РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА Российский патент 2011 года по МПК B23B27/00 B23C5/20 

Настоящее изобретение относится к предназначенной для обработки резанием режущей пластине, у которой, по меньшей мере, одна верхняя поверхность образует переднюю поверхность резца, а периферические, расположенные перпендикулярно друг к другу плоские боковые поверхности образуют задние поверхности резца, причем передняя поверхность имеет граничащий с задними поверхностями плоский участок с передним углом 0°, переходящий через плоский нисходящий участок стенки и, далее, в лежащее ниже плоское дно стружкоотводного желобка, а к середине пластины через плоский восходящий участок стенки переходящий в центрально расположенное плоское плато передней поверхности.

Такая режущая пластина в силу геометрии ее режущей кромки подходит, в частности, для тяжелых режимов резания, то есть для больших глубин резания и больших подач. Определенной длины участок передней поверхности с передним углом 0°, примыкающий к задним поверхностям, препятствует преждевременному износу режущей кромки даже при повышенных нагрузках.

Сопоставимые геометрии передней поверхности раскрыты в DE 4239236 A1. После граничащего с задней поверхностью короткого плоского участка передняя поверхность там переходит сначала в наклонную или вогнутую поверхность, снижаясь до некоторого более глубокого уровня, чтобы к середине подняться и перейти в плато передней поверхности. Сформированный таким образом желобок за режущей кромкой должен способствовать хорошему сходу и надежному слому стружки. Для улучшенного удаления стружки в DE 4239236 A1 было предложено формирование приподнятых стружкоотводных элементов в виде продольных ребер, проходящих в желобке стружколома по существу в направлении схода стружки.

Еще одна режущая пластина с приподнятыми стружкоотводными элементами в виде продольных ребер описана в DE 4437093 A1, причем стружкоотводные элементы располагаются по существу в снижающейся зоне желобка стружколома на расстоянии от плато передней поверхности. Такая геометрия передней поверхности должна при резании способствовать отводу сходящей стружки в зоне, расположенной непосредственно вблизи режущей кромки, без сильного воздействия больших нагрузок от сходящей стружки на саму режущую пластину.

Задача настоящего изобретения заключается в дальнейшем усовершенствовании режущей пластины описанного в начале типа, обеспечивающем целенаправленный стружкоотвод в зоне всей пластины.

Эта задача решается за счет режущей пластины с признаками пункта 1 формулы настоящего изобретения; согласно изобретению в режущей пластине выполнено несколько приподнятых стружкоотводных элементов, имеющих наклонную поверхность, нисходящую ко дну стружкоотводного желобка, и нисходящие боковые поверхности, причем стружкоотводные элементы расположены параллельно и равноудаленно друг от друга на двух противолежащих восходящих участках стенки плато передней поверхности.

Конкретные варианты осуществления настоящего изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

В прямоугольной режущей пластине согласно изобретению плато передней поверхности и стружкоотводные элементы расположены зеркально-симметрично относительно медиатрис каждой режущей кромки. Длина и ширина плато передней поверхности подбирается для каждой области применения режущей пластины. Плато передней поверхности предпочтительно образует прямоугольный центральный выступ с попарно-противолежащими двумя короткими и двумя длинными сторонами. Далее, предпочтительно, чтобы короткие стороны располагались ближе к соответствующим режущим кромкам, чем длинные, с тем чтобы ширина дна стружкоотводного желобка перед длинными сторонами была больше. В это расширенное дно стружкоотводного желобка выходят расположенные перед плато передней поверхности приподнятые стружкоотводные элементы.

Плато передней поверхности расположено на высоте режущих кромок или выше них, то есть уровень плато передней поверхности может лежать выше плоскости режущих кромок. Предпочтительно, чтобы переходящие в лежащее ниже дно стружкоотводного желобка нисходящие наклонные поверхности стружкоотводных элементов были опущены ниже уровня плато передней поверхности с тем, чтобы они, в зависимости от уровня плато передней поверхности, полностью или, по меньшей мере, частично располагались ниже плоскости режущих кромок.

