РЕЖУЩАЯ ВСТАВКА, В ЧАСТНОСТИ НЕПЕРЕТАЧИВАЕМАЯ РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА ДЛЯ СВЕРЛА Российский патент 2011 года по МПК B23B51/00 

Изобретение относится к режущей вставке для сверла с признаками ограничительной части п.1 формулы изобретения. В частности изобретение относится к режущей вставке, выполненной в виде одно- или двусторонней неперетачиваемой режущей пластины. Подобные неперетачиваемые режущие пластины имеют, например, треугольную, четырехугольную, предпочтительно квадратную, пятиугольную или шестиугольную форму. Кромки, находящиеся между углами, выполнены при этом в виде режущих кромок. Неперетачиваемая режущая пластина расположена в гнезде под режущую пластину сверлильного инструмента или во вставляемой в сверлильный инструмент кассете так, что одна из кромок режет во время сверления, в то время как остальные находятся в гнезде под режущую пластину неактивными. После износа активных, режущих кромок неперетачиваемая режущая пластина просто отсоединяется от гнезда под режущую пластину и поворачивается так, что одна из режущих кромок, которые были до сих пор неактивными, становится активной, и с ней выполняются следующие сверлильные процессы. Такой поворот неперетачиваемой режущей пластины в гнезде под режущую пластину происходит до тех пор, пока все кромки неперетачиваемой режущей пластины не будут израсходованы, и, тем самым, вся неперетачиваемая режущая пластина не износится.

Известно решение, заключающееся в том, чтобы расположить в сверлильном инструменте несколько неперетачиваемых режущих пластин. Предпочтительно неперетачиваемые режущие пластины изготавливаются из твердых сплавов. При использовании нескольких неперетачиваемых режущих пластин, например две или более, неперетачиваемые режущие пластины располагают на сверле так, что они совместно образуют главную режущую кромку сверла. Известны также конфигурации, в которых неперетачиваемые режущие пластины расположены на главной режущей кромке со сдвигом относительно друг друга.

С помощью неперетачиваемых режущих пластин, таким образом, можно, замещать одну или более режущих кромок сверла неперетачиваемыми режущими пластинами.

Если ниже речь будет идти о режущих вставках, то сведения относятся к режущей вставке с одной режущей кромкой. Сказанное о режущей вставке, конечно, может быть в любое время перенесено и на неперетачиваемую режущую пластину, которая, как было сказано, отличается от режущих вставок с одной режущей кромкой тем, что на пластине имеется сразу несколько режущих кромок. Известны режущие вставки, у которых распределение участков резания по дну сверления разделено на четное число режущих кромок. В случае таких инструментов одна половина режущих кромок обрабатывает дно сверления в области центра сверления. Другая половина режущих кромок, напротив, обрабатывает обращенную к наружному диаметру область дна сверления. Такое распределение участков резания способствует распределению режущих сил. Таким образом, на каждой режущей вставке возникают внутренняя режущая кромка и внешняя режущая кромка. Эти внутренняя режущая кромка и внешняя режущая кромка предпочтительно находятся под углом друг к другу. Они образуют, таким образом, угловую режущую кромку, которая состоит из внутренней режущей кромки и внешней режущей кромки. Для определенных случаев применения может использоваться и нестандартная угловая режущая кромка, у которой внешняя и внутренняя режущие кромки ориентированы под углом 180° друг к другу. В этом случае режущая вставка располагается в гнезде под режущую пластину таким образом, что режущая кромка взаимодействует с заготовкой под наклоном.

В идеальном случае внутренняя режущая кромка и внешняя режущая кромка соразмерны друг другу таким образом, что эффективно предотвращается односторонний отжим инструмента к оси сверления. По причине производственных допусков, которые, однако, невозможно избежать при производстве инструмента, на практике вряд ли можно изготовить режущую вставку так, что будет полностью предотвращен указанный односторонний отжим инструмента. При использовании нескольких режущих вставок добавляется проблема, состоящая в том, что ошибки допуска в наихудшем случае складываются, в результате чего угол отжима увеличивается. По причине эффективной составляющей отжимающей силы сверлильный инструмент идет при использовании нестабильно, что приводит к плохому качеству сверления и к раннему отказу инструмента.

