РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ ОПЕРАЦИЙ РАССВЕРЛИВАНИЯ И/ИЛИ ЗЕНКОВАНИЯ Российский патент 2012 года по МПК B23B51/10 

Изобретение относится к режущей пластине, в частности, для операций рассверливания и/или зенкования, включающей режущий элемент, по меньшей мере, с одной режущей кромкой. Кроме того, изобретение относится к корпусу режущего инструмента, предназначенного для установки, по меньшей мере, одной такой режущей пластины.

Из описания изобретения к патенту WO 2004/056518 А2 (PCT/DE 2003/004274) известно сверло для глубокого сверления с корпусом режущего инструмента, которое используется для выполнения отверстий заданного номинального диапазона диаметров. Сверло для глубокого сверления оснащено сменной режущей пластиной и, по меньшей мере, одной сменной направляющей планкой. В то время как собственно процесс резания производится при помощи режущей кромки режущей пластины, навинченной на корпус режущего элемента, режущий инструмент в процессе сверления по своему периметру поддерживается соответствующими направляющими планками. Известное сверло для глубокого сверления предназначено для выполнения отверстий диаметром от 16 до приблизительно 40 мм. Оно не может быть использовано для выполнения отверстий меньшего диаметра.

Задачей данного изобретения является разработка режущей пластины, максимально удобной, в частности, для операций рассверливания и зенкования. Эта режущая пластина, а также, в частности, предназначенный для ее установки корпус режущего инструмента должны быть приспособлены также и для выполнения отверстий малого диаметра.

Поставленная задача решена за счет разработанной режущей пластины согласно отличительным признакам пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные формы исполнения и прочие признаки приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Для выполнения поставленной задачи режущая пластина или ее базовый или режущий элемент имеет верхнюю сторону и противолежащую ей, отстоящую на некотором расстоянии нижнюю сторону. Верхняя сторона режущей пластины обращена к стенке отверстия, а нижняя сторона служит опорной поверхностью в корпусе режущего инструмента, который, в свою очередь, является составной частью инструмента для рассверливания или зенкования.

Режущая пластина оснащена двумя противолежащими узкими сторонами и двумя противолежащими продольными сторонами. Между одной продольной и одной узкой стороной сформирована режущая кромка, которая практически проходит по всей толщине режущего элемента. Режущая кромка проходит от верхней стороны к нижней стороне по наклонной линии вниз. В направлении оси Z формируется толщина режущего элемента, в направлении оси Х пролегает продольная сторона режущей пластины, а в направлении оси Y пролегает узкая сторона, при этом режущая кромка пролегает относительно плоскости, образованной осями Х и Z, под определенным углом наклона и, следовательно, с наклоном относительно противолежащей продольной стороны. Этот угол наклона составляет, как правило, от 10 до 30°, предпочтительно 20°.

Режущая кромка расположена, предпочтительно, наклонно также и относительно плоскости, образованной направлениями осей Y и Z. Согласно предпочтительной форме исполнения режущая пластина имеет две режущие кромки такого рода, которые расположены по диагонали напротив друг друга. При этом между соответствующей узкой стороной и нижней стороной образован острый угол, который составляет, предпочтительно, около 50°. Для поперечного зенкования, в частности, для зенкования под углом 90°, в качестве альтернативы между соответствующей узкой стороной и нижней стороной может быть сформирован тупой угол, например, 95°.

В особо предпочтительной форме исполнения режущая пластина имеет, по меньшей мере, одну сопряженную с режущей кромкой опорную поверхность, которая в процессе обработки детали резанием при помощи режущей пластины обращена к образующейся при этом стенке отверстия. При помощи этой опорной поверхности, отрицательной по отношению к окружности резания режущей пластины, режущая пластина или содержащий ее корпус режущего инструмента, в котором она установлена, опирается на стенку отверстия. Эти опорные поверхности, предпочтительно, сформированные в режущей пластине или режущем элементе, таким образом дают возможность осуществить необходимую опорную функцию без предварительной установки дополнительных направляющих элементов. За счет формирования такого рода опорной функции в режущий элемент, помимо особо компактной геометрии режущей пластины и корпуса режущего инструмента, в котором она установлена, обеспечивается высокая степень функциональности этих элементов. В этом варианте исполнения режущей пластины режущая кромка проходит от наклонной опорной поверхности вдоль всей оставшейся толщины режущего элемента.

В обращенной к режущей кромке продольной стороне предусмотрена передняя поверхность. Эта передняя поверхность, выполненная, предпочтительно, в виде стружечной канавки, прорезанной в режущем элементе, проходит вдоль режущей кромки, расположенной между верхней и нижней сторонами режущего элемента или режущей пластины. В случае варианта исполнения режущей пластины со встроенными опорными поверхностями, режущая кромка, напротив, проходит из наклонной опорной поверхности по всей оставшейся толщине режущего элемента.

