РЕЖУЩЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МОДУЛЬНОЕ ВРАЩАЮЩЕЕСЯ РЕЖУЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕГО Российский патент 2020 года по МПК B23B31/02 B23C5/26 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к технической области обработки деталей и, в частности, к модульному вращающемуся режущему устройству. Кроме того, изобретение также относится к режущему оборудованию, включающему это модульное вращающееся режущее устройство.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Станочное оборудование, такое как станки с ЧПУ, осуществляет резку обрабатываемой детали посредством режущего устройства. Известное оборудование для обработки деталей обычно оснащено хвостовиком и режущим инструментом, эти две части подбирают по шпоночному пазу и отдельной ведущей шпонке для сборки и фиксации.

Однако, поскольку необходимо управлять режущим устройством, которое вращается на высокой скорости технологическим оборудованием во время рабочего процесса, динамический баланс передаточной шпонки и шпоночного паза может быть легко нарушен в процессе передачи крутящего момента, что вызывает радиальное биение хвостовика и режущего инструмента, при этом их оси вращения отклоняются, и это влияет на точность и результат обработки режущим устройством.

Вкратце, неотложной проблемой для решения специалистами в данной области техники является повышение точности механической обработки режущим устройством.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В свете вышеизложенного, цель изобретения заключается в том, чтобы предложить модульное вращающееся режущее устройство, которое может устранить проблему динамической несбалансированности, вызываемой передаточной шпонкой и шпоночным пазом, и обеспечить эффективную обработку режущим инструментом. Другая цель изобретения заключается в том, чтобы предложить режущее оборудование, включающее модульное вращающееся режущее устройство, описанное выше.

Для того, чтобы достигнуть вышеуказанных целей, в изобретении применены следующее технические решения:

- модульное вращающееся режущее устройство, включающее:

режущий инструмент, причем один конец режущего инструмента снабжен режущей кромкой для резки обрабатываемой детали, и другой его конец снабжен конической частью; наружная боковая сторона стенка конической части снабжена кромочной базовой деталью, проходящей в осевом направлении;

-хвостовик; конец хвостовика снабжен коническим отверстием, которое соответствует наружной боковой стенке конической части, и хвостовик снабжен фиксирующей частью для фиксации осевого положения режущего инструмента.

Предпочтительно, выступ кромочной базовой детали в осевом направлении имеет форму дуги.

Предпочтительно, боковая стенка конической части снабжена тремя кромочными базовыми деталями.

Предпочтительно, три кромочные базовые детали равномерно распределены по окружности конической части.

Предпочтительно, нижняя часть конического отверстия соответствует торцевой поверхности конической части и примыкает к ней.

Предпочтительно, конусность конической части составляет 1:20.

Предпочтительно, хвостовик представляет собой высокоскоростной стальной хвостовик, и/или режущая кромка представляет собой кромку из вольфрамовой стали.

Предпочтительно, конец конической части, удаленный от режущей кромки, снабжен позиционирующим цилиндром; конец хвостовика снабжен цилиндрическим внутренним отверстием, которое соответствует позиционирующему цилиндру, чтобы повысить соосность хвостовика с режущим инструментом.

Предпочтительно, фиксирующая часть включает установочные винты; установочные винты проходят от наружной боковой стенки хвостовика в цилиндрическое внутреннее отверстие и прикрепляются к позиционирующему цилиндру.

Режущее оборудование, включающее любое из модульных вращающихся режущих устройств, описанных выше.

Модульное вращающееся режущее устройство, предлагаемое изобретением, включает режущий инструмент и хвостовик, причем конец режущего инструмента снабжен конической частью, наружная боковая стенка конической части снабжена кромочной базовой деталью, и кромочная базовая деталь проходит от одного конца конической части к другому ее концу; конец хвостовика снабжен коническим отверстием, боковая стенка конического отверстия соответствует наружной боковой стенке конической части.

В модульном вращающемся режущем устройстве, предлагаемом изобретением, коническое отверстие совпадает с конической частью, и они могут быть установлены так, чтобы располагаться в осевом положении и радиальном положении режущего инструмента, при этом фиксирующая часть фиксирует осевое положение режущего инструмента. Кромочная базовая деталь может ограничивать вращение по окружности конической части, которая заменяет известную передаточную шпонку, чтобы осуществить передачу крутящего момента без проскальзывания, и устраняет проблему динамической несбалансированности, вызываемую передаточной шпонкой и шпоночным пазом.

