РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА ДЛЯ ЧИСТОВОЙ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ, СОДЕРЖАЩАЯ СИСТЕМУ УДАЛЕНИЯ СТРУЖКИ Российский патент 2018 года по МПК B23B27/22 

Область техники, к которой относится изобретение

[001] Предметом настоящей заявки является режущая пластина для операций механообработки, в частности, режущая пластина для токарной обработки, содержащая систему удаления стружки, для операций чистовой механообработки.

Предпосылки к созданию изобретения

[002] Среди множества публикаций, относящихся к режущим пластинам для токарной обработки и их системам удаления стружки, в US 4,941,780 описано несколько заметных систем удаления стружки, разработанных для обеспечения режущей пластины, выполненной для операций чистовой, промежуточной и черновой механообработки.

[003] В настоящей заявке считается, что операции чистовой механообработки имеют глубину резания 0,3 мм-2,0 мм, операции промежуточной механообработки имеют глубину 2,0 мм-4,0 мм, и операции черновой механообработки имеют глубину более 4,0 мм.

[004] В отличие от предмета, описанного в US 4,941,780, предмет настоящей заявки разработан специально для операций чистовой механообработки с дополнительными признаками для случайного перекрытия смежного диапазона промежуточной глубины (то есть, глубины до 3,0 мм).

[005] Задачей настоящего изобретения является создание новой и улучшенной системы удаления стружки.

Раскрытие изобретения

[006] Система удаления стружки согласно предмету настоящей заявки разработана для обеспечения относительно долгого срока службы инструмента и хорошей эффективности по снятию заусенцев в диапазоне чистовой глубины и в смежном диапазоне промежуточной глубины, в частности, для механической обработки нержавеющей стали.

[007] В соответствии с первым аспектом предмета настоящей заявки, разработана режущая пластина для чистовой токарной обработки, содержащая систему удаления стружки; причем система удаления стружки содержит промежуточный выступ (то есть, выступ, выполненный с возможностью удаления стружки при операциях промежуточной механообработки) и чистовой выступ (то есть, выступ, выполненный с возможностью удаления стружки при операциях чистовой механообработки), находящийся между промежуточным выступом и углом. Чистовой выступ также включает в себя переднюю чистовую отводящую поверхность и первую и вторую задние поверхности, продолжающиеся к промежуточному выступу от передней чистовой отводящей поверхности.

[008] Согласно другому аспекту предмета настоящей заявки, разработана режущая пластина для чистовой токарной обработки, содержащая: противоположные первую и вторую поверхности, которые образуют базовую плоскость, расположенную между ними и продолжающуюся параллельно им; продолжающуюся по периферии периферийную поверхность, соединенную с первой и второй поверхностями; первый угол, образующий, у первой поверхности, радиус угла; режущую кромку, образованную между первой поверхностью и периферийной поверхностью, и продолжающуюся вдоль первого угла, а также первую и вторую части кромки, соединенные с первым углом и продолжающиеся от разных его сторон; и систему удаления стружки, образованную у первой поверхности; причем базовая плоскость образует: направление вверх, направленное перпендикулярно от базовой плоскости к первой поверхности; направление вниз, противоположное направлению вверх; и биссекторную плоскость, перпендикулярную базовой плоскости и делящую первый угол пополам; причем биссекторная плоскость образует направление внутрь, направленное в режущую пластину и параллельное базовой плоскости; систему удаления стружки, являющуюся симметричной вокруг биссекторной плоскости и содержащую: промежуточный выступ; и чистовой выступ, расположенный между промежуточным выступом и первым углом; причем промежуточный выступ содержит: первую и вторую промежуточные отводящие поверхности, соответственно обращенные к первой и второй частям кромки; и промежуточную верхнюю поверхность, соединенную с первой и второй промежуточными отводящими поверхностями и расположенную дальше от базовой плоскости, чем режущая кромка; причем чистовой выступ содержит: переднюю чистовую отводящую поверхность; заднюю поверхность, продолжающуюся к промежуточному выступу; причем первая и вторая задние поверхности продолжаются от передней чистовой отводящей поверхности к задней поверхности, и соответственно обращены к первой и второй частям кромки; и чистовую вершину, соединенную с передней чистовой отводящей поверхностью, задней поверхностью и первой и второй задними поверхностями, и расположенную ближе к базовой плоскости, чем режущая кромка.

[009] Следует понимать, что, несмотря на то, что каждый элемент в системе удаления стружки выполняет требуемую функцию, после разработки и испытания нескольких разных конструкций обнаружено, что некоторые признаки в упомянутых выше аспектах могут способствовать достижению наилучших результатов в отношении общего срока службы инструмента в диапазоне чистовой глубины вместе с превосходной эффективностью по снятию заусенцев.

[0010] В частности, без привязки к теории, считается, что комбинация предусмотрения чистового выступа (дополнительный материал увеличивает конструктивную прочность и, посредством этого, уменьшает обкалывание у находящихся вблизи от него режущих кромок) вместе с его боковыми поверхностями, имеющими отрицательный угол («задними поверхностями») (уменьшенный материал обеспечивает достаточное пространство для функционирования находящих вблизи от него режущих кромок), является значительной для достижения превосходных результатов этой конструкции по сравнению с другими испытанными конструкциями.