В особо предпочтительной форме исполнения корпус режущего инструмента для установки, по меньшей мере, одной режущей пластины такого рода содержит заднюю грань корпуса, примыкающую к одной стружечной канавке или проходящую между двумя стружечными канавками, и на которой установлен режущий элемент с возможностью замены. При этом режущая пластина расположена тангенциально, а вставленная для данной обработки режущая кромка проходит почти радиально относительно окружности резания в корпусе резательного инструмента или в инструментальном суппорте. При этом режущая пластина предпочтительно расположена над центром, то есть так, чтобы средняя плоскость режущей пластины, образованная направлениями осей Х и Z и разделяющая узкую сторону по ее центру, была несколько приподнята относительно соответствующей средней плоскости X-Z корпуса режущего инструмента. В результате этого сопряженная с соответствующей режущей кромкой опорная поверхность расположена на меньшем расстоянии от окружности резания и, следовательно, в случае использования корпуса режущего инструмента, от стенки отверстия, чем другая, противолежащая и сопряженная с другой режущей кромкой опорная поверхность. За счет образованного опорной поверхностью отрицательного угла обеспечивается незначительный, но достаточный свободный ход режущей пластины при одновременной надежной ее опоре на стенку отверстия.

Для закрепления и позиционирования режущей пластины в корпусе режущего инструмента последний имеет клинообразное посадочное место режущего элемента с первой опорной поверхностью, на которую режущая пластина опирается своей нижней стороной. На вторую опорную поверхность клинообразного посадочного места режущего элемента режущая пластина опирается своей узкой стороной, которая с соответствующей продольной стороной образует режущую кромку, не участвующую в процессе резания. Фиксация режущей пластины в корпусе режущего инструмента производится, предпочтительно, при помощи разъемного резьбового соединения, для чего в режущей пластине имеется центральное сквозное отверстие для крепежного винта.

Достигаемое, согласно предлагаемому изобретению, преимущество заключается, в частности, в том, что за счет предлагаемой геометрии режущей пластины с режущей кромкой, сформированной между продольной и узкой сторонами и наклонной относительно центральной плоскости симметрии, с одной стороны, может быть реализовано тангенциальное расположение и позиционирование режущей пластины на соответствующем корпусе режущего инструмента. Благодаря этому могут выполняться операции рассверливания или зенкования для выполнения отверстий малого диаметра, в частности, менее 10 мм, например, больше или равно 8 мм. Формирование непосредственно в режущей пластине опорной функции отрицательного наклона или ориентирования относительно окружности резания или относительно стенки обрабатываемого отверстия обеспечивает возможность значительного упрощения операции снятия режущей пластины и ее закрепления при заданном тангенциальном позиционировании в корпусе режущего инструмента.

Более детально сущность изобретения поясняется при помощи представленных на рисунках примеров исполнения. На фигурах представлены:

- фиг.1 - общий вид режущей пластины с наклонной режущей кромкой, пролегающей между продольной стороной и узкой стороной, согласно изобретению;

- фиг.2 - режущая пластина согласно фиг.1, вид сверху;

- фиг.3 - продольная сторона режущей пластины, вид сбоку;

- фиг.4 - узкая сторона режущей пластины, вид сбоку;

- фиг.5 - общий вид корпуса сверлильного инструмента с установленной режущей пластиной согласно изобретению;

- фиг.6 - поперечный разрез корпуса режущего инструмента с окружностью резания режущей пластины.

Соответствующие детали обозначены на всех фигурах одинаковыми позициями.

Представленный на фиг.1-4 режущий элемент 1 служит режущей пластиной в сочетании с корпусом режущего инструмента, представленным на фиг.5 и 6 в вырезе и в поперечном сечении, для выполнения операций рассверливания и/или зенкования, в частности, для выполнения отверстий диаметром, к примеру, менее 10 мм.

Режущий элемент 1 имеет две продольные стороны 4, противолежащие друг другу своими верхней 2 и нижней 3 сторонами, и две противолежащие узкие стороны 5. Между одной продольной стороной 4 и одной узкой стороной 5 сформирована режущая кромка 6. Представленный режущий элемент 1 имеет две такие режущие кромки 6, которые расположены на противолежащих по диагонали боковых кромках. К соответствующей режущей кромке 6 примыкает передняя поверхность 7. Передняя поверхность 7 проходит от режущей кромки 6 вдоль части продольной стороны 4 и при этом выполнена в виде вырезанной в режущем элементе 1 L-образной стружечной канавки с образованием задней поверхности 8 передней поверхности.

