ПЛАСТИНА ДЛЯ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА РЕЗАНИЕМ И ТОКАРНЫЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 2018 года по МПК B23B27/22 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к режущей пластине, которой придана форма для механической обработки посредством удаления стружки точением металлической заготовки в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы изобретения. Настоящее изобретение также относится к токарному инструменту, включающему корпус и по меньшей мере одну такую режущую пластину.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ И УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

US 2012/0198973 раскрывает индексируемую режущую пластину, которой придана форма для механической обработки посредством точения металлической заготовки. Режущая пластина включает тело, имеющее верхнюю сторону, образующую верхнюю плоскость протяженности, нижнюю сторону, образующую нижнюю плоскость протяженности параллельную к ней, причем центральная ось продолжается перпендикулярно через верхнюю плоскость протяженности и нижнюю плоскость протяженности. Задняя поверхность продолжается вокруг периферии тела пластины и соединяет верхнюю сторону и нижнюю сторону. Режущая кромка сформирована между задней поверхностью и верхней стороной и продолжается вокруг верхней стороны. Режущая кромка образует участок главной кромки и участок вспомогательной кромки, соединенные участком кромки при вершине так, что участок вспомогательной кромки образован под углом к участку главной кромки. Верхняя сторона тела пластины включает стружкоформирователь с нижней поверхностью при вершине, образованный позади участка кромки при вершине вдоль биссектрисы между участком главной кромки и участком вспомогательной кромки. Нижняя поверхность при вершине имеет низшую точку ниже, чем уровень участка кромки при вершине. Стружкоформирователь дополнительно включает также главную основную нижнюю поверхность, продолжающуюся вдоль участка главной кромки и имеющий низшую точку ниже, чем уровень участка главной кромки.

Режущая пластина по US 2012/0198973 дополнительно включает стружечную геометрию в области угла, включающую выступающую поверхность в форме порожка, образованного позади нижней поверхности при вершине вдоль биссектрисы. Выступающая поверхность имеет низшую точку ниже, чем уровень участка главной кромки, но выше, чем низшая точка каждой из нижней поверхности при вершине и главной основной нижней поверхности. Выступающая поверхность образована симметрично по отношению к биссектрисе так, что часть выступающей поверхности расположена в области между нижней поверхностью при вершине и главной основной нижней поверхностью, и часть выступающей поверхности расположена между нижней поверхностью при вершине и вспомогательной основной нижней поверхностью, продолжающейся вдоль вспомогательного участка кромки. Позади выступающей поверхности вдоль биссектрисы образована дополнительно выступающая стружечная геометрия. Режущая пластина, таким образом, обеспечивает стружечные геометрии на различных уровнях в области режущего угла.

Режущая пластина по US 2012/0198973, таким образом, обеспечивает контроль стружки для различных скоростей подачи, причем различные стружечные геометрии используются в зависимости от скорости подачи. Однако, при использовании для машинной обработки заготовки с удалением стружки посредством точения режущая пластина обеспечивает жесткое формирование стружки, т.е. формирование стружек с малым радиусом кривизны. Это уменьшает стойкость вследствие вызываемых высоких усилий деформации.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы преодолеть проблемы, обсужденные выше, и обеспечить режущую пластину для точения, которая обеспечивает мягкое формирование стружки и при этом предлагает надлежащий контроль стружки. Другая задача состоит в том, чтобы обеспечить универсальную режущую пластину, которая удобна для оптимизации при различных глубинах резания и скоростях подачи. Другая задача состоит в том, чтобы обеспечить режущую пластину, которая, по меньшей мере, для некоторых условий резания является менее чувствительной к износу в виде канавки.

Эти задачи решаются посредством определенной вначале режущей пластины, которая отличается тем, что стружкоформирователь дополнительно включает непрерывную главную выступающую нижнюю поверхность, образованную между нижней поверхностью при вершине и главной основной нижней поверхностью, упомянутая главная выступающая нижняя поверхность продолжается вдоль участка главной кромки и имеет низшую точку ниже, чем уровень участка главной кромки, но выше, чем низшая точка каждой из нижней поверхности при вершине и главной основной нижней поверхности.

Стружкоформирователь, таким образом, включает главную выступающую нижнюю поверхность, продолжающуюся вдоль участка главной кромки. «Вдоль» здесь следует понимать как вид на режущую пластину в направлении параллельном центральной оси, т.е. сверху. Главная выступающая нижняя поверхность имеет протяженность в направлении перпендикулярном участку главной кромки, т.е. она продолжается, по меньшей мере, в двух направлениях. Низшая точка в области вдоль участка главной кромки и между нижней поверхностью при вершине и главной нижней поверхностью расположена на главной выступающей нижней поверхности. Другими словами главная выступающая нижняя поверхность образует единую непрерывную нижнюю поверхность без каких-либо дополнительных нижних поверхностей, расположенных в области вдоль участка главной кромки и между нижней поверхностью при вершине и главной нижней поверхностью, где главная выступающая нижняя поверхность расположена. Такая режущая пластина обеспечивает мягкое образование стружки, дает стружки с относительно большим радиусом кривизны и поэтому открытой формой стружки. Это является важным для большого диапазона глубин резания и скоростей подачи и особенно полезным для глубин резания слегка выше радиуса при вершине режущей пластины и для относительно больших скоростей подачи, используемых для чернового точения. Поскольку достигаемое мягкое формирование стружки уменьшает усилие деформации, приложенное к пластине, стойкость инструмента увеличивается. Режущая пластина в соответствии с изобретением также менее чувствительна к износу в виде канавки, который особенно проблематичен при обработке вязких материалов таких, как нержавеющие стали и термостойкие материалы. Для этих материалов характерно образование заусенца на стружке, который вызывает разрушение на главной режущей кромке, т.е. износ в виде канавки, если радиус кривизны стружки является малым. Это относится в основном к случаю для глубин резания слегка выше радиуса при вершине. Режущая пластина в соответствии с изобретением уменьшает эти проблемы благодаря главной выступающей нижней поверхности, которая увеличивает радиус кривизны стружки. Для глубин резания много больше радиуса при вершине, в основном меньше проблем с износом в виде канавки, но с другой стороны стружка может при этих глубинах резания вызывать повреждения заготовки. Выступающая нижняя поверхность при этих глубинах резания помогает направить стружку от заготовки и тем самым минимизирует повреждение заготовки. При малых глубинах резания, т.е. глубинах резания меньше, чем радиус при вершине, стружка стремится быть направленной приблизительно вдоль биссектрисы режущей пластины. Главная выступающая нижняя поверхность образует для этих глубин резания стружкоформирователь, который обеспечивает лучший контроль стружки.

