ЗАЖИМНОЙ ЭЛЕМЕНТ, ДЕРЖАВКА И ИНДЕКСИРУЕМЫЙ РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 2012 года по МПК B23B27/16 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к зажимному элементу для зажатия режущей пластины на державке, к державке, снабженной зажимным элементом, и к индексируемому режущему инструменту, который имеет режущую пластину, установленную на державке.

Уровень техники

Известен неперетачиваемый режущий инструмент, который имеет режущую пластину, съемно закрепленную на верхней концевой поверхности дистального концевого участка державки. В документе PTL1 раскрыт механизм для установки режущей пластины на державке путем прижатия режущей пластины, размещенной в установочном гнезде для режущей пластины, которое выполнено на верхней концевой поверхности дистального концевого участка державки, к нижней поверхности и к поверхности стенки установочного гнезда для режущей пластины с помощью зажимной детали (зажимного элемента) от вышеуказанной режущей пластины. В установочном механизме зажимной элемент имеет поверхность скольжения, взаимно контактирующую с наклонной поверхностью державки, и зажимной участок, выполненный с выступом, взаимодействующим с установочным отверстием, которое выполнено в режущей пластине. При прижатии зажимного элемента с помощью зажимного болта выступ вставляется в установочное отверстие режущей пластины, как только зажимной элемент перемещается вниз, а поверхность скольжения зажимного элемента взаимно взаимодействует с наклонной поверхностью державки так, что зажимной элемент перемещается в направлении вдоль наклонной поверхности относительно державки. В результате зажимной элемент прижимает режущую пластину к нижней поверхности и к поверхности стенки.

Перечень патентной литературы

PTL1: Публикация заявки на патент Японии № Н10-071508 (1998).

Раскрытие изобретения

Техническая проблема

В режущей пластине вышеуказанного типа, как только зажимной болт затягивают, момент, который поворачивает зажимной элемент вокруг центральной оси зажимного болта, действует на него вместе с поворотом зажимного элемента. За счет этого затягивание зажимного болта возможно является причиной того, что выступ повернутого зажимного элемента будет смещен относительно установочного отверстия режущей пластины. Следовательно, выступ не может быть вставлен в установочное отверстие так, что режущая пластина не может быть надежно зажата в установочном гнезде для режущей пластины.

Задачей настоящего изобретения является создание зажимного элемента, выполненного предпочтительно с возможностью зажатия режущей пластины на державке, державки, снабженной зажимным элементом, и индексируемого режущего инструмента, в котором режущая пластина установлена на державке для решения вышеупомянутой проблемы.

Решение проблемы

В настоящем изобретении предлагается зажимной элемент для режущей пластины, который зажимает режущую пластину на державке и включает в себя корпус, имеющий верхнюю поверхность, выполненную с возможностью взаимодействия с головкой зажимного болта, нижнюю поверхность, обращенную к державке, и отверстие для болта для вставки зажимного болта, причем отверстие для болта проходит насквозь между верхней поверхностью и нижней поверхностью, и выступающий участок, выступающий от нижней поверхности и выполненный с возможностью взаимодействия с установочным отверстием, выполненным в режущей пластине, при этом выступающий участок имеет наклонную поверхность, обращенную в направлении вращения вокруг центральной оси зажимного болта, причем поверхность наклонена так, что выступающий участок постепенно сужается от стороны основания к его концевой стороне.

Предпочтительно, выступающий участок имеет первую и вторую наклонные поверхности, обращенные в первом и втором направлениях вращения вокруг центральной оси зажимного болта соответственно. Первая и вторая поверхности наклонены так, что выступающий участок постепенно сужается от стороны основания к его концевой стороне.

Более предпочтительно, наклонная поверхность плавно изогнута в периферийном направлении выступающего участка.

Кроме того, наклонная поверхность выполнена так, что заданная область на наружной периферийной поверхности выступа, за исключением наклонной поверхности, взаимодействует с внутренней периферийной поверхностью установочного отверстия.