[0011] Следует понимать, что изложенное выше является обобщением, и что любой из изложенных выше аспектов может дополнительно содержать любой из признаков, описанных далее в этом документе. В частности, к любому из упомянутых выше аспектов могут быть применены следующие признаки, либо отдельно, либо в комбинации:

A. Режущая пластина может содержать противоположные первую и вторую поверхности. Первая и вторая поверхности могут быть параллельны друг другу. Режущая пластина может содержать продолжающуюся по периферии периферийную поверхность, соединенную с первой и второй поверхностями.

B. Первая и вторая поверхности режущей пластины могут образовывать базовую плоскость P_R, расположенную между ними и продолжающуюся параллельно им. Базовая плоскость может образовывать: направление вверх, направленное перпендикулярно от базовой плоскости к первой поверхности; направление вниз, противоположное направлению вверх; и биссекторную плоскость, перпендикулярную базовой плоскости и делящую угол пополам. Базовая плоскость может быть расположена посередине между первой и второй поверхностями.

C. Режущая пластина может содержать угол, образующий радиус угла у первой поверхности

D. Режущая кромка может быть образована между первой поверхностью и периферийной поверхностью.

E. Режущая кромка может продолжаться вдоль угла, а также первой и второй частей кромки, соединенных с углом и продолжающихся от разных его сторон.

F. Каждая из первой и второй частей кромки может быть образована с вогнутым углублением. Вогнутое углубление может быть выполнено с возможностью направления стружки к чистовым и/или промежуточным выступам. Другими словами, вогнутое углубление может быть выполнено с возможностью направления стружки от обрабатываемой детали.

G. Биссекторная плоскость может образовывать направление внутрь, направленное в режущую пластину и параллельное базовой плоскости. Система удаления стружки может быть симметричной вокруг биссекторной плоскости.

H. Режущая пластина может содержать систему удаления стружки. Система удаления стружки может быть образована у первой поверхности режущей пластины. Может быть предусмотрена другая система удаления стружки согласно предмету настоящей заявки, образованная у каждого угла режущей пластины у первой поверхности или у каждого угла режущей пластины как у первой, так и у второй ее поверхностей.

I. Система удаления стружки может содержать промежуточный выступ; и чистовой выступ, расположенный между промежуточным выступом и углом.

J. Промежуточный выступ может сужаться к чистовому выступу. На виде сверху промежуточной верхней поверхности промежуточный выступ может сужаться к чистовому выступу. К тому же, при таком виде, промежуточный выступ может содержать прямые или вогнутые кромки. Такая форма может быть преимущественной для обеспечения большего пространства для стружки между промежуточным выступом и режущей кромкой.

K. Промежуточный выступ может содержать первую и вторую промежуточные отводящие поверхности, соответственно обращенные к первой и второй частям кромки.

L. Промежуточный выступ может содержать промежуточную верхнюю поверхность, соединенную с первой и второй промежуточными отводящими поверхностями и расположенную дальше от базовой плоскости, чем режущая кромка. В вариантах осуществления, в которых режущая пластина является двухсторонней, промежуточная верхняя поверхность может составлять часть опорной поверхности. Опорная поверхность может продолжаться по большей части первой поверхности. Опорная поверхность может содержать выгнутые части вблизи от каждой отрицательной кромки.

M. Промежуточный выступ может содержать переднюю промежуточную отводящую поверхность. Передняя промежуточная отводящая поверхность может продолжаться в направлениях вверх и внутрь к промежуточной верхней поверхности.

N. Промежуточный выступ может содержать вершину промежуточного выступа.

O. Чистовой выступ может содержать переднюю чистовую отводящую поверхность.

P. Чистовой выступ может содержать первую и вторую задние поверхности. Первая и вторая задние поверхности могут продолжаться от передней чистовой отводящей поверхности к задней поверхности. Первая и вторая задние поверхности могут быть соответственно обращены к первой и второй частям кромки. Каждая задняя поверхность может быть плоской или выпуклой в поперечном сечении, взятом перпендикулярно соответствующей части кромки. В поперечном сечении, взятом перпендикулярно соответствующей части кромки, каждая задняя поверхность может быть соединена между вогнутой фаской и чистовой вершиной.

Q. Чистовой выступ может содержать заднюю поверхность, продолжающуюся от чистовой вершины к промежуточному выступу.

R. Чистовой выступ может содержать чистовую вершину. Чистовая вершина может быть соединена с передней чистовой отводящей поверхностью, задней поверхностью и первой и второй задними поверхностями чистового выступа. Другими словами, чистовой выступ может иметь форму пирамиды. Чистовая вершина может быть расположена ближе к базовой плоскости чем режущая кромка.

S. Вдоль биссекторной плоскости система удаления стружки может образовывать фаску, соединенную с режущей кромкой и продолжающуюся от нее к канавке. Под канавкой, в целях описания и формулы изобретения, понимается самая нижняя точка. Фаска может продолжаться вдоль длины режущей кромки с геометрией, подобной геометрии вдоль биссекторной плоскости. Вдоль биссекторной плоскости фаска может продолжаться от режущей кромки в направлениях вниз и внутрь к канавке. Без привязки к теории, моментальный наклон фаски вниз и внутрь (то есть, без нейтральной фаски, продолжающейся сначала параллельно базовой плоскости и после этого опускающейся в направлениях вниз и внутрь) предположительно может быть преимущественным для улучшения эффективности по снятию заусенцев. Вдоль всей режущей кромки фаска может продолжаться от режущей кромки в направлениях вниз и внутрь к канавке.