В соответствии с одним вариантом изобретения главная выступающая нижняя поверхность является плоской или по существу плоской поверхностью. Главная выступающая нижняя поверхность может в этом варианте продолжаться в плоскости, параллельной верхней плоскости протяженности, но также в плоскости, наклоненной к верхней плоскости протяженности. Режущая пластина в соответствии с этим вариантом, в основном обеспечивает мягкое образование стружки, поскольку стружка может быть в контакте с главной выступающей нижней поверхностью во время операции резания металла. Это увеличивает стойкость режущей пластины.

В соответствии с другим вариантом изобретения главная выступающая нижняя поверхность включает структуру поверхности формирования стружки такую, как гребни, канавки, выступы, углубления или им подобное. Посредством такой структуры поверхности формирования стружки формирование стружки может быть оптимизировано для различных рабочих условий. Структура поверхности формирования стружки имеет особенное преимущество для малых скоростей подачи, чтобы обеспечить улучшенный контроль стружки. Например, структура поверхности может быть спроектирована так, чтобы давать желобчатые стружки, которые являются более легкими для дробления, и обеспечить, таким образом, более короткие стружки. Структура поверхности формирования стружки не должна значительно отклоняться от основной плоскости протяженности главной выступающей нижней поверхности в направлении параллельном центральной оси. Предпочтительно, структура поверхности формирования стружки не отклоняется от основной плоскости протяженности главной выступающей нижней поверхности в упомянутом направлении более, чем на 25%, более предпочтительно, 10%, расстояния от уровня участка главной кромки до уровня основной плоскости протяженности главной выступающей нижней поверхности. Для главной выступающей нижней поверхности, продолжающейся в основной плоскости протяженности, параллельной верхней плоскости протяженности и с расстоянием 0,10 мм между основной плоскостью протяженности и уровнем участка главной кромки структура поверхности формирования стружки, таким образом, предпочтительно отклоняется максимум на ±0,025мм от основной плоскости протяженности, более предпочтительно на максимум ±0,010мм.

В соответствии с одним вариантом изобретения главная выступающая нижняя поверхность имеет основную плоскость протяженности в плоскости параллельной верхней плоскости протяженности. Такая главная выступающая нижняя поверхность может также включать структуру поверхности формирования стружки, отклоняющуюся от основной плоскости протяженности. Удерживание основной плоскости протяженности, параллельной верхней плоскости протяженности обеспечивает стружки, которые являются достаточно короткими и в тоже время стойкость режущей пластины является приемлемой.

В соответствии с другим вариантом изобретения главная выступающая нижняя поверхность имеет основную плоскость протяженности в плоскости, которая наклонена по отношению к верхней плоскости протяженности. Основная плоскость протяженности может, например, быть наклонена по отношению участка главной кромки так, что главная выступающая нижняя поверхность имеет ее наивысшую точку наиболее близко к нижней поверхности при вершине и ее низшую точку наиболее близко к главной основной нижней поверхности. При такой конструкции стружки направляются наружу от заготовки и риск того, что заготовка царапается отделяемыми стружками, уменьшается. Это особенно важно для чувствительных материалов при больших глубинах резания. Если основная плоскость протяженности наоборот наклонена по отношению к участку главной кромки так, что главная выступающая нижняя поверхность имеет ее низшую точку наиболее близко к нижней поверхности при вершине и ее высшую точку наиболее близко к главной основной нижней поверхности, износ в виде канавки может быть уменьшен, например, во время механической обработки заготовок, выполненных из высокотемпературных сплавов. Основная плоскость протяженности может в другом варианте быть наклонена в плоскости, параллельной участку главной кромки так, что главная выступающая нижняя поверхность имеет ее низшую точку наиболее близко к участку главной кромки и ее высшую точку ближе к центральной оси. В этом случае стружки становятся короче, что может быть важно для определенных применений. Основная плоскость протяженности вместо этого может быть наклонена в плоскости, параллельной участку главной кромки так, что главная выступающая нижняя поверхность имеет ее высшую точку наиболее близко к участку главной кромки и ее низшую точку ближе к центральной оси. Такая конфигурация дает стружки с большим радиусом кривизны и таким образом увеличивает стойкость режущей пластины. В одном варианте основная плоскость протяженности наклонена как по отношению к участку главной кромки, так и по отношению к участку вспомогательной кромки.

В соответствии с одним вариантом изобретения главная выступающая нижняя поверхность имеет четырехугольную или по существу четырехугольную форму на виде в направлении параллельном центральной оси. Такая главная выступающая нижняя поверхность может быть, например, прямоугольной или в форме параллелограмма. Это обеспечивает единую поверхность, на которой образуется стружка и посредством этого приводит к меньшему трению, увеличению стойкости и более низким уровням шума.

В соответствии с одним вариантом изобретения главная выступающая нижняя поверхность имеет по меньшей мере одну граничную линию, ориентированную параллельно или по существу параллельно участку главной кромки. В этом варианте образование стружки является одинаковым, по меньшей мере, на этой граничной линии, которая ориентирована параллельно или по существу параллельно участку главной кромки, но возможно повернуть стружку, используя другую граничную линию. Предпочтительно, главная выступающая нижняя поверхность имеет две граничных линии, ориентированных параллельно или по существу параллельно участку главной кромки, что дает одинаковое формирование стружки. Такая выступающая нижняя поверхность может быть, например, прямоугольной или по существу прямоугольной или в форме параллелограмма, но она может также включать одну или более изогнутых граничных линий или, в общем, более, чем четыре граничных линии.