Кроме того, может быть использована конфигурация, в которой выступающий участок имеет основную форму, состоящую из круглой цилиндрической формы или эллиптической цилиндрической формы с основной осью в продольном направлении зажимного элемента, при этом по меньшей мере один из участков боковой поверхности основной формы, обращенных в первом или втором направлениях вращения вокруг центральной оси зажимного болта, срезан так, что выступающий участок постепенно сужается от стороны основания к его концевой стороне.

В зажимном элементе согласно настоящему изобретению выступающий участок выполнен с наклонными поверхностями, наклоняющимися так, что выступающий участок постепенно сужается от стороны основания к его концевой стороне, таким образом выступающий участок плавно вставляется в установочное отверстие режущей пластины посредством действия наклонной поверхности при повороте вокруг центральной оси зажимного болта.

Державка согласно настоящему изобретению отличается тем, что имеет вышеописанный зажимной элемент.

Режущий инструмент согласно настоящему изобретению отличается тем, что имеет вышеописанную державку и режущую пластину, подвижно установленную на державке.

Предпочтительные эффекты изобретения

Согласно настоящему изобретению выступ зажимного элемента надежно вставляется в установочное отверстие режущей пластины для взаимодействия выступа с внутренней периферийной поверхностью режущей пластины для того, чтобы режущая пластина могла быть зажата на державке.

Краткое описание чертежей

Фиг.1А представляет собой вид в перспективе, на котором показан режущий инструмент согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.1В представляет собой вид в разрезе зажимного элемента, разрезанного вдоль плоскости в продольном направлении зажимного элемента;

фиг.1С представляет собой вид сверху, на котором показан дистальный концевой участок режущего инструмента;

фиг.1D представляет собой вид в разрезе по линии ID-ID на фиг.1С;

фиг.2А представляет собой наружный вид в перспективе зажимного элемента по одному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.2В представляет собой вид спереди зажимного элемента по фиг.2А с его передней стороны;

фиг.2С представляет собой вид сбоку зажимного элемента по фиг.2А;

фиг.2D представляет собой вид снизу зажимного элемента по фиг.2А;

фиг.2Е представляет собой вид сверху зажимного элемента по фиг.2А;

фиг.2F представляет собой вид в разрезе по линии IIF-IIF на фиг.2Е; и

фиг.2G представляет собой вид в разрезе по линии IIG-IIG зажимного элемента на фиг.2F.

Описание вариантов осуществления настоящего изобретения

Вариант осуществления настоящего изобретения будет подробно описан ниже со ссылками на приложенные чертежи. На фиг.1А-1D представлены виды, на которых показан режущий инструмент по одному варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.1А представлен внешний вид режущего инструмента в перспективе. Фиг.1В представляет собой вид в разрезе дистального концевого участка зажимного элемента, разрезанного вдоль плоскости в продольном направлении зажимного элемента. Фиг.1С представляет собой вид сверху дистального концевого участка режущего инструмента. Фиг.1D представляет собой вид в разрезе дистального концевого участка режущего инструмента по линии ID-ID на фиг.1С.

Режущий инструмент 20, который используется для токарной обработки, включает в себя зажимной элемент 1, державку 10, режущую пластину 30, съемно установленную в гнезде 11 для режущей пластины державки 10, как показано на фиг.1А-1D.

Державка 10 выполнена из стали или подобного материала и имеет корпус с, по существу, прямоугольным кубовидным хвостовиком, установочным гнездом для режущей пластины, выполненным на дистальном концевом участке корпуса, внутренним резьбовым отверстием 12, выполненным рядом с установочным гнездом 11 для режущей пластины, наклонной поверхностью 13, образованной около внутреннего резьбового отверстия, и зажимной элемент, зажатый на державке 10 с помощью зажимного болта 40.

В режущем инструменте 20 режущая пластина 30 расположена в установочном гнезде 11 для режущей пластины державки 10, при этом зажимной элемент 1 размещен на верхней поверхности режущей пластины 30. Когда зажимной болт 40 завинчивают через отверстие 5 для болта зажимного элемента 1 во внутреннее резьбовое отверстие 12 державки 10, головка зажимного болта 40 взаимодействует с верхней поверхностью зажимного элемента 1 так, что режущая пластина 30 прижата к установочному гнезду 11 для режущей пластины с помощью нажимной поверхности 4 зажимного элемента 1 и фиксируется в нем.