T. Передняя чистовая отводящая поверхность может быть соединена с канавкой в пределах расстояния менее, чем два радиуса угла от углового пересечения биссекторной плоскости и режущей кромки. Предпочтительно, передняя чистовая отводящая поверхность может быть соединена с канавкой в пределах расстояния одного радиуса угла от пересечения. Наилучшие экспериментальные результаты получены, когда все соединение передней чистовой отводящей поверхности с канавкой находится в пределах расстояния одного радиуса угла от пересечения.

U. Вдоль биссекторной плоскости передняя чистовая отводящая поверхность может продолжаться от канавки к чистовой вершине либо только в направлении внутрь, либо в направлениях как внутрь, так и вверх. Без привязки к теории, передняя чистовая отводящая поверхность, продолжающаяся в направлениях внутрь и вверх, предположительно может обеспечивать лучшую эффективность, чем продолжающаяся только в направлении внутрь.

V. Передняя чистовая отводящая поверхность может быть плоской.

W. Первая и вторая задние поверхности могут быть расположены дальше от режущей кромки, чем передняя чистовая отводящая поверхность.

X. Расстояние между каждой из первой и второй задних поверхностей и смежной с ними режущей кромкой (например, расстояние между первой задней поверхностью и первой частью кромки режущей кромки) может увеличиваться с увеличением расстояния между передней чистовой отводящей поверхностью и упомянутой каждой из первой и второй задних поверхностей.

Y. Первая и вторая задние поверхности могут иметь удлиненную форму.

Z. На виде сверху первой поверхности (например, Фиг.2 или 4A), как первая, так и вторая задние поверхности могут быть расположены между биссекторной плоскостью и соответствующей задней плоскостью. Каждая задняя плоскость может быть перпендикулярна базовой плоскости и может продолжаться через угловое пересечение биссекторной плоскости и режущей кромки. Каждая задняя плоскость может образовывать меньший задний угол с биссекторной плоскостью, чем угол кромки, образованный между биссекторной плоскостью и плоскостью кромки, продолжающейся перпендикулярно соответствующей части кромки. На виде сверху первой поверхности как первая, так и вторая задние поверхности могут быть расположены между биссекторной плоскостью и соответствующей задней плоскостью. Каждая задняя плоскость перпендикулярна базовой плоскости и проходит через угловое пересечение биссекторной плоскости и режущей кромки. Каждая задняя плоскость может образовывать меньший задний угол с биссекторной плоскостью, чем угол кромки, образованный между биссекторной плоскостью и плоскостью кромки, продолжающейся перпендикулярно соответствующей части кромки. Задние углы 15°-45° предположительно являются возможными и задние углы 20°-30° предположительно обеспечивают наилучшие результаты.

AA. Вдоль биссекторной плоскости передний угол (то есть, измеренный между фаской и базовой плоскостью P_R) может лежать в диапазоне 5°-25°. Передний угол вдоль всей режущей кромки может лежать в диапазоне 5°-25°. Предпочтительно передний угол у биссекторной плоскости и/или вдоль всей режущей кромки может лежать в диапазоне 12°-20°. Учитывая результаты экспериментов, предположено, что наиболее предпочтительный диапазон для переднего угла у биссекторной плоскости и/или вдоль всей режущей кромки составляет 12°-20°. Следует понимать, что, несмотря на то, что последний диапазон может обеспечивать наилучшие результаты в отношении эффективности по снятию заусенцев, он приводит к недопустимой эффективности при использовании в операциях черновой механообработки. Увеличение положительного переднего угла может быть преимущественным для механической обработки на меньшую глубину, но нежелательным для более глубокой обработки. Например, передний угол 5° может обеспечивать допустимые результаты для операций чистовой и промежуточной обработки, но плохие результаты для операций черновой обработки, и передний угол 12°, как оказалось, обеспечивает еще более хорошие результаты для операций чистовой и промежуточной обработки, но вероятно может обеспечивать недопустимую эффективность при использовании для операций черновой обработки. Упомянутый выше передний угол может продолжаться вдоль всей режущей кромки.

BB. Режущая пластина может содержать дополнительный угол, находящийся вблизи от другого угла и образованный с дополнительной режущей кромкой. Режущая пластина может дополнительно содержать кромку с отрицательным передним углом, образованную вдоль первой поверхности и периферийной поверхности и между режущими кромками углов. Другими словами, может быть предусмотрена кромка с отрицательным передним углом, соединяющая две части кромки режущей пластины. Следует понимать, что, несмотря на то, что такая кромка с отрицательным передним углом может быть преимущественной для уменьшения расплющивания стружки, такой признак может привести к недопустимой эффективности режущей пластины при ее использовании в операциях черновой механообработки.

CC. Режущая пластина может содержать первую и вторую промежуточные направляющие поверхности, соединенные с промежуточным выступом и продолжающиеся от него в направлении вниз, а также, соответственно, к первой и второй частям кромки (например, первая промежуточная направляющая поверхность, продолжающаяся вниз и к первой части кромки). Как первая, так и вторая промежуточные направляющие поверхности могут быть частью соответствующих первого и второго направляющих выступов. Каждый направляющий выступ может содержать вершину (или «вершину направляющего выступа»). Каждая промежуточная направляющая поверхность может представлять собой поверхность клиновидного направляющего выступа. Каждый направляющий выступ может содержать направляющую вершину. Каждая промежуточная направляющая поверхность может продолжаться вниз от соответствующей направляющей вершины.

DD. Для исключения перенаправления стружки обратно к обрабатываемой детали, от которой она исходит, как первая, так и вторая промежуточные направляющие поверхности могут быть разнесены от смежной с ними части кромки. Более конкретно, каждая вершина направляющего выступа и вершина промежуточного выступа могут находиться на одинаковом расстоянии от одной и той же части кромки.