В соответствии с одним вариантом изобретения главная выступающая нижняя поверхность расположена в области снаружи от кругового сектора, центрированного на биссектрисе, круговой сектор имеет в качестве его радиуса радиус r участка кромки при вершине и центральный угол θ, причем центральный угол θ выбран таким, что нижняя поверхность при вершине расположена, по меньшей мере, частично в круговом секторе. Область позади нижней поверхности при вершине может, таким образом быть образована независимо от главной выступающей нижней поверхности. Соответствующая вспомогательная выступающая нижняя поверхность, продолжающаяся вдоль вспомогательного участка кромки, может, таким образом, быть образована, отнесенной от главной выступающей нижней поверхности. В этом варианте стружкоформирователь может быть оптимизирован отдельно на каждой стороне главной выступающей нижней поверхности, т.е. в области при вершине и в области участка главной кромки соответственно. Режущая пластина является, таким образом, широко универсальной, поскольку один и тот же отдельный стружкоформирователь может быть оптимизирован для различных глубин резания, материалов и скоростей подачи.

В соответствии с одним вариантом изобретения в направлении параллельном центральной оси, расстояние d₁ от уровня участка главной кромки до низшей точки главной выступающей нижней поверхности составляет 0,2-0,8 расстояния d₂ от уровня участка главной кромки до низшей точки нижней поверхности при вершине, предпочтительно 0,3-0,6 и наиболее предпочтительно 0,4-0,6. В этих интервалах свойства образования стружки главной выступающей нижней поверхности оптимизированы. Когда расстояние d₁ от уровня участка главной кромки до низшей точки главной выступающей нижней поверхности больше, чем 0,2 от расстояния d₂ от уровня участка главной кромки до низшей точки нижней поверхности при вершине, т.е. главная выступающая нижняя поверхность расположена не слишком близко к уровню участка главной кромки, проблемы с трением при образовании стружки уменьшаются. Когда расстояние d₁ от уровня участка главной кромки до низшей точки главной выступающей нижней поверхности меньше, чем 0,8 расстояния d₂ от уровня участка главной кромки до низшей точки нижней поверхности при вершине, т.е. главная выступающая нижняя поверхность расположена не слишком близко к уровню нижней поверхности при вершине, главная выступающая нижняя поверхность обеспечивает более мягкое образование стружки. Например, в зависимости от размера режущей пластины расстояние d₂ от уровня участка главной кромки до низшей точки нижней поверхности при вершине может быть в диапазоне 0,12-0,25 мм, а расстояние d₁ от уровня участка главной кромки до низшей точки главной выступающей нижней поверхности может быть в диапазоне 0,05-0,1 мм.

В соответствии с одним вариантом изобретения в направлении параллельном центральной оси расстояние d₃ от уровня участка главной кромки до наивысшей точки главной выступающей нижней поверхности составляет 0,2-0,8 от расстояния d₂ от участка главной кромки до низшей точки нижней поверхности при вершине, предпочтительно 0,3-0,6 и наиболее предпочтительно 0,4-0,6. Таким образом, вся выступающая нижняя поверхность расположена ниже уровня участка главной кромки. В упомянутых интервалах оптимизированы свойства образования стружки главной выступающей нижней поверхностью.

В соответствии с одним вариантом изобретения главная выступающая нижняя поверхность имеет наибольшую протяженность в направлении параллельном участку главной кромки. Главная выступающая нижняя поверхность, таким образом, приспособлена для различных глубин резания.

В соответствии с одним вариантом изобретения в плоскости параллельной верхней плоскости протяженности наиболее короткое расстояние от участка главной кромки до главной выступающей нижней поверхности короче, чем наиболее короткое расстояние от участка главной кромки до нижней поверхности при вершине. Это особенно важно во время чернового точения с большими усилиями резания, когда участок главной кромки используется на большем протяжении, чем во время окончательного точения с меньшими скоростями подачи и меньшими глубинами резания.

В соответствии с одним вариантом изобретения стружкоформирователь дополнительно включает стенку формирования стружки, продолжающуюся в направлении вдоль участка главной кромки, при этом главная выступающая нижняя поверхность расположена между участком главной кромки и стенкой формирования стружки. Это особенно относится к двухсторонним режущим пластинам, т.е. пластинам, в которых верхняя и нижняя стороны идентично сконструированы и могут быть обе использованы для механической обработки. В этом случае верхняя сторона может включать выступающую опорную поверхность для поддержки режущей пластины, когда она установлена в токарном инструменте. Стенка формирования стружки направляет стружку от этой выступающей опорной поверхности. Главная выступающая нижняя поверхность, таким образом, смягчает переход от участка главной кромки к стенке формирования стружки и обеспечивает более мягкое образование стружки. Предпочтительно нижняя поверхность при вершине и главная основная нижняя поверхность расположены в области между верхней режущей кромкой и стенкой формирования стружки.

В соответствии с одним вариантом изобретения главная выступающая нижняя поверхность и главная основная нижняя поверхность соединены главной промежуточной нижней поверхностью, продолжающейся между главной выступающей нижней поверхностью и главной основной нижней поверхностью в плоскости, которая наклонена относительно верхней плоскости протяженности. Главная промежуточная нижняя поверхность является, таким образом, наклонной поверхностью, снижающейся от уровня главной выступающей нижней поверхности до уровня главной основной нижней поверхности. Главная промежуточная нижняя поверхность, таким образом, образует мягкий переход между главной выступающей нижней поверхностью и главной нижней поверхностью кромки. Мягкий переход дает режущей пластине преимущество с точки зрения изготовления.

В соответствии с одним вариантом изобретения главная промежуточная нижняя поверхность имеет ширину в направлении перпендикулярном участку главной кромки, которая уменьшается в направлении к главной основной нижней поверхности.