Режущая пластина 30 выполнена из материала, такого как цементированный карбид, кермет или керамика. Режущая пластина 30 имеет, по существу, плоскую ромбическую форму, как показано на фиг.1А-1С, и содержит передние поверхности, выполненные на ее верхней поверхности, боковые поверхности на боковой поверхности, пересекающиеся с передними поверхностями, и режущие кромки, образованные на пересечении участков, где соответствующие передние поверхности и соответствующие боковые поверхности режущего инструмента пересекаются друг с другом. Установочное отверстие 31 выполнено в центральном участке режущей пластины 30.

Фиг.2А-2G представляют собой виды, на которых показана конструкция зажимного элемента. Фиг.2А представляет собой внешний вид зажимного элемента в перспективе. Фиг.2В представляет собой вид спереди зажимного элемента. Фиг.2С представляет собой вид сбоку зажимного элемента. Фиг.2D представляет собой вид снизу зажимного элемента. Фиг.2F представляет собой вид зажимного элемента в разрезе по линии IIF-IIF на фиг.2Е. Фиг.2G представляет собой вид зажимного элемента в разрезе по линии IIG-IIG.

Зажимной элемент 1 согласно настоящему изобретению выполнен из материала такого как спеченный карбид, быстрорежущая сталь, легированная сталь и нержавеющая сталь. Корпус зажимного элемента 1 имеет вытянутую, по существу, полуовальную форму, сторона переднего конца которой в продольном направлении меньше, чем сторона заднего конца по ширине и высоте. Корпус зажимного элемента 1 на нижней поверхности 2 передней концевой стороны в продольном направлении выполнен с выступающим участком 3, взаимодействующим с установочным отверстием 31 режущей пластины 30 и прижимной поверхностью 4, прижимающей верхнюю поверхность режущей пластины 30.

Корпус зажимного элемента 1 выполнен с поверхностью 9 скольжения, контактирующей с наклонной поверхностью 13, образованной на державке 10 на ее задней концевой стороне. Кроме того, отверстие 5 для болта, которое проходит через зажимной элемент в вертикальном направлении, выполнено между выступающим участком 3 и наклонной поверхностью 13 в продольном направлении корпуса зажимного элемента 1.

Выступающий участок 3 имеет две наклонные поверхности 3а, 3а, обращенные в направлениях R1 и R2 вращения вокруг центральной оси Ct зажимного болта 40. Наклонные поверхности 3а, 3а наклонены так, что выступающий участок 3 постепенно сужается от стороны основания к его концевой стороне. То есть выступающий участок 3 имеет круглую цилиндрическую основную форму, при этом его участки боковой поверхности, обращенные в первом и втором направлениях вращения вокруг центральной оси Ct зажимного болта 40, срезаны так, что выступающий участок 3 постепенно сужается от стороны основания к его концевой стороне. Как видно из чертежей, каждая из наклонных поверхностей 3а, 3а плавно изогнута в периферийном направлении выступающего участка 3 и продолжается линейно от стороны основания к его концевой стороне. Как показано на фиг.2D, 2F и 2G, выступающий участок 3 имеет вогнутую изогнутую поверхность 3с на стороне основания выступающего участка 3 и выпуклую изогнутую контактирующую поверхность 3b на концевой стороне выступающего участка 3, на наружной периферийной поверхности, расположенной на задней концевой стороне выступающего участка в продольном направлении зажимного элемента 1. Контактирующая поверхность 3b взаимодействует с внутренней периферийной поверхностью установочного отверстия 31.

В настоящем варианте осуществления изобретения, когда выступающий участок 3 вставляют в установочное отверстие 31 режущей пластины 30, наклонная поверхность 3а, состоящая из гладкой изогнутой поверхности, выполненной на вступающем участке 3, может заставить выступающий участок 3 плавно входить в установочное отверстие 31, даже если зажимной элемент 1 немного повернут вокруг центральной оси зажимного болта 40 и наклонная поверхность 3а пересекается с периферийным краевым участком отверстия установочного отверстия 31.