EE. Вершина направляющего выступа и вершина промежуточного выступа разнесены на одинаковые расстояния от одной и той же смежной с ними части кромки.

FF. Расстояние D1 образовано от углового пересечения биссекторной плоскости и режущей кромки до одной из первой и второй промежуточных направляющих поверхностей, и расстояние D2 определяется от этого же углового пересечения до ближайшей точки на передней промежуточной отводящей поверхности 42. Расстояние D1 составляет в диапазоне 3-5 раз от расстояния D2 (3⋅D2≤D1≤5⋅D2).

GG. Расстояние D3 образовано от углового пересечения биссекторной плоскости и режущей кромки до одной из первой и второй промежуточных направляющих поверхностей и измеряется параллельно соответствующей части кромки, и параллельное расстояние D4 определяется как общая длина кромки режущей пластины между такими смежными угловыми пересечениями. Предпочтительно, 1/8⋅D4≤D3≤1/3⋅D4.

Краткое описание чертежей

[0012] Для лучшего понимания предмета настоящей изобретения и иллюстрации того, как оно может быть осуществлено на практике далее приведено описание со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 представляет собой вид сверху в перспективе режущей пластины согласно предмету настоящей заявки;

Фиг.2 представляет собой вид в плане первой поверхности режущей пластины на Фиг.1;

Фиг.3 представляет собой вид в поперечном разрезе, взятом по линии 3-3 на Фиг.2;

Фиг.4A представляет собой увеличенный вид части, находящейся в нижней левой части режущей пластины на Фиг.2;

Фиг.4B представляет собой вид сверху в перспективе части с Фиг.4A;

Фиг.5A представляет собой схематичное поперечное сечение первой поверхности по линии 5A на Фиг.2;

Фиг.5B представляет собой схематичное поперечное сечение первой поверхности по линии 5B на Фиг.2;

Фиг.5C представляет собой схематичное поперечное сечение первой поверхности по линии 5C на Фиг.2; и

Фиг.6 представляет собой фотографию результатов экспериментов.

Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения

[0013] Обратимся к Фиг.1-3, на которых проиллюстрирована режущая пластина для чистовой токарной обработки для операций механообработки. Режущая пластина 10 обычно выполняется из очень твердого и износостойкого материала, такого как цементированный карбид, либо посредством пресс-формования и затем спекания порошков карбида в связующем веществе, либо посредством способов литья порошковых смесей.

[0014] Как лучше всего видно на Фиг.3, режущая пластина 10 может содержать первую и вторую поверхности 12, 14 и продолжающуюся вокруг периферийную поверхность 16, соединенную с первой и второй поверхностями 12, 14. Первая и вторая поверхности 12, 14 могут образовывать базовую плоскость P_R, расположенную посередине между ними и продолжающуюся параллельно им.

[0015] Базовая плоскость P_R может образовывать направление D_U вверх, направленное перпендикулярно базовой плоскости P_R к первой поверхности 12; и направление D_D вниз, противоположное направлению D_U вверх. Следует понимать, что базовая плоскость P_R используется только для определения ориентации направлений D_U, D_D вверх и вниз и не представляет их начальной точки.

[0016] Режущая пластина 10 содержит по меньшей мере один угол 18A, 18B, 18C, 18D.

[0017] Режущая пластина 10 содержит по меньшей мере одну систему 20 удаления стружки, связанную с углом 18A и первой поверхностью 12. Если не указано иначе, последующее описание направлено только на одну систему удаления стружки (то есть, на систему, обозначенную ссылочной позицией «20»), однако, следует понимать, что каждый угол режущей пластины 10, на любой из первой и второй поверхностей 12, 14 или на них обеих, может иметь соответствующую систему удаления стружки. В любом случае, в настоящем примере режущая пластина 10 имеет соответствующую систему удаления стружки на каждом ее углу и как на первой, так и на второй поверхности каждого угла, то есть, восемь систем. Также следует понимать, что первая поверхность 12 (и вторая поверхность 14 в показанном примере) представляет собой переднюю поверхность, по которой перемещается стружка (не показана), отрезаемая от обрабатываемой детали (не показана). Следует понимать, что периферийная поверхность 16 составляет заднюю поверхность режущей пластины 10.

[0018] Как видно на Фиг.4A, угол 18A может образовывать радиус R_C угла. Более конкретно, радиус R_C угла представляет собой радиус вписанной окружности C_I угла 18A на виде сверху первой поверхности 12.

[0019] На Фиг.2 показана биссекторная плоскость P_B, которая перпендикулярна базовой плоскости P_R и которая делит пополам угол 18A (то есть, делит угол 18A на две одинаковые половины). Система 20 удаления стружки предпочтительно может быть симметричной вокруг биссекторной плоскости P_B.

[0020] Биссекторная плоскость P_B образует направление D_I внутрь (Фиг.2, 3), которое направлено внутрь в режущую пластину 10 и является параллельным базовой плоскости P.

[0021] Как видно на Фиг.4B, между первой поверхностью 12 и периферийной поверхностью 16 образована режущая кромка 22. Более конкретно, режущая кромка 22 может содержать первую и вторую режущие вспомогательные кромки 22A, 22B, соответственно расположенные вдоль первой и второй частей 24A, 24B кромки, и третью режущую вспомогательную кромку 22C, продолжающуюся вдоль угла 18A и соединенную с первой и второй режущими вспомогательными кромками 22A, 22B. Первая и вторая точки 26A, 26B соединения (Фиг.4 A) третьей режущей вспомогательной кромки 22C и первой и второй режущих вспомогательных кромок 22A, 22B находятся там, где кривизна угла 18A переходит в прямые (на виде сверху первой поверхности) первую и вторую части 24A, 24B кромки.