В соответствии с одним вариантом изобретения главная выступающая нижняя поверхность продолжается от области при вершине в форме кругового сектора, центрированного на биссектрисе и имеющего участок кромки при вершине в качестве его дуги. Главная выступающая нижняя поверхность, таким образом, расположена частично в области при вершине относительно близко к нижней поверхности при вершине. Режущая пластина с этой конфигурацией является широко универсальной. Она предлагает надлежащий контроль стружки для малых глубин резания и низких скоростей подачи, при этом она также подходит для больших глубин резания и более высоких скоростей подачи.

В соответствии с другим вариантом изобретения главная выступающая нижняя поверхность расположена снаружи области при вершине в форме кругового сектора, центрированного на биссектрисе, и имеющего участок кромки при вершине в качестве его дуги. В этом варианте режущая пластина оптимизирована для высоких скоростей подачи и больших глубин резания.

В соответствии с одним вариантом изобретения нижняя поверхность при вершине расположена, по меньшей мере, частично в области при вершине в форме кругового сектора, центрированного на биссектрисе, и имеющего участок кромки при вершине в качестве его дуги. В соответствии с еще одним вариантом нижняя поверхность при вершине полностью расположена в области при вершине в форме кругового сектора, центрированного на биссектрисе, и имеющего участок кромки при вершине в качестве его дуги. Такое расположение нижней поверхности при вершине дает надлежащий контроль стружки, особенно для малых глубин резания.

В соответствии с одним вариантом изобретения в направлении параллельном верхней плоскости протяженности наиболее короткое расстояние между нижней поверхностью при вершине и участком кромки при вершине меньше, чем радиус r участка режущей кромки при вершине. Такое расстояние между нижней поверхностью при вершине и участком кромки при вершине делает возможным образование ступенчато наклонной поверхности от участка кромки при вершине к нижней поверхности при вершине. Это приводит в результате к более коротким стружкам.

В соответствии с другим объектом изобретения вышеупомянутые задачи достигаются посредством токарного инструмента, включающего корпус и по меньшей мере одну режущую пластину из описанных выше, причем каждая из по меньшей мере одной из режущих пластин для резания металла установлена с возможностью удаления в гнезде под пластину корпуса.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает вид в перспективе режущей пластины в соответствии с первым вариантом изобретения,

фиг. 2 показывает вид сверху на режущую пластину на фиг. 1,

фиг. 3а показывает вид сбоку на режущую пластину на фиг. 1,

фиг. 3b показывает поперечное сечение режущей пластины на фиг. 1,

фиг. 4а показывает вид в перспективе угловой области режущей пластины на фиг. 1,

фиг. 4b показывает вид сверху на угловую область на фиг. 4а,

фиг. 5а показывает схематичное поперечное сечение вдоль линии Va на фиг. 4b,

фиг. 5b показывает схематичное поперечное сечение вдоль линии Vb на фиг. 4b,

фиг. 5с показывает схематичное поперечное сечение вдоль линии Vc на фиг. 4b,

фиг. 5d показывает схематичное поперечное сечение вдоль линии Vd на фиг. 4b,

фиг. 5е показывает схематичное поперечное сечение вдоль линии Ve на фиг. 4b,

фиг. 6а показывает вид в перспективе угловой области режущей пластины в соответствии со вторым вариантом изобретения,

фиг. 6b показывает вид сверху на угловую область на фиг. 6а,

фиг. 7а показывает схематичное поперечное сечение вдоль линии VIIa на фиг. 6b,

фиг. 7b показывает схематичное поперечное сечение вдоль линии VIIb на фиг. 6b,

фиг. 7c показывает схематичное поперечное сечение вдоль линии VIIc на фиг. 6b,

фиг. 7d показывает схематичное поперечное сечение вдоль линии VIId на фиг. 6b,

фиг. 7e показывает схематичное поперечное сечение вдоль линии VIIe на фиг. 6b, и

фиг. 8 показывает схематичный чертеж токарного инструмента в соответствии с изобретением и заготовку.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1-3 показывают режущую пластину 100 в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения.

Режущая пластина включает тело 101, которое образовано с верхней стороной 102, образующей верхнюю плоскость протяженности U₁, и нижней стороной 103, образующей нижнюю плоскость протяженности L₁, которая параллельна верхней плоскости протяженности U₁. Центральная ось Z₁ продолжается перпендикулярно через верхнюю плоскость протяженности U₁ и нижнюю плоскость протяженности L₁ с положительным направлением, определяемым от нижней плоскости протяженности L₁ к верхней плоскости протяженности U₁. Термины «верхняя» и «нижняя» здесь используются в отношении верхней плоскости протяженности U₁ вдоль центральной оси Z₁. Центральное отверстие 104 продолжается через верхнюю сторону 102 и нижнюю сторону 103 параллельно и концентрично с центральной осью Z₁. Верхняя сторона 102 и нижняя сторона 103 образованы идентично, поскольку режущая пластина 100 является двухсторонней и индексируемой в различных положениях индексирования. В одном положении индексирования верхняя режущая кромка 106 является режущей, верхняя сторона 102 образует стружечную поверхность 126. В другом положении индексирования нижняя режущая кромка 127, образованная вокруг нижней стороны 103, является режущей, а нижняя сторона 103 образует стружечную поверхность. Верхняя сторона 102 включает угловые опорные поверхности 130, а также кромочные опорные поверхности 131, сформированные так, чтобы лежать на опорной поверхности гнезда. Опорные поверхности 130, 131 продолжаются в верхней плоскости U₁ протяженности. Верхняя сторона 102 и нижняя сторона 103 образованы идентично так, что также нижняя сторона 103 образована с соответствующими опорными поверхностями, продолжающимися в нижней плоскости L₁ протяженности. Таким образом, в последующем только верхняя сторона 102 будет описана детально, но следует понимать, что нижняя сторона 103 включает все особенности верхней стороны 102.