Изобретение также предлагает режущее оборудование с полезными эффектами, описанными выше.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для того, чтобы проиллюстрировать технические решения вариантов осуществления изобретения или известный уровень техники, ниже будут коротко описаны чертежи, используемые в вариантах осуществления или в описании известного уровня техники. Очевидно, что чертежи, описанные ниже, представляют просто варианты осуществления изобретения, и специалисты в данной области техники могут выполнить другие чертежи по прилагаемым чертежам без каких-либо творческих усилий.

Фиг. 1 –схематическое изображение конструкции хвостовика изобретения.

Фиг. 2 –схематическое изображение конструкции режущего инструмента изобретения.

Ссылочные номера на Фиг. 1 и 2: 1 –хвостовик; 2 –цилиндрическое внутреннее отверстие; 3 –коническое отверстие; 4 –позиционирующий цилиндр; 5 –коническая часть; 6 –режущая кромка; 7 –установочный винт.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Ниже будут понятно и полностью описаны технические решения в вариантах осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи вариантов осуществления изобретения. Очевидно, что описанные варианты осуществления представляют собой только часть вариантов осуществления изобретения, но не все варианты осуществления. Любые другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники на основании этих вариантов осуществления изобретения без приложения творческих усилий, должны подпадать под объем охраны изобретения.

Идея изобретения заключается в том, чтобы предложить модульное вращающееся режущее устройство, которое может устранить проблему динамической несбалансированного, вызываемую передаточной шпонкой и шпоночным пазом, и обеспечить обрабатывающее действие режущего инструмента. Другая идея изобретения заключается в том, чтобы предложить режущее оборудование, включающее модульное вращающееся режущее устройство, описанное выше.

Со ссылкой на Фиг. 1 и 2, где на Фиг. 1 показано схематическое изображение, иллюстрирующее конструкцию хвостовика изобретения, и на Фиг. 2 показано схематическое изображение, иллюстрирующее конструкцию режущего инструмента изобретения.

Изобретение предлагает модульное вращающееся режущее устройство, включающее режущий инструмент и хвостовик 1; один конец режущего инструмента снабжен режущей кромкой 6 для резки обрабатываемой детали, и другой его конец снабжен конической частью 5; наружная боковая стенка конической части 5 снабжена кромочной базовой деталью, проходящей в осевом направлении; конец хвостовика 1 снабжен коническим отверстием 3, которое соответствует наружной боковой стенке конической части 5, и хвостовик 1 снабжен фиксирующей частью для фиксации осевого положения режущего инструмента.

Более конкретно, главной деталью режущего инструмента является режущая кромка 6, которая вращается с высокой скоростью во время эксплуатации, чтобы осуществить удаление лишнего материала резкой с обрабатываемой детали; режущая кромка 6 предпочтительно изготовлена из вольфрамовой стали или другого материала повышенной твердости.

Коническая часть 5 расположена на одном конце режущей кромки 6 и жестко соединена с ней. При этом ось конической части 5 лежит на одной прямой с осью вращения режущей кромки 6; коническая часть 5 представляет собой короткую коническую конструкцию с небольшой осевой протяженностью, ее площадь поперечного сечения постепенно уменьшается от конца, удаленного от режущей кромки 6, и ее конусность предпочтительно составляет 1:20.

Кромочная базовая деталь расположена на наружной боковой стенке конической части 5 и проходит от одного конца конической части 5 до ее другого конца; кроме того, поскольку коническая часть 5 сама имеет конусность, кромочная базовая деталь имеет небольшую протяженность в радиальном направлении конической части 5.

Один конец хвостовика 1 представляет собой цилиндрическую конструкцию с поперечным сечением круглой или другой формы и соединен с держателем режущего устройства во время эксплуатации; другой конец хвостовика 1 снабжен коническим отверстием 3, и конусность конического отверстия 3 поддерживается соответствующей конусности конической части 5. При изготовлении хвостовик 1 предпочтительно изготавливают из быстрорежущей стали.