[0022] Соответствующие признаки разных углов обозначены одинаковыми ссылочными позициями и отличаются суффиксами, представляющими собой один или более апострофов (например, вторая режущая вспомогательная кромка угла 18B обозначена 22B').

[0023] Как видно на Фиг.1, между смежными углами, например, углами, обозначенными 18A и 18B, может быть кромка 28 с отрицательным передним углом, образованная у первой поверхности 12 и периферийной поверхности 16 и между режущими кромками 22A, 22B' углов 18 A, 18B.

[0024] Каждая режущая кромка 22 может заканчиваться в точке, находящейся на расстоянии от кромки 28 с отрицательным передним углом.

[0025] Вдоль каждой из первой и второй частей 24A, 24B кромки может быть образовано вогнутое углубление 30A, 30B при его виде сбоку или при виде сбоку в перспективе (Фиг.4B).

[0026] Режущая пластина 10 может быть выполнена с возможностью прикрепление к инструменту посредством винта (не показан), например, посредством образования со сквозным отверстием 32. Сквозное отверстие 32 может быт расположено в центре режущей пластины 10. Сквозное отверстие 32 может открываться к первой и второй поверхностям 10, 12.

[0027] Через центр режущей пластины 10 может продолжаться ось A_I режущей пластины. Ось A_I режущей пластины может продолжаться через центр сквозного отверстия 32. Ось A_I режущей пластины может быть перпендикулярна базовой плоскости P_R.

[0028] Как видно на Фиг.1, система 20 удаления стружки может содержать промежуточный выступ 34 и чистовой выступ 36, расположенный между промежуточным выступом 34 и углом 18A. Система 20 удаления стружки также может содержать первую и вторую промежуточные направляющие поверхности 36A, 36B.

[0029] Промежуточный выступ 34 может быть выполнен с возможностью удаления стружки (не показано) во время промежуточной операций резания. Первая и вторая промежуточные направляющие поверхности 36A, 36B могут быть выполнены с возможностью направления стружки во время промежуточной операций резания к промежуточному выступу 34.

[0030] Подобным образом, чистовой выступ 36 может быть выполнен с возможностью удаления стружки (не показано) во время чистовой операций резания.

[0031] Промежуточный выступ 34 может содержать первую и вторую промежуточные отводящие поверхности 38 A, 38B, соответственно, обращенные к первой и второй частям 24A, 24B кромки, промежуточную верхнюю поверхность 40, соединенную с первой и второй промежуточными отводящими поверхностями 38 A, 38B, и переднюю промежуточную отводящую поверхность 42.

[0032] Как лучше всего видно на Фиг.2, промежуточный выступ 34 может сужаться к чистовому выступу 36.

[0033] Стрелкой 41 показана область, в которой промежуточный выступ 34 имеет небольшую вогнутость.

[0034] В данном примере, поскольку режущая пластина 10 является двухсторонней, промежуточная верхняя поверхность 40 может составлять часть опорной поверхности 44 для установки режущей пластины 10 на инструмент (не показан). Более конкретно, режущая пластина 10 может быть выполнена с возможностью ее установки только через опорную поверхность 44. Соответственно, опорная поверхность 44 может быть шлифованной. Опорная поверхность 44 может продолжаться по большей части первой поверхности 12. Для увеличения площади установки опорной поверхности 44, она может дополнительно содержать выгнутые части 46 вблизи от каждой отрицательной кромки 28.

[0035] Первая и вторая промежуточные направляющие поверхности 36A, 36B могут быть соединены с промежуточным выступом 34 и могут продолжаться от него в направлении D_D вниз, а также, соответственно, к первой и второй частям 22A, 22B кромки. Первая промежуточная направляющая поверхность 36A может быть обращена к второй части 24B кромки, и вторая промежуточная направляющая поверхность 36B может быть обращена к первой части 24A кромки.

[0036] Каждая промежуточная направляющая поверхность 36A, 36B может представлять собой поверхность клиновидного направляющего выступа 48A, 48B. Каждый направляющий выступ 48A, 48B может дополнительно содержать направляющую вершину 50A, 50B.

[0037] Для исключения перенаправления стружки обратно к обрабатываемой детали, от которой она исходит, как первая, так и вторая промежуточные направляющие поверхности 36A, 36B могут быть разнесены от соответствующей смежной с ними части 24A, 24B кромки. Предпочтительно, каждая вершина (то есть, первая или вторая направляющая вершина 52A, 52B, Фиг.2) направляющих выступов 48A, 48B может быть расположена от смежной с ней части кромки на таком же расстоянии, что и промежуточная вершина 54 (Фиг.4A) промежуточного выступа 34, для того, точбы позволять стружке достигать обеих вершин, например, 52A, 54, примерно одновременно. Другими словами, можно видеть, например, на Фиг.2, что первое расстояние L1 промежутка (от промежуточной вершины 54 до первой части 24A кромки) имеет такую же величину, как и второе расстояние L2 промежутка (от первой направляющей вершины 52A до первой части 24A кромки).