Нисходящие наклонные поверхности стружкоотводных элементов образуют аппарели, имеющие меньший и/или, на отдельных участках, тот же наклон, что и расположенные за ними наклонные участки стенки плато передней поверхности, причем эти наклонные участки стенки плато передней поверхности наклонены относительно дна стружкоотводного желобка под углом от 20° до 40°, предпочтительно под углом 30°. Угол наклона наклонной поверхности стружкоотводных элементов, по меньшей мере, для части этой поверхности предпочтительно составляет ≤15°.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривается, что количество стружкоотводных элементов составляет от 3 до 11 на одну сторону. Количество стружкоотводных элементов может также быть четным.

Предпочтительны также расположенные на расстоянии от режущих кромок плоские нисходящие участки стенки, наклоненные относительно дна стружкоотводного желобка под углом от 20° до 40°, предпочтительно под углом 30°.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения дно стружкоотводного желобка расположено приблизительно на 0,4-0,6 мм, предпочтительно на 0,5 мм ниже и к тому же параллельно относительно плоского участка передней поверхности, образующего передний угол 0°, и имеет ширину 0,5-1,5 мм. Выходящие в дно стружкоотводного желобка приподнятые стружкоотводные элементы доходят, максимум, до середины поверхности дна стружкоотводного желобка. Особенно предпочтительным оказался вариант, при котором эти стружкоотводные элементы доходят лишь до одной четверти ширины дна стружкоотводного желобка. Ширина наклонной поверхности стружкоотводного элемента остается существенно одинаковой по всей длине элемента и составляет 1,0-2,5 мм, предпочтительно 1,65 мм. Максимальная общая ширина W стружкоотводного элемента составляет от 1,5 до 4,5 мм. Расстояние стружкоотводных элементов друг от друга составляет от 0,75 до 1,5 ширины наклонной поверхности, предпочтительно 4,35 мм: в этом случае расстояние от середины наклонной поверхности до середины соседней наклонной поверхности составит 6 мм. Однако ширина наклонной поверхности может также уменьшаться с приближением к верхней стороне плато передней поверхности, причем это сужение может происходить ступенчато, с образованием уступа. Расстояние между коротким участком стенки и началом первого стружкоотводного элемента в одном из предпочтительных вариантов осуществления должно составлять приблизительно от 0,75- до 2-кратной ширины стружкоотводного элемента. Далее, высота стружкоотводных элементов от дна стружкоотводного желобка до конца стружкоотводного элемента должна составлять от 0,45 до 1,25 мм.

Предпочтительным является скругление всех, как наружных, так и внутренних кромок передней поверхности с тем, чтобы придать кромкам износостойкую форму. Далее, для стабилизации режущих кромок предлагается периферическая фаска вдоль всей режущей кромки. Предпочтительная ширина фаски на передней поверхности составляет от 0,4 до 0,6 мм, предпочтительно 0,5 мм, с наклоном под углом от 10° до 20°, предпочтительно под углом 15° относительно участка передней поверхности, образующего передний угол 0°. Эта фаска также препятствует преждевременному износу режущей пластины.

Такой составленный из горизонтальных и наклонных участков профиль передней поверхности, а также расположение стружкоотводных элементов согласно изобретению воздействуют на сход стружки таким образом, что обеспечивается целенаправленный стружкоотвод в зоне всей пластины.

Конкретные варианты осуществления настоящего изобретения представлены на нижеследующих чертежах. На них показаны:

фиг.1 - вид сверху на режущую пластину согласно изобретению;

фиг.2 - поперечный разрез по А-А режущей пластины согласно изобретению, изображенной на фиг.1;

фиг.3 - деталь разреза, показанного на фиг.2;

фиг.4 - деталь выреза, показанного на фиг.3;

фиг.5 - деталь продольного разреза режущей пластины, изображенной на фиг.1;

фиг.6 - изометрическая проекция режущей пластины, изображенной на фиг.1-5.

Изображенная на фигурах 1-6 режущая пластина имеет базовую прямоугольную форму с попарно-противолежащими двумя длинными и двумя короткими режущими кромками, причем вершины режущих кромок скруглены. Отношение размеров длинных и коротких сторон составляет 2:1, причем общая длина L режущей пластины около 50 мм, ширина B - около 25,5 мм, а общая высота H - около 14,5 мм. Однако размеры пластины могут варьироваться в зависимости от условий применения.

По периферии вдоль режущей кромки выполнена фаска 13 постоянной ширины, причем ширина «c» фаски 13 в плоскости передней поверхности составляет 0,5 мм. Угол наклона γ фаски 13 относительно плоского участка 3 передней поверхности, образующего передний угол 0°, составляет 15°.