На верхней стороне 2 режущего элемента 1 предусмотрены две противолежащие друг другу опорные поверхности 9, которые проходят вдоль соответствующей продольной стороны 4 и наклонены относительно нее под отрицательным углом α. Этот угол или угол наклона α составляет около 20°. Между обеими опорными поверхностями 9 в отверстие 10, расположенное по оси Z, входит режущий элемент 1.

Как, в частности, следует из фиг.1 и 3, соответствующая режущая кромка 6 проходит от соответствующей опорной поверхности 9 по всей толщине (d) режущего элемента, которая, согласно представленной системе координат, сформирована вдоль оси Z. Кроме того, как четко видно на фиг.4, режущая кромка 6 проходит под углом относительно плоскости X-Z, образованной осями Х и Z, вдоль продольной стороны 4. Таким образом, передняя поверхность 7, примыкающая к соответствующей режущей кромке 6, также проходит практически по всей толщине (d) режущего элемента. Соответствующая режущая кромка 6 проходит наклонно под углом β от верхней стороны 2 к кромке 11 режущего элемента, сформированной между нижней стороной 3 и противолежащей ей продольной стороной 4 и ориентированной вниз. Угол β наклона составляет, предпочтительно, около 20°.

Как наглядно представлено на фиг.3, узкие стороны 5 проходят наклонно относительно плоскости Y-Z, сформированной осями Y и Z. При этом узкие стороны 5 образуют с нижней стороной 3 острый угол γ. Данный угол или угол γ наклона составляет, предпочтительно, около 50°.

Режущий элемент 1 в плоскости X-Y, заключенной между осями Х и Y, то есть в проекции на его верхнюю 2 или нижнюю 3 стороны, имеет форму параллелограмма. В проекции на продольную плоскость 4, то есть в плоскости X-Z, заключенной между осями Х и Z, режущий элемент 1 имеет практически трапецеидальную форму.

На фиг.5 представлен корпус 12 режущего инструмента с тангенциально расположенной режущей пластиной или режущим элементом 1. Режущая пластина или режущий элемент 1 расположен на задней грани 13 корпуса 12 режущего инструмента и своей нижней стороной 3, которая служит опорной поверхностью, опирается на заднюю грань 13 корпуса. Данная задняя грань 13 корпуса сформирована между двумя спиральными стружечными канавками 14, 15 корпуса 12 режущего инструмента. При этом на задней грани 13 режущей кромки корпуса 12 режущего инструмента выполнена клинообразная выемка 16. Она, в свою очередь, образует первую опорную поверхность 17, к которой прилегает своей нижней стороной 3 режущая пластина 1. Ко второй опорной поверхности 18, проходящей под углом относительно первой опорной поверхности 17, режущая пластина 1 прилегает своей узкой стороной 5, которая образует режущую кромку 6, не используемую в процессе резания.

Из представленного на фиг.6 поперечного сечения корпуса 12 режущего инструмента видно, что режущая кромка 6 режущей пластины 1 проходит радиально относительно центра корпуса или центральной точки 19 корпуса. На примере представленной окружности резания 20 режущей пластины 1 видно, что режущая пластина 1 своей опорной поверхностью 9, сопряженной с расположенной в режущей пластине 1 режущей кромкой 6, прилегает почти без зазора к представленной на окружности резания 20 стенке отверстия обрабатываемой детали. Благодаря этому обеспечивается надежная опора режущей пластины 1 и корпуса 12 режущего инструмента, в котором она установлена, на стенку отверстия.

Из рисунка также видно, что противолежащая опорная поверхность 9 расположена на относительно большом расстоянии от окружности резания 20. Это обусловлено тем, что режущая пластина 1, закрепленная при помощи крепежного винта 22 на корпусе 12 режущего инструмента, или ее средняя линия 21 расположены несколько выше центра и, следовательно, выше средней линии 23 корпуса 12 режущего инструмента, которая проходит параллельно средней линии 21 режущей пластины 1, и окружности резания 20. Благодаря этому, помимо надежной опорной функции обеспечивается достаточный свободный ход режущей пластины 1.

Благодаря особо компактному геометрическому исполнению режущей пластины 1 она имеет соответственно малые установочные размеры, что обеспечивает возможность тангенциального расположения или позиционирования режущей пластины 1 режущего инструмента в корпусе 12 режущего инструмента. Это обуславливает уменьшение диаметра режущего элемента, что позволяет относительно простым способом выполнять отверстия диаметром менее 16 мм, в частности, отверстия диаметром, большим или равным 8 мм.