Поскольку болт затягивают в состоянии, при котором выступающий участок 3 вставляется в установочное отверстие 31, крутящий момент вокруг центральной оси Ct зажимного болта 40 действует на зажимной элемент 1 так, что контактирующая поверхность 3b выступа 3 создает сплошную линию или точку контакта с внутренней периферийной поверхностью установочного отверстия 31. При этом режущая пластина 30 плавно поджимается, чтобы перемещаться от дистальной концевой стороны к стороне хвостовика державки 10 посредством взаимодействия наклонной поверхности 13 державки 10 и поверхности 9 скольжения зажимного элемента 1, контактирующей с ней. То есть зажимной элемент 1 перемещает режущую пластину от дистальной концевой стороны к хвостовику державки 10, одновременно поджимая верхнюю поверхность режущей пластины 30 так, что режущая пластина 30 устойчиво и жестко зажата на державке 10. В результате вибрация режущей пластины 30, связанная с обточкой, разрушением режущей кромки и т.п., может быть подавлена так, что может быть получена обработанная поверхность высокого качества.

В данном варианте осуществления настоящего изобретения сторона основания выступа 3 зажимного элемента 1 больше по ширине, чем его концевая сторона. Соответственно, уменьшение прочности стороны основания, где имеется тенденция к концентрации напряжения, когда выступ 3 взаимодействует с установочным отверстием 31 режущей пластины, может быть устранено так, что может быть уменьшена поломка выступающего участка 3.

В настоящем варианте осуществления изобретения две наклонные поверхности 3а, 3а образованы на выступающем участке 3 соответственно двум направлениям вращения R1 и R2, однако, может быть также использована одна наклонная поверхность 3а. То есть наклонная поверхность 3а может быть выполнена только на стороне, направляющей вращение зажимного элемента 1, когда зажимной болт 40 затянут (направление вращения, когда зажимной болт затянут). Кроме того, в качестве основной формы выступающего участка 3 также может быть использована, по существу, круглая цилиндрическая форма, а также, по существу, эллиптическая или овальная цилиндрическая форма с основной осью в продольном направлении зажимного элемента 1 (в том же направлении, что и направление перемещения режущей пластины).

В качестве средства предотвращения вращения зажимного элемента взаимодействующее средство, имеющее выпуклый или вогнутый участок, образованный на корпусе и взаимодействующий с ним (не показано), может быть использовано вместо средства путем контакта поверхности 9 скольжения зажимного элемента и наклонной поверхности 13 державки согласно настоящему варианту осуществления изобретения. В таком взаимодействующем средстве практически невозможно точно войти в зацепление с взаимодействующим средством для того, чтобы не полностью повернуть зажимной элемент. Согласно зажимному элементу по настоящему варианту осуществления изобретения, даже в случае использования такого взаимодействующего средства, режущая пластина 30 может быть прочно зажата, потому что выступающий участок 3 корпуса надежно вставлен в установочное отверстие 31 режущей пластины 30 и прочно входит в зацепление с внутренней периферийной поверхностью установочного отверстия 31.

В данном варианте осуществления настоящего изобретения зажимной элемент выполнен вытянутой полуовальной формы. Однако форма зажимного элемента 6 не ограничена этой формой, и могут быть использованы другие формы, такие как прямоугольная, круглая и асимметричная.

В данном варианте осуществления изобретения режущий инструмент 20, используемый для токарной обработки, был описан как индексируемый режущий инструмент, однако настоящее изобретение не ограничено этим вариантом. Настоящее изобретение также применимо к разнообразным индексируемым режущим инструментам, таким как торцовая фреза.

В данном варианте осуществления изобретения используется режущая пластина 30, имеющая, по существу, плоскую ромбическую форму, однако форма режущей пластины 30 не ограничена этой формой. Могут быть использованы режущие пластины, имеющие такие формы, как круглую, треугольную и прямоугольную.