[0038] Первая и вторая промежуточные направляющие поверхности 36A, 36B находятся на расстоянии D1 (Фиг.2) от углового пересечения 56 биссекторной плоскости P_B и режущей кромки 22. Ближайшая точка на передней промежуточной отводящей поверхности 42 может находиться на расстоянии D2 (Фиг.4A) от углового пересечения 56. Величина расстояния D1 предпочтительно составляет в диапазоне 3-5 раз от расстояния D2 (3⋅D2≤D1≤5⋅D2).

[0039] Расстояние D3 (как видно у угла 18B на Фиг.2, только для упрощения понимания) образуется от соответствующего углового пересечения 56' до соответствующей его первой направляющей поверхности 36A' и измеряется параллельно соответствующей части 24B' кромки. Параллельное расстояние D4 образуется как общая длина кромки режущей пластины между смежными угловыми пересечениями 56, 56' (то есть, пересечениями бисектором и режущих кромок). Предпочтительно, 1/8⋅D4≤D3≤1/3⋅D4. Следует понимать, что уменьшение расстояния от направляющей поверхности до угла, по сравнению с общей длиной стороны режущей пластины, может обеспечить увеличение площади, которая может быть выполнена как часть опорной поверхности, и, следовательно, может способствовать устойчивости режущей пластины.

[0040] Как видно на Фиг.4A и 4B, чистовой выступ 36 может содержать чистовую отводящую поверхность 58, заднюю поверхность 60, первую и вторую задние поверхности 62A, 62B, продолжающиеся от передней чистовой отводящей поверхности 58 к задней поверхности 60, и чистовую вершину 64.

[0041] Система 20 удаления стружки может дополнительно образовывать фаску 66, соединенную с режущей кромкой 22 и продолжающуюся от нее к канавке 68.

[0042] Передняя чистовая отводящая поверхность 58 может быть соединена с канавкой 68. Соединение передней чистовой отводящей поверхности 58 может продолжаться от первой и второй нижних концевых частей 70A, 70B передней чистовой отводящей поверхности 58 и вдоль нижней кромки 7°C переднего чистового отражателя 70C, продолжающейся между первой и второй нижними концевыми частями 70A, 70B.

[0043] Задняя поверхность 60 может продолжаться от чистовой вершины 64 к промежуточному выступу 34. Более конкретно, задняя поверхность 60 может продолжаться к передней промежуточной отводящей поверхности 42.

[0044] Первая и вторая задние поверхности 62A, 62B могут продолжаться от передней чистовой отводящей поверхности 58 к задней поверхности 60, и могут быть, соответственно, обращены к первой и второй частям 24A, 24B кромки. Следует понимать, что заявление о том, что задние поверхности «обращены» к частям кромки, означает, что на виде сверху, с использованием в качестве примера первой задней поверхности 62A, первая задняя поверхность 62A обращена к первой части 24A кромки, то есть, в целом в направлении стрелки 72. Говоря подробнее, существует или нет кривизна задних поверхностей, например, направляющая стрелку 72 в трехмерном смысле «над» первой частью 24A кромки (то есть, вовне из страницы на Фиг.4A), они все еще считаются обращенными к первой части 24A кромки (то есть, на виде сверху). Поверхность, обращенная в направлении стрелки 74, то есть, к третьей режущей вспомогательной кромке 22C, например, образованная на выпуклой или иным образом не имеющей заднего угла форме (то есть, на виде сверху), не считается обращенной к части кромки. Такие выпуклые или не имеющие заднего угла формы могут чрезмерно уменьшать область между первой частью 24A кромки и чистовым выступом 36, посредством этого приводя к уменьшению эффективности механической обработки.

[0045] Тем не менее, при виде в поперечном сечении или сбоку в перспективе, подобно показанному на Фиг.4B, каждая задняя поверхность 62A, 62B может быть плоской или выпуклой.

[0046] Каждая задняя поверхность 62A, 62B может быть соединена между вогнутой фаской 76A, 76B и чистовой вершиной 64.

[0047] Задние поверхности 62A, 62B могут быть расположены дальше, чем передняя чистовая отводящая поверхность 58, от режущей кромки 22. Например, первая нижняя концевая часть 70A показана на расстоянии 78A от режущей кромки 22, тогда как каждое последующее расстояние от первой задней поверхности 62A до режущей кромки 22 (обозначенное 78B, 78C и 78D) показано как постепенно увеличивающееся, и все они больше, чем расстояние 78A.

[0048] На виде сверху первой поверхности (например, на Фиг.2, в отношении системы удаления стружки у угла 18D, только для простоты понимания), как первая, так и вторая задние поверхности 62A», 62B» могут быть расположены между биссекторной плоскостью P_B» и соответствующей задней плоскостью P_R». Задняя плоскость P_R» может быть перпендикулярна базовой плоскости P_R и продолжается через угловое пересечение 56» биссекторной плоскости P_B» и режущей кромки 22». Задняя плоскость P_R» также может продолжаться через самую наружную точку передней чистовой отводящей поверхности 58» (например, первая нижняя концевая часть 70A»). Каждая задняя плоскость P_R» может образовывать меньший задний угол α« с биссекторной плоскостью P_B», чем угол β« кромки, образованный между биссекторной плоскостью P_B» и плоскостью P_E» кромки, продолжающейся перпендикулярно соответствующей части 24A» кромки.

[0049] Как видно на Фиг.5A, на которой показан разрез вдоль биссекторной плоскости P_B, на ней также показаны первая и вторая параллельные плоскости P_P1, P_P2, которые параллельны базовой плоскости PR. Более конкретно, первая параллельная плоскость P_P1 пересекается с третьей режущей вспомогательной кромкой 22C, а вторая параллельная плоскость P_P2 пересекается с промежуточной верхней поверхностью 40.