Правда, благодаря описанному угловому или треугольному расположению внутренней режущей кромки и внешней режущей кромки относительно друг друга, характеристика отжима инструмента улучшается. Чтобы эффективно предотвратить отжим инструмента, требуется, собственно говоря, сделать угол, который образуют друг с другом внутренняя режущая кромка и внешняя режущая кромка, по возможности острым. Однако это влечет за собой нежелательную форму стружки. Кроме того, вследствие этого увеличивается длина контакта режущей кромки. Это, в свою очередь, приводит к нежелательному увеличению силы резания и к увеличению глубины врезания. Из DE-T-694 16 248 известна неперетачиваемая режущая пластина, у которой внешняя режущая кромка и внутренняя режущая кромка разделены на две раздельных режущих кромки с различными углами. В этой режущей кромке перед собственно режущими кромками имеются предварительные режущие кромки по типу проколочного штампа. Такое расположение режущих кромок приводит, однако, к нежелательной форме стружки, а именно к сливной стружке.

Исходя из этих недостатков, в основе изобретения лежит задача улучшения режущей вставки в отношении ее характеристики отжима. Эта задача решена с изобретательским уровнем с помощью комбинации признаков п.1 формулы изобретения. Зависимые пункты содержат частично целесообразные варианты осуществления изобретения, а частично варианты осуществления изобретения, которые сами по себе имеют изобретательский уровень.

Согласно п.1 формулы изобретения в режущей вставке по настоящему изобретению имеются внутренняя режущая кромка и внешняя режущая кромка. Эти внутренняя режущая кромка и внешняя режущая кромка образуют стороны угла. Режущая вставка имеет, таким образом, угловую режущую кромку. В области вершины угла, образующего режущую кромку, согласно изобретению выполнена шишкообразная выпуклость. Эта выпуклость дополнительно центрует режущую кромку во время сверления. Выпуклость имеет, однако, очень короткую длину и охватывает только вершину угла, образованного внутренней режущей кромкой и внешней режущей кромкой. Также выпуклость выступает из режущей кромки режущей вставки не очень далеко. Выпуклость служит в качестве центрирующей вершины для режущей кромки во время сверления. Основную работу по резанию выполняют далее, с одной стороны, внутренняя режущая кромка, лежащая рядом с выпуклостью, и, с другой стороны, внешняя режущая кромка, в то время как выпуклость наряду с режущей функцией имеет также центрирующую функцию для инструмента во время сверлильного процесса.

Боковые стороны выпуклости образуют далее каждая выпуклую режущую кромку. Выпуклая внутренняя режущая кромка, находящаяся рядом с внутренней режущей кромкой, входит непосредственно во внутреннюю режущую кромку. Также выпуклая внешняя режущая кромка входит во внешнюю режущую кромку. Между обеими выпуклыми режущими кромками внутренней режущей кромки и внешней режущей кромки имеется, таким образом, непрерывный переход, не имеющий смещения. Таким образом, при резании образуется стружка, проходящая через всю режущую кромку, и стружка не ломается в области перехода между выпуклой режущей кромкой и внутренней или внешней режущей кромкой. Как выпуклые режущие кромки, так и внутренняя и внешняя режущие кромки образуют предпочтительно треугольную пару режущих кромок, которая образует угол менее 180°. В альтернативном варианте осуществления внутренняя и внешняя режущие кромки расположены под углом 180° или под углом более 180°, причем здесь одновременно выпуклые режущие кромки расположены треугольным образом под углом менее 180°.

В предпочтительном варианте выполнения внутренний угол между выпуклой внутренней режущей кромкой и выпуклой внешней режущей кромкой меньше, чем угол между внутренней режущей кромкой и внешней режущей кромкой. Таким образом, внутренняя режущая кромка и внешняя режущая кромка продолжают форму выпуклой внутренней режущей кромки и выпуклой внешней режущей кромки в качестве плоского сбега. Особенно следует обратить внимание на то, что между выпуклыми режущими кромками и внутренней режущей кромкой и внешней режущей кромкой не имеется никакой смены направления внутри режущей кромки. Режущая кромка не имеет, таким образом, поднутрения. Также нет угла величиной 90° внутри режущей кромки. Более того, режущая кромка имеет непрерывную угловую форму с выпуклостью в области точки вершины режущей кромки.

В другом предпочтительном варианте осуществления область между выпуклой внутренней режущей кромкой и выпуклой внешней режущей кромкой закруглена в виде шишкообразного выступа.

Предпочтительно вся режущая кромка имеет симметричную конструкцию. Это позволяет без проблем выполнять смену режущей пластины и, в особенности, использовать ее как в случае инструмента с левым вращением, так и в случае инструмента с правым вращением. Вся режущая кромка расположена, тем самым, симметрично относительно выпуклости. Длина внутренней режущей кромки в точности соответствует длине внешней режущей кромки. То же самое имеет место и для выпуклых режущих кромок, в случае, если такие предусмотрены.