Плоский участок 3 передней поверхности, образующий передний угол 0°, примыкает к фаске 13 и по всей периферии имеет ширину d=0,85 мм. После этого участка передняя поверхность 1 переходит в нисходящий наклонный участок 4 стенки и, далее, в горизонтальное дно 5 стружкоотводного желобка, чтобы к середине пластины через также наклонный, но восходящий участок 6 стенки подняться на центрально расположенное плато 7 передней поверхности. Углы наклона α и α^' участков 4 и 6 стенки относительно горизонтальной плоскости дна стружкоотводного желобка составляют 30° каждый.

Боковые кромки плато 7 передней поверхности идут параллельно режущим кромкам пластины. Кроме того, плато передней поверхности расположено симметрично относительно обеих медиатрис 11, 12 режущих кромок. Однако расстояние от плато 7 передней поверхности до коротких режущих кромок меньше, чем до длинных, так что образуется периферический стружкоотводный желобок с переменной шириной дна. Ширина b дна стружкоотводного желобка, то есть протяженность дна 5 стружкоотводного желобка между участками 4 и 6 стенки, составляет перед продольными сторонами плато передней поверхности 5,8 мм, а перед поперечными - 1,8 мм. По отношению к участку 3 передней поверхности, образующему передний угол 0°, дно 5 стружкоотводного желобка утоплено на величину a=0,5 мм.

Перед обоими длинными наклонными участками 6 стенки плато 7 передней поверхности расположено по семь одинаковых по длине и ширине стружкоотводных элементов 8 на расстоянии 6,0 мм один от другого, выходящих в дно 5 стружкоотводного желобка. Относительно медиатрис 11, 12 эти стружкоотводные элементы 8 расположены также симметрично. Перед короткими наклонными участками 6 стенки плато 7 передней поверхности стружкоотводных элементов 8 нет. Как видно из фигур 3 и 4, каждый стружкоотводный элемент 8 имеет наклонную поверхность 9 с углами наклона относительно дна 5 стружкоотводного желобка около 15° в нижней зоне и около 30° в верхней, а также наклонные боковые поверхности 10. Боковые поверхности 10 стружкоотводных элементов 8 имеют задний угол от 10° до 30°, при этом кромки границ боковых поверхностей с наклонными поверхностями 9 и дном 5 стружкоотводного желобка, а также с участками 6 стенки скруглены с одинаковыми или различными радиусами скруглений. Эти радиусы скруглений должны быть в пределах от 0,2 до 1,2 мм. В проекции на плоскость дна 5 стружкоотводного желобка каждая наклонная поверхность выходит в дно 5 стружкоотводного желобка на 1,7 мм.

Ширина наклонной поверхности 9 стружкоотводного элемента 8 составляет 1,65 мм. В зоне присоединения к участку 6 стенки наклонная поверхность 9 сужается, причем боковые поверхности 10 в этой зоне имеют незначительный отступ. Наклонные поверхности 9 также имеют в этой зоне небольшой отступ, так что там возникает уступ. Максимальная ширина стружкоотводного элемента может, в зависимости от ширины наклонной поверхности, составлять до 4,5 мм.

На фигуре 1 показана также центральная цилиндрическая выемка 14 в опорной поверхности 15, то есть в поверхности, противолежащей передней поверхности 1. Эта выемка 14 предназначена для размещения устройства крепления. Диаметр D выемки 14 составляет около 6,5 мм, а глубина t - около 6 мм (см. фиг.5).

На фигуре 1 показано также расстояние между коротким участком стенки и первым стружкоотводным элементом.

Как видно из фигуры 2, с задней стороны режущей пластины по всей ее периферии идет скос 16 кромки, причем угол β скоса относительно опорной поверхности 15 составляет 45°.

На фигуре 6, представляющей изометрическую проекцию режущей пластины, ясно виден профиль передней поверхности 1, определяющий сход и формирование стружки. Этот профиль обеспечивает целенаправленное формирование стружки по всей передней поверхности режущей пластины. Геометрия режущей кромки по существу определяется фаской 13, участком 3 передней поверхности, образующим передний угол 0°, и нисходящей ко дну 5 стружкоотводного желобка поверхностью 4 стенки, а также приподнятыми стружкоотводными элементами 8. Пластины с такой геометрией отличаются повышенной износостойкостью - свойством, имеющим особое значение именно в области тяжелых режимов резания.