[0050] Начиная от третьей режущей вспомогательной кромки 22C, фаска 66 продолжается в направлениях D_I, D_U вниз и внутрь к канавке 68. Другими словами, третья режущая вспомогательная кромка 22C имеет положительный передний угол. Наилучшая эффективность обнаружена при фаске, продолжающейся в этих направлениях, в отличие от фаски, которая сначала продолжается параллельно первой параллельной плоскости P_P1 и после этого наклоняется в направлениях D_I, D_U вниз и внутрь. Вся режущая кромка 22 имеет положительный передний угол. Предпочтительные величины для переднего угла A_R1 у бисектора составляют 15°, у секции 0,5 мм (A_R2, Фиг.5B) составляют 13° и у секции 1,5 мм (A_R3, Фиг.5C) составляют 16°. Эти точки являются особенными, поскольку они соответствуют требуемым глубинам резания режущей пластины 10. Как упомянуто выше, области, находящиеся на расстоянии от секции 1.5 мм, не должны обязательно иметь положительный передний угол, поскольку они не предназначены для использования при механической обработке и даже могут быть отрицательными для разных преимуществ.

[0051] Передняя чистовая отводящая поверхность 58 может продолжаться от канавки 68 к чистовой вершине 64 в направлениях D_I, D_U как внутрь, так и вверх, как показано на чертежах. Следует отметить, что даже если передняя чистовая отводящая поверхность 58 продолжается только в направлении D_I внутрь, все еще может существовать чистовая вершина, поскольку все другие области вблизи от вершины могут быть ниже, чем канавка 68.

[0052] Обратимся к Фиг.6, на которой показана стружка, полученная в результате экспериментов с режущей пластиной согласно предмету настоящей заявки.

[0053] На горизонтальной оси показана скорость (f) подачи 0,05, 0,08, 0,1, 0,15, 0,2 и 0,3 миллиметров за оборот (мм/об).

[0054] На вертикальной оси показана глубина резания (Ap) 0,15, 0,3, 0,5, 1, 1,5, 2 и 3 миллиметров.

[0055] Несмотря на то, что это не показано, наличие заусенцев при низкой Ap (0,5мм) также задокументировано после 8, 16, 24 и 32 минут механической обработки.

[0056] Как показано пунктирной линией, область требуемой эффективности соответствует скорости подачи 0,08-0,2мм/об при глубине 0,3-1,5 мм.

[0057] Эксперимент проведен при следующих условиях (обрабатываемый материал: SUS316L, Vc=150м/мин, влажно, обозначение CNMG 431, критерий успеха: длина стружки L≤100мм).

[0058] Как видно на Фиг.6, стружка с подходящими размерами получена даже вне требуемого диапазона (обведенного пунктирной линией), как показано внутри толстой непрерывной линии, то есть немного в пределах диапазона промежуточной глубины.

[0059] По сравнению с несколькими разработанными конструкциями и параллельными испытаниями режущей пластины конкурента, занимающего лидирующее положение в данной области промышленности, система 20 удаления стружки настоящей заявки обеспечивает наилучшие общие результаты по критерию срока службы инструмента и снятию заусенцев при Ap=0,5мм и 1,5 мм.

Режущая пластина (10) для чистовой токарной обработки включает систему (20) удаления стружки. Система удаления стружки включает в себя промежуточный выступ (34) для операций промежуточной механообработки и чистовой выступ (36) для операций чистовой механообработки. Чистовой выступ расположен между промежуточным выступом и углом (18) режущей пластины. Чистовой выступ также включает в себя переднюю чистовую отводящую поверхность (58) и первую (62A) и вторую (62B) задние поверхности, продолжающиеся к промежуточному выступу от передней чистовой отводящей поверхности. Достигается улучшение контроля стружки при чистовой обработке. 22 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Режущая пластина для чистовой токарной обработки, содержащая:

противоположные первую и вторую поверхности, которые образуют базовую плоскость, расположенную между ними и продолжающуюся параллельно им;

продолжающуюся по периферии периферийную поверхность, соединенную с первой и второй поверхностями;

первый угол, образующий, у первой поверхности, радиус угла;

режущую кромку, образованную между первой поверхностью и периферийной поверхностью и продолжающуюся вдоль первого угла, а также первую и вторую части кромки, соединенные с первым углом и продолжающиеся от разных его сторон; и

систему удаления стружки, образованную у первой поверхности;

причем базовая плоскость образует:

направление вверх, направленное перпендикулярно от базовой плоскости к первой поверхности;

направление вниз, противоположное направлению вверх; и

биссекторную плоскость, перпендикулярную базовой плоскости и делящую первый угол пополам;

причем биссекторная плоскость образует:

направление внутрь, направленное в режущую пластину и параллельное базовой плоскости;

при этом система удаления стружки выполнена симметричной вокруг биссекторной плоскости и содержит:

промежуточный выступ; и

чистовой выступ, расположенный между промежуточным выступом и первым углом;

причем промежуточный выступ содержит:

первую и вторую промежуточные отводящие поверхности, соответственно обращенные к первой и второй частям кромки; и

промежуточную верхнюю поверхность, соединенную с первой и второй промежуточными отводящими поверхностями и расположенную дальше от базовой плоскости, чем режущая кромка;

при этом чистовой выступ содержит:

плоскую переднюю чистовую отводящую поверхность;

заднюю поверхность, продолжающуюся к промежуточному выступу;

причем первая и вторая задние поверхности продолжаются от передней чистовой отводящей поверхности к задней поверхности и соответственно обращены к первой и второй частям кромки; и

чистовую вершину, соединенную с передней чистовой отводящей поверхностью, задней поверхностью и первой и второй задними поверхностями и расположенную ближе к базовой плоскости, чем режущая кромка.