В особых вариантах осуществления симметричная конструкция приводит к неуравновешенной подаче усилий в режущую вставку при резании. Для подобных случаев предпочтительно предусмотрена несимметричная конструкция, то есть режущие кромки выполнены различной длины и/или с различным наклоном. Несимметричность выбрана при этом таким образом, что силы, действующие при резании на режущую вставку, то есть в направлении перпендикулярно направлению движения резания, компенсируют друг друга, и, таким образом, на сверло не действует результирующая радиальная сила.

Чтобы иметь возможность использовать режущую вставку как в инструменте с левым вращением, так и в инструменте с правым вращением, или чтобы иметь возможность изменить направление вращения инструмента, в области задней поверхности, относящейся к выпуклости, предпочтительно расположен свободный проход.

Особенно предпочтительным является, как уже было сказано, применение режущего инструмента с несколькими режущими кромками, выполненного в виде неперетачиваемой режущей пластины. Особенно преимущественной является двойная функция выпуклости в неперетачиваемой режущей пластине. В то время как выпуклость активной режущей кромки служит вышеуказанному улучшению характеристики сверления, выпуклость неактивной режущей кромки при смонтированной неперетачиваемой режущей пластине вдается в угловое отверстие, специально выполненное между опорными поверхностями для режущего тела, выполненными в гнезде под режущую пластину, и таким образом предотвращает застревание стружки в этом угловом отверстии. Выпуклость, вставленная в отверстие, служит, таким образом, в качестве заполняющего тела для углового отверстия.

Далее изобретение описывается на основе примеров выполнения, где на чертежах показано следующее:

Фиг.1 - конец сверлильного инструмента с вставленной неперетачиваемой режущей пластиной,

Фиг.2 - неперетачиваемая режущая пластина в гнезде под режущую пластину сверлильного инструмента согласно фиг.1, увеличенное изображение,

Фиг.3 - вид сверху на неперетачиваемую режущую пластину, вставленную в гнезде под режущую пластину,

Фиг.4 - контурный эскиз неперетачиваемой режущей пластины по настоящему изобретению, с угловыми соотношениями, реализованными на неперетачиваемой режущей пластине, и

Фиг.5 - вставленная в гнезде под режущую пластину неперетачиваемая режущая пластина, а также разрез по неперетачиваемой режущей пластине.

Сверло 1 имеет рабочий конец 2. Торец этого рабочего конца 2 имеет две главных задних поверхности 3. Главные задние поверхности 3 граничат с гнездом 4 для размещения режущей вставки 5, выполненной в виде неперетачиваемой режущей пластины. Представленная в данном варианте выполнения режущая вставка 5 имеет по существу треугольную форму. Стороны этой треугольной формы действуют в качестве режущих кромок 6. С режущими кромками 6 граничат боковые поверхности 6A, которыми режущая вставка 5 прилегает к опорным поверхностям 7 для режущего тела, выполненным в гнезде 4 под режущую пластину.

Режущая кромка 6, ориентированная не к опорным поверхностям 7 для режущего тела 5, образует активную режущую кромку режущего тела 5. Активная режущая кромка режущего тела 5 в свою очередь разделена на внутреннюю режущую кромку 8 и внешнюю режущую кромку 9. Между внутренней режущей кромкой 8 и внешней режущей кромкой 9 расположена выпуклость 10. На боковой поверхности 6A под выпуклостью 10 предусмотрен свободный проход 10A, выполненный по типу впадины.

Боковые стороны выпуклости 10 действуют как выпуклые режущие кромки. Расположенная рядом с внутренней режущей кромкой 8 боковая сторона выпуклости 10 образует, тем самым, выпуклую внутреннюю режущую кромку 11, а сопоставленная внешней режущей кромке 9 боковая сторона выпуклости 10, соответственно, образует выпуклую внешнюю режущую кромку 12.