Модульное вращающееся режущее устройство, предложенное изобретением, имеет коническую часть 5 и коническое отверстие 3. В собранном состоянии внутренняя боковая стенка конического отверстия 3 примыкает к наружной боковой стенке конической части 5, и поверхность, где режущий инструмент и хвостовик 1 сопряжены друг с другом, является позиционирующей поверхностью. Коническая позиционирующая поверхность может определять осевое и радиальное направления режущего инструмента, и коническая конструкция может увеличивать площадь позиционирующей поверхности, чтобы обеспечить более точное позиционирование. Кроме того, поскольку наружная сторона конической части 5 представляет собой кромочную базовую деталь, и кромочная базовая деталь может не вращаться вместе с конической частью 5, она заменяет передаточную шпонку, известную в уровне техники, т.е. осуществляет передачу крутящего момента без проскальзывания и устраняет проблему динамической несбалансированности, вызываемую передаточной шпонкой и шпоночным пазом, в результате чего достигается эффект повышения точности механической обработки.

Кроме того, поскольку режущая кромка 6 и хвостовик 1 соединены конической частью 5, последняя не осуществляет резку обрабатываемой детали, поэтому коническая часть 5 и режущая кромка 6 могут быть изготовлены из разных материалов в смысле прочности и жесткости. Пользователь может выбрать менее дорогой материал с учетом стоимости обработки, чтобы изготовить коническую часть 5, что снижает стоимость покупки вольфрамовой стали для режущего инструмента. При этом в техническом решении, предложенным изобретением, хвостовик 1 и режущий инструмент представляют собой простую конструкцию приемлемого по цене исполнения, обеспечивающую точность при позиционировании, безопасность и надежность, причем ее можно легко адаптировать к требованиям для инструментов разных типов при изготовлении небольших партий и отдельных деталей.

Кроме того, выступ кромочной детали в осевом направлении имеет форму дуги. Более конкретно, по сравнению с кромочной базовой деталью, выступающей в осевом направлении, кромочная базовая деталь дугообразной формы увеличивает площадь позиционирующей поверхности между режущим инструментом и хвостовиком 1 и не создает чрезмерных напряжений в кромочной базовой детали, этим оптимизируя передачу крутящего момента на кромочную базовую деталь.

Альтернативно, для того, чтобы оптимизировать обрабатывающее действие модульного вращающегося режущего устройства, в одном варианте осуществления изобретения боковая стенка конической части 5 снабжена тремя кромочными базовыми деталями. Более конкретно, коническая часть 5 имеет форму наподобие треугольной призмы, и ее поперечное сечение подобно треугольнику, но при этом острый угол треугольника имеет форму дуги. По сравнению с конической частью 5 с четырьмя кромочными базовыми деталями, три кромочные базовые детали обеспечивают повышенную точность радиального позиционирования режущего инструмента. Кроме того, при реальной эксплуатации эти кромочные базовые детали предпочтительно равномерно распределены по окружности конической части 5, так что обеспечивается более равномерное усилие конической части 5.

Альтернативно, для того, чтобы усилить позиционирующее действие хвостовика 1 на режущий инструмент, в этом варианте осуществления нижняя часть конического отверстия 3 подходит и прилегает к торцевой поверхности конической части 5. То есть, режущий инструмент и хвостовик 1 устанавливаются в требуемое положение посредством одновременного контакта конической позиционирующей поверхности и торцевой поверхности.

Кроме того, для того, чтобы обеспечить полную соосность хвостовика 1 и режущего инструмента, в этом варианте осуществления конец конической части 5, удаленный от режущей кромки 6, снабжен позиционирующим цилиндром 4, и конец хвостовика 1 снабжен цилиндрическим внутренним отверстием 2, которое соответствует позиционирующему цилиндру 4. Более конкретно, ось позиционирующего цилиндра 4 лежит на одной прямой с осью конической части 5. В собранном состоянии позиционирующий цилиндр 4 расположен в цилиндрическом внутреннем отверстии 2 хвостовика 1, и их боковые стенки прилегают друг к другу; при этом коническая часть 5 расположена в коническом отверстии 3 и удерживает боковую стенку в состоянии прилегания. Позиционирующий цилиндр 4 совпадает с цилиндрическим внутренним отверстием 2, выполняя функцию позиционирования и обеспечивая соосность.

