность (56) предназначена для взаимодействия с периферийной стенкой (30), а нижняя поверхность (48) - для взаимодействия с базовой стенкой (22), при этом периферийная стенка (30) выполнена с занижением (36), проходящим в осевом направлении назад и радиально внутрь по отношению к продольной оси.2. Режущий инструмент по п.1, в котором режущая пластина имеет угол рабочего диапазона (δ) 330° вокруг оси (Е) ее отверстия.3. Режущий инструмент по п.1, в котором занижение стягивает центральный угол (α) вокруг оси резьбового отверстия (В) в диапазоне от 30° до 60°.4. Режущий инструмент по п.3, в котором угол (α) выполнен равным 40°.5. Режущий инструмент по п.1, в котором периферийная поверхность (56) взаимодействует с периферийной стенкой (30) вдоль двух разнесенных контактных участков (62, 63), примыкающих к занижению.6. Режущий инструмент по п.1, в котором на боковой стенке (24) установлено средство ограничения поворота (39), а на боковой поверхности (50) выполнены поверхности для ограничения поворота (58), предназначенные для взаимодействия со средством ограничения поворота.7. Режущий инструмент по п.1, в котором части режущей кромки составляют непрерывную расположенную по периферии круглую режущую кромку (51).8. Режущий инструмент по п.6, в котором средство для ограничения поворота выполнено в виде упругого элемента (39).9. Режущий инструмент по п.6, в котором средство для ограничения поворота выполнено в виде поджатого наружу фиксирующего элемента (39).10. Режущий инструмент по п.9, в котором фиксирующий элемент поджат наружу с помощью пружины (41).11. Режущий инструмент по п.9, в котором фиксирующий элемент выполнен в виде шарика (42).12. Режущий инструмент по п.9, в котором поверхности ограничения поворота выполнены в виде индексирующих опорных поверхностей (58), предназначенных для взаимодействия с фиксирующим элементом.13. Режущий инструмент по п.12, в котором индексирующие опорные поверхности (58) выполнены плоскими.14. Режущий инструмент по п.12, в котором индексирующие опорные поверхности (58) выполнены вогнутыми.15. Режущий инструмент по п.12, в котором режущая пластина имеет, по крайней мере, три индексирующие опорные поверхности.16. Режущий инструмент по п.6, в котором средство ограничения поворота предназначено для взаимодействия с одной поверхностью ограничения поворота (58), которая является рабочей поверхностью ограничения поворота (66), при этом боковая поверхность (50) остается свободной от контакта, за исключением рабочей поверхности ограничения поворота.17. Режущий инструмент по п.6, в котором поверхности ограничения поворота (58) расположены на боковой поверхности (50) вблизи нижней поверхности (48).18. Режущий инструмент по п.6, в котором поверхности ограничения поворота (58) расположены на боковой поверхности (50) и открыты в сторону нижней поверхности (48).19. Режущий инструмент по п.9, в котором фиксирующий элемент (39) образует внутренний острый угол (β) с осью (В) резьбового отверстия (32).20. Режущий инструмент по п.19, в котором внутренний острый угол (β) выбран из диапазона от 70° до 80°.21. Режущий инструмент по п.19, в котором внутренний острый угол (β) выполнен равным 73°.22. Режущий инструмент по п.1, в котором выборка (26) имеет первый диаметр (D1), выступ (52) имеет второй диаметр (D2), причем первый диаметр выполнен больше второго диаметра.23. Режущий инструмент по п.22, в котором первый диаметр (D1) выполнен больше второго диаметра (D2) на величину от 0,01 мм до 0,03 мм.24. Режущий инструмент по п.1, в котором периферийная стенка (30) расположена перпендикулярно к базовой стенке (22).25. Режущий инструмент по п.1, в котором периферийная поверхность (56) расположена перпендикулярно к нижней поверхности (48).26. Режущий инструмент по п.1, в котором ось (В) резьбового отверстия (32) расположена параллельно оси (Е) отверстия (57) в режущей пластине и смещена от нее на первое расстояние (L), причем ось резьбового отверстия расположена ближе к занижению на периферийной стенке, чем ось отверстия в режущей пластине.27. Режущий инструмент по п.6, в котором, когда выступ (52) размещен внутри выборки (26) без вставления крепежного винта (34) в резьбовое отверстие, средство ограничения поворота (39) поддерживает расположение оси отверстия пластины параллельно оси резьбового отверстия.28. Режущий инструмент по п.6, в котором, когда выступ (52) размещен внутри выборки (26) без вставления крепежного винта (34) в резьбовое отверстие, средство ограничения поворота (39) предотвращает выпадение режущей пластины из гнезда.29. Режущий инструмент по п.6, в котором поверхности ограничения поворота (58) равномерно расположены по периферии вокруг боковой поверхности и образуют множество индексационных позиций, причем, когда выступ (52) размещен внутри выборки (26) без вставления крепежного винта в резьбовое отверстие или когда крепежный винт не затянут в резьбовом отверстии, режущая пластина может быть повернута вокруг оси своего отверстия из одной индексационной позиции в другую.30. Режущий инструмент по п.29, в котором возникает механический сигнал, когда режущая пластина переходит из одной индексационной позиции в другую.31. Режущий инструмент по п.30, выполненный так, что сопротивление повороту режущей пластины производит механический сигнал.32. Режущий инструмент по п.30, в котором механический сигнал выполнен в виде щелчка.33. Режущий инструмент по п.29, в котором индексационные позиции маркированы цифрами (64) на верхней поверхности (46).34. Режущая пластина (14), имеющая верхнюю поверхность (46), нижнюю поверхность (48) и боковую поверхность (50), расположенную между верхней поверхностью и нижней поверхностью, причем пересечение между верхней поверхностью и боковой поверхностью определяет непрерывно проходящие по периферии части режущей кромки (51), цилиндрический выступ (52), проходящий вниз от нижней поверхности (48) и имеющий нижнюю поверхность (54), окруженную периферийной поверхностью (56), сквозное отверстие (57) с осью (Е), проходящее между верхней поверхностью и нижней поверхностью, причем боковая поверхность (50) имеет поверхности ограничения поворота (58), расположенные вблизи и открытые к нижней поверхности (48), выполненные в виде вогнутых индексирующих опорных поверхностей.35. Режущая пластина по п.34, в которой части режущей кромки составляют непрерывную расположенную по периферии круглую режущую кромку (51).36. Режущая пластина по п.34, имеющая, по крайней мере, три индексирующие опорные поверхности.37. Режущая пластина по п.34, в которой периферийная поверхность (56) расположена перпендикулярно к нижней поверхности (48).38. Режущая пластина по п.34, в которой поверхности для ограничения поворота (58) равномерно расположены по периферии вокруг боковой поверхности и образуют множество индексационных позиций.39. Режущая пластина по п.38, в которой индексационные позиции маркированы цифрами (64) на верхней поверхности (46).