Зажимной элемент для надежной вставки его выступающего участка в установочное отверстие режущей пластины для взаимодействия выступающего участка с периферийной внутренней поверхностью режущей пластины и прочного зажатия режущей пластины на державке. Зажимной элемент включает в себя корпус с верхней поверхностью, выполненной с возможностью взаимодействия с головкой зажимного болта (40), нижней поверхностью, обращенной к державке (10), и отверстием (5) для вставки зажимного болта, и выступающий от нижней поверхности участок (3), выполненный с возможностью взаимодействия с установочным отверстием, выполненным в режущей пластине (30), при этом выступающий участок (3) имеет наклонную поверхность (3а), обращенную в направлении вращения вокруг центральной оси зажимного болта, причем поверхность наклонена так, что выступающий участок постепенно сужается от стороны основания к его концевой стороне. Обеспечивается надежное зажатие режущей пластины на державке. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Зажимной элемент для режущей пластины, который зажимает режущую пластину на державке с помощью зажимного болта, содержащий корпус, имеющий верхнюю поверхность, выполненную с возможностью взаимодействия с головкой зажимного болта, нижнюю поверхность, обращенную к державке, и отверстие для вставки зажимного болта, причем отверстие для болта проходит насквозь между верхней поверхностью и нижней поверхностью, и выступающий от нижней поверхности участок, выполненный с возможностью взаимодействия с установочным отверстием, выполненным в режущей пластине, при этом выступающий участок имеет наклонную поверхность, обращенную в направлении вращения вокруг центральной оси зажимного болта, причем поверхность наклонена так, что выступающий участок постепенно сужается от стороны основания к его концевой стороне.

2. Элемент по п.1, в котором выступающий участок имеет первую и вторую наклонные поверхности, обращенные в первом и втором направлениях вращения вокруг центральной оси зажимного болта соответственно, при этом первая и вторая поверхности наклонены так, что выступающий участок постепенно сужается от стороны основания к его концевой стороне.

3. Элемент по п.2, в котором наклонная поверхность плавно изогнута в периферийном направлении выступающего участка.

4. Элемент по п.1, в котором заданная область на наружной периферийной поверхности выступа, за исключением наклонной поверхности, взаимодействует с внутренней периферийной поверхностью установочного отверстия.

5. Элемент по п.1, в котором выступающий участок имеет основную форму, состоящую из круглой цилиндрической формы или эллиптической цилиндрической формы с основной осью в продольном направлении зажимного элемента, при этом по меньшей мере один из участков боковой поверхности основной формы, обращенных в первом и втором направлениях вращения вокруг центральной оси зажимного болта, срезан так, что выступающий участок постепенно сужается от стороны основания к его концевой стороне.

6. Державка, содержащая корпус державки и зажимной элемент, который зажимает режущую пластину на корпусе державки с помощью зажимного болта, при этом зажимной элемент содержит корпус, имеющий верхнюю поверхность, выполненную с возможностью взаимодействия с головкой зажимного болта, нижнюю поверхность, обращенную к корпусу державки, и отверстие для вставки зажимного болта, причем отверстие для болта проходит насквозь между верхней поверхностью и нижней поверхностью, и выступающий от нижней поверхности участок, выполненный с возможностью взаимодействия с установочным отверстием, выполненным в режущей пластине, при этом выступающий участок имеет наклонную поверхность, обращенную в направлении вращения вокруг центральной оси зажимного болта, причем поверхность наклонена так, что выступающий участок постепенно сужается от стороны основания к его концевой стороне.

7. Режущий инструмент, содержащий корпус державки, режущую пластину, съемно установленную на державке, и зажимной элемент, который зажимает режущую пластину на корпусе державки с помощью зажимного болта, при этом зажимной элемент содержит корпус, имеющий верхнюю поверхность, выполненную с возможностью взаимодействия с головкой зажимного болта, нижнюю поверхность, обращенную к корпусу державки, и отверстие для вставки зажимного болта, причем отверстие для болта проходит насквозь между верхней поверхностью и нижней поверхностью, и выступающий от нижней поверхности участок, выполненный с возможностью взаимодействия с установочным отверстием, выполненным в режущей пластине, при этом выступающий участок имеет наклонную поверхность, обращенную в направлении вращения вокруг центральной оси зажимного болта, причем поверхность наклонена так, что выступающий участок постепенно сужается от стороны основания к его концевой стороне.