Задняя поверхность 105 проходит вокруг периферии тела 101 пластины и соединяет верхнюю сторону 102 и нижнюю сторону 103. Между задней поверхностью 105 и верхней стороной 102 образована верхняя режущая кромка 106, продолжающаяся вокруг верхней стороны 102. На верхней стороне 102 образована фаска 107 в форме скоса, продолжающаяся вдоль верхней режущей кромки 106. Режущая пластина 100 имеет с основном форму ромба с четырьмя закругленными углами 108, 109, 110, 111 на виде сверху, т.е. в направлении вдоль центральной оси Z₁, как это показано на фиг. 2. Каждый угол спроектирован как режущий угол для механической обработки заготовки посредством точения. Режущая пластина образована симметрично по отношению к плоскости, параллельной и включающей центральную ось Z₁ и два противолежащих угла 108, 110. Два противолежащих угла 108, 110 образованы с острым углом при вершине в то время, как два противолежащих угла 109, 111 образованы с тупым углом при вершине. Только один из углов 108 будет описан более детально ниже, поскольку все углы имеют одинаковую конструкцию независимо от угла при вершине.

Отсылка теперь сделана на фиг. 4а и 4b, показывающие угол 108 более детально, и на фиг. 5а-е, показывающие поперечное сечение вдоль линий, показанных на фиг. 4b. В области угла 108 верхняя режущая кромка 106 образует участок 112 главной кромки и участок 113 вспомогательной кромки, образованной под углом к участку 112 главной кромки. Участок 112 главной кромки и участок 113 вспомогательной кромки соединены участком 114 кромки при вершине с радиусом r, т.е. радиусом кривизны. Биссектриса Y₁, пересекающая центральную ось Z₁, разделяет участок 114 при вершине на два симметричных участка. Угол 108 включает на верхней стороне 102 стружкоформирователь 115, включающий нижнюю поверхность 116 при вершине, главную основную нижнюю поверхность 117 и вспомогательную основную нижнюю поверхность 129. Нижняя поверхность 116 при вершине образована как непрерывная поверхность с низшей точкой ниже, чем уровень участка 114 кромки при вершине, как это следует из фиг. 5b. Она образована в области позади участка 114 кромки при вершине и фаски 107 вдоль биссектрисы Y₁. Главная основная нижняя поверхность 117 продолжается с внутренней стороны фаски 107 вдоль участка 112 главной кромки. Она образована в виде канавки с низшим уровнем ниже, чем уровень участка 112 главной кромки, как показано на фиг. 5е, и приблизительно на том же уровне, как нижняя поверхность 116 при вершине. В области между нижней поверхностью 116 при вершине и главной основной нижней поверхностью 117, отдаленной от биссектрисы Y₁ и продолжающейся вдоль участка 112 главной кромки с внутренней стороны от фаски 107, образована главная выступающая нижняя поверхность 118. Главная выступающая нижняя поверхность 118 имеет, как показано на фиг. 5а и 5с, ее низший уровень ниже, чем участок 112 главной кромки и участок 114 кромки при вершине, но выше, чем низшая точка каждой из нижней поверхности 116 при вершине и главной нижней поверхности 117.

В первом варианте главная выступающая нижняя поверхность 118 выполнена в форме по существу плоской поверхности, продолжающейся в основной плоскости протяженности параллельной верхней плоскости U₁ протяженности. Она имеет две граничные линии 118а, 118b по существу параллельные участку 112 главной кромки. Главная выступающая нижняя поверхность 118, таким образом, имеет протяженность в направлении, перпендикулярном участку 112 главной кромки. Главная выступающая нижняя поверхность 118 продолжается от области 119 при вершине области режущей пластины, причем область 119 при вершине определена как круговой сектор с центральным углом ϕ, центрированного на биссектрисе Y₁ и с участком 114 кромки при вершине в качестве его дуги. Радиус r участка 114 кромки при вершине является, таким образом, таким же, как радиус кругового сектора, образующего область 119 при вершине. Главная выступающая нижняя поверхность 118 продолжается от области 119 при вершине к области снаружи от области 119 при вершине вдоль участка 112 главной кромки. Протяженность главной выступающей нижней поверхности 118 больше в направлении параллельном участку 112 главной кромки, чем в направлении перпендикулярном участку 112 главной кромки. Соединение главной выступающей нижней поверхности 118 и главной основной нижней поверхности 117 является главной промежуточной нижней поверхностью 120. Главная промежуточная нижняя поверхность 120 образована как наклонная поверхность с шириной в направлении перпендикулярном участку 112 главной кромки, которая уменьшается в направлении к главной основной нижней поверхности 117. Главная промежуточная нижняя поверхность 120 продолжается в наклонной плоскости, продолжающейся от главной выступающей нижней поверхности 118 к главной основной нижней поверхности 117. Соединение нижней поверхности 116 при вершине и главной выступающей нижней поверхности 118 является главной соединительной поверхностью 121. Главная соединительная поверхность 121 здесь выполнена в форме изогнутой поверхности. Стружкоформирователь 115 дополнительно включает стенку 122 формирования стружки, продолжающуюся в области между упомянутыми нижними поверхностями 116, 117, 118, 120, 121 и стружечной поверхностью 126, образованной на уровне слегка ниже верхней плоскости U₁ протяженности. В этом варианте верхняя режущая кромка 106 расположена на уровне стружечной поверхности 126, а стенка 122 формирования стружки выполнена в форме наклонной поверхности. Следовательно, стенка 122 формирования стружки не поднимается выше верхней режущей кромки 106, как может быть видно на фиг. 5b-е.

Стружкоформирователь 115 является симметричным по отношению к биссектрисе Y₁. Таким образом, он образован со вспомогательной основной нижней поверхностью 129, вспомогательной выступающей нижней поверхностью 123, а также вспомогательной промежуточной нижней поверхностью 124 и вспомогательной соединительной поверхностью 125, сформированными также, как главная выступающая нижняя поверхность 118, главная промежуточная нижняя поверхность 120 и главная соединительная поверхность 121.