Режущая пластина имеет верхнюю сторону и нижнюю сторону, расположенную напротив верхней стороны (2) на расстоянии, равном толщине режущей пластины, проходящей в направлении оси Z с образованием двух продольных сторон, проходящих в направлении оси X, и двух узких сторон, проходящих в направлении оси Y, и по меньшей мере одну режущую кромку, образованную между одной продольной стороной и узкой стороной и проходящую почти по всей толщине режущей пластины. Для расширения технологических возможностей она имеет две режущие кромки, расположенные по диагонали напротив друг друга. При этом режущие кромки проходят наклонно относительно нижней стороны, причем на продольной стороне, обращенной к соответствующей режущей кромке, выполнена передняя поверхность, проходящая между верхней стороной и нижней стороной, и между верхней стороной и соответствующей продольной стороной, выполнена опорная поверхность, наклоненная относительно нижней стороны. При этом угол наклона составляет, предпочтительно, около 20°. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Режущая пластина (1) для режущего инструмента, имеющая верхнюю сторону (2) и нижнюю сторону (3), расположенную напротив верхней стороны (2) на расстоянии, равном толщине (d) режущей пластины, проходящей в направлении оси Z с образованием двух продольных сторон (4), проходящих в направлении оси X, и двух узких сторон (5), проходящих в направлении оси Y, и по меньшей мере одну режущую кромку (6), образованную между одной продольной стороной (4) и одной узкой стороной (5) и проходящую почти по всей толщине (d) режущей пластины, отличающаяся тем, что она имеет две режущие кромки (6), расположенные по диагонали напротив друг друга, при этом режущие кромки (6) проходят наклонно относительно нижней стороны (3), причем на продольной стороне (4), обращенной к соответствующей режущей кромке (6), выполнена передняя поверхность (7), проходящая между верхней стороной (2) и нижней стороной (3), и между верхней стороной (2) и соответствующей продольной стороной (4) выполнена опорная поверхность (9), наклоненная относительно нижней стороны (3), при этом угол (α) наклона составляет предпочтительно около 20°.

2. Режущая пластина (1) по п.1, отличающаяся тем, что узкая сторона (5) проходит наклонно относительно образованной осями Х и Z плоскости под углом (β) наклона, который предпочтительно составляет около 20°.

3. Режущая пластина (1) по п.2, отличающаяся тем, что режущая кромка (6) проходит наклонно относительно противолежащей продольной стороны (4).

4. Режущая пластина (1) по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что режущая кромка (6) наклонена с образованием острого угла (γ) между узкой стороной (5) и нижней стороной (3), причем угол (γ) наклона составляет предпочтительно около 50°.

5. Режущая пластина (1) по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что передняя поверхность (7) выполнена в виде стружечной канавки.

6. Режущая пластина (1) по п.4, отличающаяся тем, что передняя поверхность (7) выполнена в виде стружечной канавки.

7. Режущая пластина (1) по любому из пп.1, 2, 3 или 6, отличающаяся тем, что она имеет сквозное отверстие (10), проходящее в направлении оси Z, для установки крепежного винта (22).

8. Режущая пластина (1) по п.4, отличающаяся тем, что она имеет сквозное отверстие (10), проходящее в направлении оси Z, для установки крепежного винта (22).

9. Режущая пластина (1) по п.5, отличающаяся тем, что она имеет сквозное отверстие (10), проходящее в направлении оси Z, для установки крепежного винта (22).

10. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что она предназначена для операций рассверливания и/или зенкования.

11. Корпус (12) режущего инструмента, имеющий по меньшей мере одну расположенную тангенциально режущую пластину (1) по любому из пп.1-10.

12. Корпус (12) режущего инструмента по п.10, отличающийся тем, что он имеет заднюю грань (13) корпуса, проходящую в продольном направлении (X) корпуса и на которой с возможностью замены закреплена режущая пластина (1).

13. Корпус (12) режущего инструмента по п.11 или 12, отличающийся тем, что он имеет клинообразное посадочное место (16) режущей пластины, образующее первую опорную поверхность (17), к которой режущая пластина (1) прилегает своей нижней стороной (3), и вторую опорную поверхность (18), к которой режущая пластина (1) прилегает своей узкой стороной (5).

14. Корпус (12) режущего инструмента по п.11 или 12, отличающийся тем, что используемая режущая кромка (6) режущей пластины проходит радиально относительно центральной точки (19) корпуса.

15. Корпус (12) режущего инструмента по п.13, отличающийся тем, что используемая режущая кромка (6) режущей пластины проходит радиально относительно центральной точки (19) корпуса.

16. Корпус (12) режущего инструмента по п.11, отличающийся тем, что он предназначен для сверлильного инструмента.