Режущая пластина предназначена для обработки резанием и имеет, по меньшей мере, одну верхнюю поверхность, образующую переднюю поверхность резца, периферические, расположенные перпендикулярно друг другу плоские боковые поверхности, образующие задние поверхности резца, причем передняя поверхность имеет граничащий с задними поверхностями плоский участок с передним углом 0°, переходящий через плоский нисходящий участок стенки в лежащее ниже плоское дно стружкоотводного желобка, а к середине пластины - через плоский восходящий участок стенки, поднимающийся в центрально расположенное плоское плато передней поверхности. Для обеспечения целенаправленного стружкоотвода на двух противолежащих восходящих участках стенки плато передней поверхности параллельно и равноудаленно друг от друга расположены несколько приподнятых стружкоотводных элементов, имеющих наклонную поверхность, нисходящую ко дну стружкоотводного желобка, и нисходящие боковые поверхности. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Режущая пластина, предназначенная для обработки резанием, у которой, по меньшей мере, одна верхняя поверхность образует переднюю поверхность (1) резца, а периферические расположенные перпендикулярно друг другу плоские боковые поверхности образуют задние поверхности (2) резца, причем передняя поверхность имеет граничащий с задними поверхностями плоский участок (3) с передним углом 0°, переходящий через плоский нисходящий участок (4) стенки в лежащее ниже плоское дно (5) стружкоотводного желобка, а к середине пластины - через плоский восходящий участок (6) стенки, поднимающийся в центрально расположенное плоское плато (7) передней поверхности, отличающаяся тем, что на двух противолежащих восходящих участках (6) стенки плато (7) передней поверхности параллельно и равноудаленно друг от друга расположены несколько приподнятых стружкоотводных элементов (8), имеющих наклонную поверхность (9), нисходящую ко дну (5) стружкоотводного желобка, и нисходящие боковые поверхности (10).

2. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что плато (7) передней поверхности и стружкоотводные элементы (8) расположены зеркально-симметрично относительно обеих медиатрис (11, 12) режущих кромок.

3. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что плато передней поверхности расположено на высоте режущих кромок, или уровень плато (7) передней поверхности лежит выше плоскости режущих кромок.

4. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что наклонные поверхности (9) стружкоотводных элементов (8) опущены ниже уровня плато (7) передней поверхности.

5. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что наклонные поверхности (9) стружкоотводных элементов (8) образуют аппарели, имеющие меньший наклон: предпочтительно ≤15°, и/или на отдельных участках тот же наклон, что и наклонные плоские участки (6) стенки плато (7) передней поверхности, наклоненные относительно дна (5) стружкоотводного желобка под углом α от 20° до 40° предпочтительно под углом 30°.

6. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что расположенные на расстоянии от режущих кромок нисходящие плоские участки (4) стенки наклонены относительно дна (5) стружкоотводного желобка под углом α' от 20° до 40°, предпочтительно под углом 30°.

7. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что дно (5) стружкоотводного желобка опущено приблизительно на величину а, составляющую от 0,4 мм до 0,6 мм предпочтительно на 0,5 мм, относительно участка (3) передней поверхности, образующего передний угол 0°.

8. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что выходящие в дно (5) стружкоотводного желобка стружкоотводные элементы (8) доходят максимум до половины ширины b поверхности дна стружкоотводного желобка, предпочтительно стружкоотводные элементы (8) доходят до одной четверти ширины b поверхности дна стружкоотводного желобка.

9. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что расстояние стружкоотводных элементов (8) друг от друга составляет от 0,75 до 1,5 ширины наклонной поверхности (9).

10. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что вдоль всей режущей кромки снята периферическая фаска (13), ширина с которой на передней поверхности составляет от 0,4 мм до 0,6 мм, предпочтительно 0,5 мм, а наклон γ относительно участка (3) передней поверхности (1), образующего передний угол 0°, составляет от 10° до 20°, предпочтительно 15°.

11. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что она имеет две длинные режущие кромки, и приподнятые стружкоотводные элементы (8) расположены исключительно параллельно этим длинным режущим кромкам.