Угол 208 режущей пластины 200 в соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения показан на фиг. 6а-b и фиг. 7а-е. Режущая пластина 200 в соответствии со вторым вариантом отличается от режущей пластины 100 в соответствии с первым вариантом тем, что она выполнена со стружкоформирователем 215 другой конструкции, чем стружкоформирователь 115. Режущая пластина 200 образована с телом 201 пластины с верхней режущей кромкой 206, задней поверхностью 205 и фаской 207, продолжающейся на верхней стороне 202. Верхняя плоскость протяженности режущей пластины 200 определена как плоскость, в которой продолжаются опорные поверхности 230 режущей пластины.

В области угла 208 верхняя режущая кромка 206 образует участок 212 главной кромки и участок 213 вспомогательной кромки, образованной под углом к участку 212 главной кромки. Участок 212 главной кромки и участок 213 вспомогательной кромки соединены участком 214 кромки при вершине с радиусом кривизны r. Биссектриса Y₂, пересекающая центральную ось режущей пластины 200, разделяет участок 214 на два симметричных участка. Угол 208 включает на верхней стороне 202 стружкоформирователь 215, включающий нижнюю поверхность 216 при вершине, главную основную нижнюю поверхность 217 и вспомогательную основную нижнюю поверхность 229. Нижняя поверхность 216 при вершине образована как непрерывная поверхность с низшей точкой ниже, чем уровень участка 214 кромки при вершине, как ясно из фиг. 7b. Она образована в области позади участка 214 кромки при вершине и фаски 207 вдоль биссектрисы Y₂. Главная основная нижняя поверхность 217 продолжается по внутренней стороне фаски 207 вдоль участка 212 главной кромки. Она образована в виде канавки с низшим уровнем ниже, чем уровень участка 212 главной кромки, как показано на фиг. 7е, и приблизительно на том же уровне, как нижняя поверхность 216 при вершине. В области между нижней поверхности 216 при вершине и главной основной нижней поверхностью 217 в отдалении от биссектрисы Y₂ образована главная выступающая нижняя поверхность 218, продолжающаяся вдоль участка 212 главной кромки с внутренней стороны фаски 207. Главная выступающая нижняя поверхность 218 имеет, как показано на фиг. 7а и 7с, ее низший уровень ниже, чем участок 212 главной кромки и участок 214 кромки при вершине, но выше, чем низшая точка каждой из нижней поверхности 216 при вершине и главной нижней поверхности 217.

Стружкоформирователь 215 является симметричным по отношению к биссектрисе Y₂. Таким образом, он образован с вспомогательной основной нижней поверхностью 229, вспомогательной выступающей нижней поверхностью 223, а также с вспомогательной промежуточной нижней поверхностью 224 и вспомогательной соединительной поверхностью 225.

В этом варианте главная выступающая нижняя поверхность 218 выполнена в форме по существу плоской поверхности, продолжающейся в основной плоскости протяженности параллельной верхней плоскости протяженности. Она имеет две граничных линии 218а, 218b по существу параллельных участку 212 главной кромки. Главная выступающая нижняя поверхность 218, таким образом, имеет протяженность в направлении перпендикулярном участку 212 главной кромки. Главная выступающая нижняя поверхность 218 расположена полностью снаружи области 219 при вершине режущей пластины, причем область 219 при вершине определена аналогично области при вершине 119, описанной ранее. Протяженность главной выступающей нижней поверхности 218 больше в направлении параллельном участку 212 главной кромки, чем в направлении перпендикулярном участку 212 главной кромки. Соединением главной выступающей нижней поверхности 218 и главной основной нижней поверхности 217 является главная промежуточная нижняя поверхность 220, образованная так же, как главная промежуточная нижняя поверхность 120 в первом варианте. Соединением нижней поверхности 216 при вершине и главной выступающей нижней поверхности 218 является главная соединительная поверхность 221 в форме изогнутой поверхности. Стружкоформирователь 215 дополнительно включает стенку 222 формирования стружки, продолжающуюся в области между главной выступающей нижней поверхностью 218 и главной основной нижней поверхностью 217 с одной стороны и стружечную поверхность 226, образованную на уровне слегка ниже верхней плоскости протяженности с другой стороны. В этом варианте верхняя режущая кромка 206 расположена на уровне стружечной поверхности 226, и стенка 222 формирования стружки в форме наклонной поверхности. Стенка 222 формирования стружки не поднимается над верхней режущей кромкой 206, как может быть видно на фиг. 7с-е. Однако, в области позади нижней поверхности 216 при вершине вдоль биссектрисы Y₂ образован выступ 228 для формирования стружки при малых глубинах резания. Выступ 228 продолжается над стружечной поверхностью 226.

В обоих показанных вариантах участок 114, 214 кромки при вершине расположен на том же уровне, как участок 112, 212 главной кромки и участок 113, 213 вспомогательной кромки по отношению к верхней плоскости протяженности. Далее, нижняя поверхность 116, 216 при вершине и главная основная нижняя поверхность 117, 217 расположены приблизительно на том же уровне. Конечно, возможно так же спроектировать режущую пластину, например, с участком кромки при вершине на более высоком уровне, чем участок главной кромки. Главная выступающая нижняя поверхность 118, 218 в показанных вариантах расположена приблизительно на половине расстояния между уровнем участка 114, 214 кромки при вершине и уровнем нижней поверхности 116, 216 при вершине и главной основной нижней поверхностью 117, 217. Расстояние d₁, измеренное в направлении параллельном центральной оси от низшей точки выступающей нижней поверхности 118, 218 до уровня участка 112, 212 главной кромки в обоих показанных вариантах совпадает с расстоянием d₃ от наивысшей точки выступающей нижней поверхности 118, 218 до уровня участка 112, 212 главной кромки. Расстояние d₂, измеренное в направлении параллельном центральной оси от низшей точки нижней поверхности 116, 216 при вершине до уровня участка 112, 212 главной кромки приблизительно вдвое больше расстояний d₁, d₃.