2. Режущая пластина по п.1, в которой:

вдоль биссекторной плоскости система удаления стружки дополнительно образует фаску, соединенную с режущей кромкой и продолжающуюся от нее к канавке; и

передняя чистовая отводящая поверхность соединена с канавкой в диапазоне расстояния, меньшего, чем два радиуса угла от углового пересечения биссекторной плоскости и режущей кромки.

3. Режущая пластина по п.2, в которой вдоль биссекторной плоскости передняя чистовая отводящая поверхность продолжается от канавки к чистовой вершине либо только в направлении внутрь, либо в направлениях как внутрь, так и вверх.

4. Режущая пластина по п.2, в которой передняя чистовая отводящая поверхность соединена с канавкой в диапазоне расстояния одного радиуса угла от углового пересечения.

5. Режущая пластина по п.2, в которой все соединение передней чистовой отводящей поверхности с канавкой находится в диапазоне расстояния одного радиуса угла от углового пересечения.

6. Режущая пластина по п.2, в которой вдоль биссекторной плоскости фаска продолжается от режущей кромки в направлениях вниз и внутрь к канавке.

7. Режущая пластина по п.6, в которой вдоль биссекторной плоскости передний угол составляет в диапазоне 5°-25°.

8. Режущая пластина по п.7, в которой передний угол вдоль всей режущей кромки составляет в диапазоне 5°-25°.

9. Режущая пластина по п.8, в которой передний угол вдоль всей режущей кромки составляет в диапазоне 12°-20°.

10. Режущая пластина по п.1, в которой первая и вторая задние поверхности находятся дальше от режущей кромки, чем передняя чистовая отводящая поверхность.

11. Режущая пластина по п.10, в которой расстояние между каждой из первой и второй задних поверхностей и смежной с ними режущей кромкой увеличивается с увеличением расстояния между передней чистовой отводящей поверхностью и каждой из первой и второй задних поверхностей.

12. Режущая пластина по п.1, в которой первая и вторая задние поверхности имеют удлиненную форму.

13. Режущая пластина по п.1, в которой на виде сверху первой поверхности как первая, так и вторая задние поверхности расположены между биссекторной плоскостью и соответствующей задней плоскостью, причем каждая задняя плоскость перпендикулярна базовой плоскости и проходит через угловое пересечение биссекторной плоскости и режущей кромки, причем каждая задняя плоскость образует меньший задний угол с биссекторной плоскостью, чем угол кромки, образованный между биссекторной плоскостью и плоскостью кромки, продолжающейся перпендикулярно соответствующей части кромки.

14. Режущая пластина по п.1, в которой чистовой выступ имеет форму пирамиды.

15. Режущая пластина по п.1, дополнительно содержащая второй угол, расположенный смежно первому углу и образованный со второй режущей кромкой, причем режущая пластина дополнительно содержит кромку с отрицательным передним углом, образованную вдоль первой поверхности и периферийной поверхности между режущей кромкой и дополнительной второй режущей кромкой.

16. Режущая пластина по п.1, дополнительно содержащая первую и вторую промежуточные направляющие поверхности, соединенные с промежуточным выступом и продолжающиеся от него в направлении вниз, а также соответственно к первой и второй частям кромки.

17. Режущая пластина по п.16, в которой как первая, так и вторая промежуточные направляющие поверхности разнесены от смежной с ними части кромки.

18. Режущая пластина по п.16, в которой:

первая и вторая промежуточные направляющие поверхности являются частью соответствующих первого и второго направляющих выступов, и

каждый направляющий выступ содержит вершину направляющего выступа,

промежуточный выступ содержит вершину промежуточного выступа, и

вершина направляющего выступа и вершина промежуточного выступа разнесены на одинаковые расстояния от одной и той же смежной с ними части кромки.

19. Режущая пластина по п.16, в которой:

расстояние D1 образовано от углового пересечения биссекторной плоскости и режущей кромки до одной из первой и второй промежуточных направляющих поверхностей,

расстояние D2 образовано от того же углового пересечения до ближайшей точки на передней промежуточной отводящей поверхности промежуточного выступа, и

расстояние D1 составляет в диапазоне 3-5 раз от расстояния D2 (3⋅D2≤D1≤5⋅D2).

20. Режущая пластина по п.16, в которой:

расстояние D3 образовано от углового пересечения биссекторной плоскости и режущей кромки до одной из первой и второй промежуточных направляющих поверхностей и измеряется параллельно соответствующей части кромки, и

параллельное расстояние D4 образовано как общая длина кромки режущей пластины между угловым пересечением и смежным таким угловым пересечением; и

1/8⋅D4≤D3≤1/3⋅D4.

21. Режущая пластина по п.1, в которой на виде сверху промежуточной верхней поверхности промежуточный выступ сужается к чистовому выступу.

22. Режущая пластина по п.21, в которой на виде сверху промежуточной верхней поверхности промежуточный выступ содержит либо прямые кромки, либо вогнутые кромки.

23. Режущая пластина по п.1, в которой каждая из первой и второй частей кромки образована с вогнутым углублением.