Из вида, представленного на фиг.4, видно, что внутренний угол 13 между выпуклой внутренней режущей кромкой 11 и выпуклой внешней режущей кромкой 12 меньше, чем образованный внутренней режущей кромкой 8 и внешней режущей кромкой 9 угол 14 угловой режущей кромки 6. Внутренний угол 13 между выпуклой внутренней режущей кромкой 11 и выпуклой внешней режущей кромкой 12 имеет предпочтительно величину между 60° в качестве минимума и 170° в качестве максимума. В данном варианте выполнения внутренний угол 13 составляет 120°, а угол 14 между внутренней режущей кромкой 8 и внешней режущей кромкой 9 составляет 150°. Внутренняя режущая кромка 8 и внешняя режущая кромка 9 переходят при тупом угле в выпуклую внутреннюю режущую кромку 11 или в выпуклую внешнюю режущую кромку 12. Тупой угол составляет в данном варианте выполнения примерно 170° и в особенности имеет величину более 150°. В данном варианте выполнения область между выпуклой внутренней режущей кромкой 11 и выпуклой внешней режущей кромкой 12 на выпуклости 10 выполнена в виде шишкообразного выступа 15.

Далее на чертежах виден фиксирующий болт 16 для фиксации режущей вставки 5 в гнезде 4 для пластины. Далее видно (фиг.3), что выпуклости 10 неактивных режущих кромок 6 вдаются в угловые отверстия 17 в области опорных поверхностей 7 для режущего тела и закрывают их, по меньшей мере, частично. Таким образом, эффективно предотвращается заполнение этих угловых отверстий 17 стружкой.

Сверлильная вставка имеет по меньшей мере одну внутреннюю режущую кромку и одну внешнюю режущую кромку, образующие стороны угла угловой режущей кромки, которая взаимодействует с заготовкой при сверлении. Для уменьшения отжима сверла на вершине угла предусмотрена центрирующая вершина, выполненная в виде шишкообразной выпуклости, а каждая боковая сторона выпуклости образует выпуклую режущую кромку, непосредственно переходящую во внутреннюю режущую кромку и внешнюю режущую кромку соответственно. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Сверлильная вставка (5) с по меньшей мере одной внутренней режущей кромкой (8) и одной внешней режущей кромкой (9), образующими стороны угла (14) угловой режущей кромки (6), которая взаимодействует с заготовкой при сверлении, отличающаяся тем, что на вершине угла (14) предусмотрена центрирующая вершина, выполненная в виде шишкообразной выпуклости (10), а каждая боковая сторона выпуклости (10) образует выпуклую режущую кромку (11, 12), непосредственно переходящую во внутреннюю режущую кромку (8) и внешнюю режущую кромку (9), соответственно.

2. Сверлильная вставка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит выпуклую внутреннюю режущую кромку (11), переходящую во внутреннюю режущую кромку (8), и выпуклую внешнюю режущую кромку (12), переходящую во внешнюю режущую кромку (9), так, что внутренний угол (13) между выпуклой внутренней режущей кромкой (11) и выпуклой внешней режущей кромкой (12) меньше чем угол (14) между внутренней режущей кромкой (8) и внешней режущей кромкой (9).

3. Сверлильная вставка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит скругленную в виде шишкообразного выступа (15) вершину внутреннего угла (13) между выпуклой внутренней режущей кромкой (11) и выпуклой внешней режущей кромкой (12).

4. Сверлильная вставка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что внутренняя режущая кромка (8) и внешняя режущая кромка (9), а также выпуклая внутренняя режущая кромка (11) и выпуклая внешняя режущая кромка (12) расположены симметрично.

5. Сверлильная вставка по п.4, отличающаяся тем, что внутренняя режущая кромка (8), внешняя режущая кромка (9), а также выпуклая внутренняя режущая кромка (11) и выпуклая внешняя режущая кромка (12) расположены симметрично относительно шишкообразного выступа (15).

6. Сверлильная вставка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что режущие кромки (8, 9, 11, 12) расположены асимметрично, так что возникающие при работе силы резания компенсируют друг друга.

7. Сверлильная вставка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит дополнительный задний угол в области задней поверхности, относящейся к выпуклости (10).

8. Сверлильная вставка по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена в виде неперетачиваемой режущей пластины с двумя или более режущими кромками (6).

9. Сверлильный инструмент (1) со сверлильной вставкой по любому из пп.1-8, которая расположена в гнезде (4) под режущую пластину таким образом, что центрирующая вершина угловой режущей кромки (6) в виде шишкообразной выпуклости (10) обращена вперед.

10. Сверлильный инструмент (1) по п.9, отличающийся тем, что сверлильная вставка (5) выполнена в виде неперетачиваемой режущей пластины и расположена в гнезде (4) под режущую пластину, имеющем опорные поверхности (7), так, что по меньшей мере одна выпуклость (10) неактивной угловой режущей кромки (6), обращенная к опорным поверхностям гнезда, по меньшей мере, частично входит в угловое отверстие (17), расположенное между двумя опорными поверхностями (7).