В обоих показанных вариантах возможно определить круговой сектор в плоскости параллельной верхней плоскости протяженности, причем круговой сектор центрирован на биссектрисе Y₁, Y₂ и в качестве его радиуса имеет радиус r участка 114, 214 кромки при вершине и центральный угол θ. Центральный угол θ выбран таким, что нижняя поверхность 116, 216 при вершине на виде сверху, по меньшей мере, частично расположена в круговом секторе, как на фиг. 4b и 6b соответственно. Главная выступающая нижняя поверхность 118, 218 в обоих показанных вариантах расположена в области снаружи этого кругового сектора. Биссектриса Y₁, Y₂, таким образом, не пересекает главную выступающую нижнюю поверхность 118, 218 и вспомогательная выступающая нижняя поверхность 123, 223 отдалена от главной выступающей нижней поверхности 118, 218. В первом варианте нижняя поверхность 116 при вершине полностью расположена в круговом секторе, поскольку она расположена на расстоянии меньшем, чем радиус r при вершине от участка 114 кромки при вершине. Во втором варианте нижняя поверхность 216 при вершине только частично расположена в круговом секторе.

Режущие пластины в соответствии с изобретением сформированы для механической обработки удалением стружки металлической заготовки 4 посредством точения, когда установлены на токарный инструмент 1 такой, как показано на фиг. 8. Инструмент включает корпус 2 в форме стержня и сменную режущую пластину 3 в соответствии с изобретением, установленную в гнезде под пластину инструмента. Заготовка 4 вращается вокруг оси С и показана с возможностью вращения в направлении R вращения. Обработанная цилиндрическая поверхность 5 заготовки показана схематично со значительно увеличенными волнистыми образованиями. Расстояние между вершинами волнистых образований соответствует подаче f режущей пластины 3. Глубина резания а_р соответствует глубинам резания, т.е. разности по радиусу между обработанной поверхностью 5 и обрабатываемой поверхностью 6, измеренной перпендикулярно к направлению А подачи инструмента. Угол к° является так называемым углом в плане между участком главной кромки режущей пластины и направлением А подачи.

Режущие пластины 100, 200 изготавливаются из более твердого материала, чем корпус инструмента такого, как твердый сплав, керамика и т.п. Корпус может быть изготовлен, например, из стали.

Изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами, но может быть изменено и модифицировано в объеме приведенной далее формуле изобретения. Например, режущие пластины описаны выше, как индексируемые режущие пластины, но они также могут быть в форме односторонних режущих пластин. Далее, режущие пластины могут иметь любую подходящую форму такую, как треугольник, четырехугольник и т.п. с любым подходящим радиусом при вершине. Режущие пластины могут иметь позитивную или негативную базовую форму. Дополнительно пластины могут быть такого типа, имеющего комбинацию радиусов при вершине такую, что участок кромки при вершине описывается не единственной дугой окружности, а комбинацией дуг.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1. инструмент

2. корпус инструмента

3, 100, 200 режущая пластина

4 заготовка

5 обработанная поверхность

6 обрабатываемая поверхность

101, 201 тело пластины

102, 202 верхняя сторона

103 нижняя сторона

104 центральное отверстие

105 задняя поверхность

106, 206 верхняя режущая кромка

107, 207 фаска

108, 208 угол

109 угол

110 угол

111 угол

112, 212 участок главной кромки

113, 213 участок вспомогательной кромки

114, 214 участок кромки при вершине

115, 215 стружкоформирователь

116, 216 нижняя поверхность при вершине

117, 217 главная основная нижняя поверхность

118, 218 главная выступающая нижняя поверхность

118a,b, 218a,b граничная линия

119, 219 область при вершине

120, 220 главная промежуточная нижняя поверхность

121, 221 главная соединительная поверхность

122, 222 стенка формирования стружки

123, 223 вспомогательная выступающая нижняя поверхность

124, 224 вспомогательная промежуточная нижняя поверхность

125, 225 вспомогательная соединительная поверхность

126, 226 стружечная поверхность

127 нижняя режущая кромка

129, 229 вспомогательная основная нижняя поверхность

130, 230 угловая опорная поверхность

131 кромочная опорная поверхность

228 выступ

U₁ верхняя плоскость протяженности

L₁ нижняя плоскость протяженности

Z₁ центральная ось

Y₁, Y₂ биссектриса

C ось вращения

A направление подачи

R направление вращения

k° угол в плане

a_p глубина резания

f подача

r радиус при вершине

θ центральный угол

ϕ центральный угол области при вершине

d₁ расстояние

d₂ расстояние

d₃ расстояние

Режущая пластина (100) для точения, включающая верхнюю сторону (102), нижнюю сторону (103), заднюю поверхность (105), соединяющую верхнюю сторону и нижнюю сторону, и верхнюю режущую кромку (106). Верхняя режущая кромка образует участок (112) главной кромки и участок (113) вспомогательной кромки, соединенные участком (114) кромки при вершине. На верхней стороне образован стружкоформирователь (115), включающий нижнюю поверхность (116) при вершине, образованную позади участка кромки при вершине, главную основную нижнюю поверхность (117), продолжающуюся вдоль участка главной кромки, и между нижней поверхностью при вершине и главной основной нижней поверхностью непрерывную главную выступающую нижнюю поверхность (118), продолжающуюся вдоль участка главной кромки и имеющую низшую точку ниже, чем уровень участка главной кромки, но выше, чем низшая точка каждой из нижней поверхности при вершине и главной основной нижней поверхности. Достигается надежный контроль стружки при различных глубинах резания и подачах. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Режущая пластина (100, 200) для точения, содержащая

тело пластины (101, 201), включающее

верхнюю сторону (102, 202), определяющую верхнюю плоскость (U),

нижнюю сторону (103), определяющую нижнюю плоскость (L1), параллельную верхней плоскости (U1), причем центральная ось (Z1) продолжается перпендикулярно через верхнюю плоскость (U1) и нижнюю плоскость (L1),

заднюю поверхность (105), продолжающуюся вокруг периферии тела (101, 201) пластины и соединяющую верхнюю сторону (102, 202) и нижнюю сторону (103),