Альтернативно, в этом варианте осуществления изобретения фиксирующая часть включает установочные винты 7; установочные винты 7 проходят от наружной боковой стенки хвостовика 1 в цилиндрическое внутреннее отверстие 2 и прикрепляются к позиционирующему цилиндру 4. То есть, установочные винты 7 проходят через боковую стенку хвостовика 1 в радиальном направлении и примыкают к позиционирующему цилиндру или ввинчиваются в него, чтобы осуществить осевую фиксацию режущего инструмента.

В дополнение к модульному вращающемуся режущему устройству, описанному выше, изобретение также предлагает режущее оборудование, включающее модульное вращающееся режущее устройство, описанное выше и отличающееся тем, что держатель режущего устройства режущего оборудования используется вместе с любым из модульных вращающихся режущих устройств, описанных выше, так что точность механической обработки на нем повышается. Описание конструкции других деталей режущего оборудования можно найти в известных источниках, и здесь их описание представлено не будет.

Разные варианты осуществления представлены в описании изобретения прогрессирующим образом, при этом каждый вариант осуществления сфокусирован на отличиях от других вариантах осуществления, и одинаковые или сходные детали в разных вариантах осуществления могут быть упомянуты как таковые.

Режущее оборудование и его модульное вращающееся режущее устройство, которые предложены настоящим изобретением, подробно описаны выше. Принципы и варианты осуществления изобретения описаны выше на конкретных примерах. Вышеприведенное описание вариантов осуществления предназначено только для помощи в понимании способа изобретения и его основной идеи. Следует сказать, что любые усовершенствования или уточнения, выполненные средними специалистами в данной области техники без нарушения принципов изобретения, должны подпадать под объем охраны изобретения.

Модульное вращающееся режущее устройство включает режущий инструмент и хвостовик. На одном конце инструмента выполнена режущая кромка для резания обрабатываемой детали, на другом конце - коническая часть, имеющая наружную боковую стенку с кромочной базовой деталью, проходящей в осевом направлении. На конце хвостовика выполнено коническое отверстие, соответствующее наружной боковой стенке конической части. Хвостовик имеет фиксирующую часть для фиксации осевого положения инструмента. Хвостовик и инструмент находятся в контакте друг с другом и позиционируются конической поверхностью так, чтобы установить осевое и радиальное положения инструмента. Кромочная базовая деталь заменяет передаточную шпонку, осуществляет передачу крутящего момента без проскальзывания и устраняет проблему динамической несбалансированности, вызываемую передаточной шпонкой и шпоночным пазом. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Модульное вращающееся режущее устройство, содержащее:

режущий инструмент, на одном конце которого выполнена режущая кромка (6) для резания обрабатываемой детали, и на другом его конце - коническая часть (5), имеющая наружную боковую стенку с кромочной базовой деталью с выступом, проходящую в осевом направлении, и

хвостовик (1), содержащий фиксирующую часть для фиксации осевого положения режущего инструмента, при этом на конце хвостовика (1) выполнено коническое отверстие (3), соответствующее наружной боковой стенке конической части (5), причем выступ кромочной детали в осевом направлении выполнен в форме дуги.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что боковая стенка конической части (5) выполнена с тремя кромочными базовыми деталями.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что три кромочные базовые детали равномерно распределены по окружности конической части (5).

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что нижняя часть конического отверстия (3) соответствует торцевой поверхности конической части (5) и выполнена с возможностью прилегания к ней.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что конусность конической части (5) составляет 1:20.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что хвостовик (1) выполнен в виде высокоскоростного стального хвостовика, и/или режущая кромка (6) выполнена из вольфрамовой стали.

7. Устройство по любому из пп. 1–6, отличающееся тем, что для улучшения соосности хвостовика (1) с режущим инструментом на конце конической части (5), удаленном от режущей кромки (6), выполнен позиционирующий цилиндр (4), а на конце хвостовика (1) выполнено цилиндрическое внутреннее отверстие (2), которое соответствует позиционирующему цилиндру (4).

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что фиксирующая часть включает установочные винты (7), проходящие от наружной боковой стенки хвостовика (1) в цилиндрическое внутреннее отверстие (2) и прикрепленные к позиционирующему цилиндру (4).

9. Режущее оборудование, содержащее держатель и модульное вращающееся режущее устройство, отличающееся тем, что оно содержит режущее устройство, выполненное по любому из пп. 1–8.