верхнюю режущую кромку (106, 206), образованную между задней поверхностью (105) и верхней стороной (102, 202), причем упомянутая верхняя режущая кромка продолжается вокруг верхней стороны (102, 202) и образует, по меньшей мере, участок (112, 212) главной кромки и участок (113, 213) вспомогательной кромки, соединенные участком (114, 214) кромки при вершине так, что участок (113, 213) вспомогательной кромки образован под углом к участку (112, 212) главной кромки,

стружкоформирователь (115, 215), образованный на верхней стороне и включающий

нижнюю поверхность (116, 216) при вершине, образованную позади участка (114, 214) кромки при вершине вдоль биссектрисы (Y1, Y2) между участком (112, 212) главной кромки и участком (113, 213) вспомогательной кромки, при этом упомянутая нижняя поверхность (116, 216) имеет низшую точку ниже, чем уровень участка (114, 214) кромки при вершине,

главную основную нижнюю поверхность (117, 217), продолжающуюся вдоль участка (112, 212) главной кромки и имеющую низшую точку ниже, чем уровень участка (112, 212) главной кромки,

отличающаяся тем, что

стружкоформирователь (115, 215) дополнительно включает непрерывную главную выступающую нижнюю поверхность (118, 218), образованную между нижней поверхностью (116, 216) при вершине и главной основной нижней поверхностью (117, 217), причем упомянутая главная выступающая нижняя поверхность (118, 218) продолжается вдоль участка (112, 212) главной кромки и имеет низшую точку, которая ниже, чем уровень участка (112, 212) главной кромки, и выше, чем низшая точка каждой из нижней поверхности (116, 216) при вершине и главной основной нижней поверхности (117, 217).

2. Режущая пластина по п.1, в которой главная выступающая нижняя поверхность (118, 218) выполнена плоской.

3. Режущая пластина по п.1, в которой главная выступающая нижняя поверхность (118, 218) включает структуру поверхности формирования в виде гребней, канавок, выступов, углублений.

4. Режущая пластина по любому из пп.1-3, в которой главная выступающая нижняя поверхность (118, 218) имеет основную плоскость, которая параллельна верхней плоскости (U1).

5. Режущая пластина по любому из пп.1-3, в которой главная выступающая нижняя поверхность (118, 218) имеет основную плоскость, которая наклонена по отношению к верхней плоскости (U1).

6. Режущая пластина по любому из пп.1-3, в которой главная выступающая нижняя поверхность (118, 218) имеет по меньшей мере одну граничную линию (118а, 118b, 218а, 218b), ориентированную параллельно участку (112, 212) главной кромки, предпочтительно две граничные линии (118а, 118b, 218а, 218b), ориентированные параллельно участку (112, 212) главной кромки.

7. Режущая пластина по любому из пп.1-3, в которой главная выступающая нижняя поверхность (118, 218) расположена в области снаружи кругового сектора, центрированного на биссектрисе (Y1, Y2) и имеющего в качестве его радиуса радиус r участка (114, 214) кромки при вершине и центральный угол θ, причем центральный угол θ выбран таким, что нижняя поверхность (116, 216) расположена по меньшей мере частично в круговом секторе.

8. Режущая пластина по любому из пп.1-3, в которой в направлении, параллельном центральной оси (Z1), расстояние d1 от уровня участка (112, 212) главной кромки до низшей точки главной выступающей нижней поверхности (118, 218) составляет 0,2-0,8 расстояния d2 от уровня участка (112, 212) главной кромки до низшей точки нижней поверхности (116, 216) при вершине, предпочтительно 0,3-0,6 и наиболее предпочтительно 0,4-0,6.

9. Режущая пластина по любому из пп.1-3, в которой в направлении, параллельном центральной оси (Z1), расстояние d3 от уровня участка (112, 212) главной кромки до наивысшей точки главной выступающей нижней поверхности (118, 218) составляет 0,2-0,8 от расстояния d2 от участка (112, 212) главной кромки до низшей точки нижней поверхности (116, 216) при вершине, предпочтительно 0,3-0,6 и наиболее предпочтительно 0,4-0,6.

10. Режущая пластина по любому из пп.1-3, в которой главная выступающая нижняя поверхность (118, 218) имеет наибольшую протяженность в направлении, параллельном участку (112, 212) главной кромки.

11. Режущая пластина по любому из пп.1-3, в которой в плоскости, параллельной верхней плоскости (U1), наиболее короткое расстояние от участка (112, 212) главной кромки до главной выступающей нижней поверхности (118, 218) короче, чем наиболее короткое расстояние от участка (112, 212) главной кромки до нижней поверхности (116, 216) при вершине.

12. Режущая пластина по любому из пп.1-3, в которой стружкоформирователь (115, 215) дополнительно включает стенку (122, 222) формирования стружки, продолжающуюся вдоль участка (112, 212) главной кромки, при этом главная выступающая нижняя поверхность (118, 218) расположена между участком (112, 212) главной кромки и стенкой (122, 222) формирования стружки.

13. Режущая пластина по любому из пп.1-3, в которой главная выступающая нижняя поверхность (118, 218) и главная основная нижняя поверхность (117, 217) соединены главной промежуточной нижней поверхностью (120, 220), продолжающейся между главной выступающей нижней поверхностью (118, 218) и главной основной нижней поверхностью (117, 217) в плоскости, которая наклонена относительно верхней плоскости (U1).

14. Режущая пластина по любому из пп.1-3, в которой главная выступающая нижняя поверхность (118) продолжается от области (119) при вершине в форме кругового сектора, центрированного на биссектрисе (Y1) и с участком (114) кромки при вершине в качестве его дуги.

15. Режущая пластина по любому из пп.1-3, в которой нижняя поверхность (116, 216) при вершине расположена по меньшей мере частично в области (119, 219) при вершине в форме кругового сектора, центрированного на биссектрисе (Y1, Y2) и с участком (114, 214) кромки при вершине в качестве его дуги.

16. Токарный инструмент (1), содержащий корпус (2) и по меньшей мере одну режущую пластину (3) по любому из пп.1-15, в котором каждая из по меньшей мере одной режущих пластин (3) съемно установлена в гнезде под пластину корпуса (2).